Самодельный горизонтальный ветрогенератор: Самодельный ветрогенератор роторного типа

Как сделать горизонтальный ветрогенератор своими руками: советы экспертов

За последние годы ветроэнергетика укрепила позиции среди других сфер отрасли. Доля этой сферы в общем объеме вырабатываемой энергии стабильно растет, есть сегодня целые страны, применяющие ветрогенераторы в качестве основных устройств для генерации электричества. Так, например, в Дании на 2015 год с помощью ветрогенераторов производилось 42% всего электричества в стране. Чуть отстают от этого государства Португалия (27%), Испания (20%), Ирландия (19%) и Германия (18,8%). Несомненным лидером по развитию ветроэнергетики в стране сегодня является Китай. По данным WindPower Intelligence, мощность установленных ветроэлектростанций в этой стране составляет 171,8 Гвт. За 2017 год страна ввела порядка 19,5 Гвт мощностей в эксплуатацию — это 37% от общего объема мировых мощностей.

Что касается России, то в отношении вопросов, связанных с энергией ветров, наша страна занимает срединное положение. С одной стороны — невероятно большая территория и равнины формируют достаточно ровные ветры.

Кроме того, можно сочетать ветровые установки с другими источниками альтернативной энергии, например, с солнечными электростанциями.

Горизонтальные ветрогенераторы: особенности конструкции

Превосходство горизонтальных ветряков над вертикальными в плане КПД особенно сильно проявляется, если речь идет о промышленных масштабах. Однако количество лопастей у горизонтальных ветряков ограничено, чтобы не увеличивать нагрузку на длинную мачту ветрогенератора. В случае, если речь идет о строительстве конструкции больших размеров, велика вероятность, что в какой-то момент давление на крыльчатку с множеством лопастей станет выше допустимых пределов, и в таком случае мачта просто не выдержит нагрузки, сломается. Именно поэтому промышленные турбины имеют обычно не более трех лопастей.

С конструкциями меньшего размера можно экспериментировать: например, в райцентре Михайловское были созданы горизонтальные ветряки, способные давать заряд при ветре три или даже два метра в секунду.

Еще одна особенность горизонтальных ветрогенераторов — возможность их наведения на ветер. Так как направление ветров над земной поверхностью нестабильно, ось вращения ветрогенератора должна быстро корректироваться при необходимости. Крупные конструкции устанавливаются чаще там, где преобладает единственное направление воздушных потоков, поэтому возможность корректирования оси вращения ограничена. В случае с небольшими ветряками используются специальные механизмы — хвостовики, которые корректируют положение ветрогенератора в автоматическом режиме.

Как построить горизонтальный ветряк своими руками

Чтобы обеспечить частный загородный дом энергией, будет достаточно устройства, мощность которого не превышает 1 кВт. При таких параметрах, согласно законодательству РФ, ветрогенератор можно приравнять к бытовому изделию, соответственно, можно смело строить горизонтальный ветряк своими руками, не заботясь о согласованиях в различных инстанциях — для монтажа подобных конструкций не требуются какие-либо сертификаты.

Пример плана строительства горизонтального ветряка

Если решили создать горизонтальный ветрогенератор своими руками, чертежи — первое, с чего следует начать. После того как на бумаге отдельные элементы сольются в одну понятную, логичную схему, можно приступать к строительству. Горизонтальные ветрогенераторы чаще имеют один и тот же состав элементов: высокая мачта (чтобы доставить ветряк на нужную высоту, где ветру не будут мешать ни строения, ни деревья), крыльчатки с парой-тройкой продолговатых пластиковых лопастей. Также конструкция предполагает использование сопутствующей аппаратуры, хвоста (стабилизатор, который в автоматическом режиме будет поворачивать крыльчатку в соответствии с воздушными потоками).

1. Источник тока. Это могут быть автомобильные , но наиболее простой вариант — установка электродвигателей. Для домашнего ветрогенератора подойдут моторы постоянного тока с 30-100 Вольтами напряжения. Хорошие модели, подходящие для наших целей, выпускает компания Ametek, но можно посмотреть двигатели с подходящими параметрами и у других производителей. Эксплуатируясь в режиме генератора, такие моторы позволяют получить до 50% от заявленного напряжения. Проверить КПД мотора просто — подключите автомобильную лампу на 12 вольт к электрическим выходам и крутаните вал мотора: если технические показатели подходят, лампа загорится.
2. Лопасти. Для изготовления лопастей можно использовать трубу из пластика. Диаметра в 15-20 см вполне хватит для наших целей. Из куска трубы длиной в 60 см можно изготовить четыре лопасти, но для самодельного ветрогенератора будет достаточно трех. Возьмите пластиковую трубу (например, сантехническую), отрежьте нужную длину плюс несколько сантиметров для обработки в дальнейшем. Получившийся обрезок нужно разделить на четыре одинаковые части — по линии оси. Каждый элемент следует вырезать по заранее подготовленному шаблону (шаблоны, чертежи в большом ассортименте представлены на просторах интернета, так что с поиском особых проблем не возникнет). Для того чтобы улучшить аэродинамические показатели лопастей, кромки необходимо аккуратно зашкурить. Лопасти готовы? Теперь их нужно прикрутить к шкиву из пары дисков, а тот, соответственно, — к валу мотора. После того, как лопасти закреплены, нужно торец ступицы закрыть обтекателем из пластика — это делается для того, чтобы улучшить аэродинамику. 
3. Основа для флюгера. Делается из деревянного бруса длиной до 600 мм. Если есть выбор, стоит предпочесть брусок из твердых пород древесины. С одной стороны бруска монтируется электродвигатель, с другой — «хвост» из металлического листа. На нижней поверхности бруска нужно закрепить трубчатый отвод для соединения с мачтой, и чуть подальше высверлить отверстие, через которое в будущем сможете вывести кабель ветряка и подключить его к накопителю электроэнергии.
4. Основание. Для самодельной установки вполне нормальной будет высота в пять-семь метров. Для мачты отличным выбором станет металлическая труба диаметром 50-60 мм. Опору под нижнюю часть можно сделать из толстой фанеры, усилив конструкцию стальным листом. По краям тарелки нужно просверлить 4 отверстия диаметром 12 мм, через них будет осуществляться штыревое крепление к земле. На поверхность опорного основания прикрепляется конструкция из металлических фланцев, патрубков, тройника. Чтобы получить эффект шарнира, резьбовое сочленение между муфтой-тройником и уголками нужно выполнить не до конца — это даст возможность в любой момент спустить или поднять ветрогенератор.  На трубчатый кусок надевается мачтовая труба большего диаметра до упора в ограничитель. Примерно таким же образом нужно соединить верхнюю часть мачты и флюгерную систему ветрогенератора, но в качестве ограничителя в этом случае будут выступать подшипники.
5. Наконец, последний этап — ветрогенераторная установка поднимается на обозначенную высоту (благодаря шарнирному устройству сделать это будет нетрудно), и мачта фиксируется растяжками. Часто в качестве дополнительного оборудования при установке горизонтальных ветряков используются устройства защиты от шквальных ветров. И это оправдано: сильные порывы ветра способны приводить к скачкам напряжения, что может вывести крыльчатку из строя. Для экстренного торможения применяются устройства, которые отводят ось крыльчатки при шквальных порывах от направления ветра.

Еще один момент: горизонтальные ветрогенераторы нуждаются в регулярном обслуживании, так что, если вы решили сделать горизонтальный ветряк своими руками, уделите внимание выбору места расположения. С одной стороны, в этом месте ветер должен быть наиболее сильным и равномерным (такие условия соблюдаются при установке на высоте), с другой стороны, вы должны иметь доступ к конструкции для обслуживания. Не забудьте про необходимость обустройства молниеотвода и заземляющего контура — ваша предусмотрительность поможет защитить конструкцию от поражения молнией.

Самодельный вертикальный ветрогенератор: чертежи, размеры, описание изготовления

Вертикальный ветрогенератор своими руками, чертежи, фото, видео ветряка с вертикальной осью.

Ветрогенераторы подразделяются по типу размещения вращающейся оси (ротора) на вертикальные и горизонтальные. Конструкцию ветрогенератора с горизонтальным ротором мы рассматривали в прошлой статье, теперь поговорим о ветрогенераторе с вертикальным ротором.

Рассмотрим преимущества и недостатки вертикального ветряка

Преимущества:

• Низкий уровень шума – ветровое, колесо практически не издаёт шум и не мешает, нет характерного свиста винта.
• Простота конструкции – сделать такой ветрогенератор и установить не составит особой сложности.
• Надёжная конструкция – все узлы компактны, удобны в обслуживании.

Недостатки:

• Основным недостатком конструкции ветрогенератора с вертикальным ротором являются его низкие обороты, такой ветряк нужно устанавливать в местности с преобладающей скоростью ветра более 4 м/с.
• Практически нет защиты от ураганного ветра – если в горизонтальном ветряке при урагане автоматически срабатывает складывающийся хвостовик который поворачивает ветроколесо, то в такой конструкции нужно вручную заклинивать ротор, как вариант замыкать контакты на выходе из катушек.

Изготовление вертикального ветрогенератора

Прежде всего, ели вы решили изготовить ветряк с вертикальной осью нужно определиться с генератором. Поскольку вертикальный ветрогенератор низкооборотный, то соответственно понадобится генератор способный выдавать зарядку на аккумулятор при достаточно низких оборотах.

Автомобильный генератор для этой конструкции не совсем подходит, так как он выдаёт зарядный ток при оборотах более 1000 об/мин. Для автомобильного генератора нужно использовать шкив с передаточным числом 4 – 5 и доработать сам генератор.

В качестве генератора практичней использовать аксиальный генератор, его можно изготовить самостоятельно, процесс изготовления описан в этой статье.

Схема аксиального генератора для ветрогенератора.

Аксиальный генератор.

Изготовление ветроколеса

Ветроколесо (турбина) вертикального ветрогенератора состоит из двух опор верхней и нижней, а также из лопастей.

Ветроколесо изготовляется из листов алюминия или нержавейки, также ветроколесо можно вырезать из тонкостенной бочки. Высота ветроколеса должна быть не менее 1 метра.

В этом ветроколесе угол изгиба лопастей задаёт скорость вращения ротора, чем больше изгиб, тем больше скорость вращения.

Ветроколесо крепится болтами сразу к шкиву генератора.

Для установки вертикального ветрогенератора можно использовать любую мачту, изготовление мачты подробно описано в этой статье.

Схема подключения ветогенератора

Генератор подключается к контроллеру, тот в свою очередь к аккумулятору. В качестве накопителя энергии практичней использовать автомобильный аккумулятор. Поскольку бытовые приборы работают от переменного тока, нам понадобится инвертор для преобразования постоянного тока 12 V в переменный 220V.

Для подключения используется медный провод сечением до 2,5 квадрата. Схема подключения подробно описана тут.

Видео где показан ветрогенератор в работе.

Самодельные ветрогенераторы своими руками: вертикальные, горизонтальные

Устройство ветрогенератора

Принцип устройства самодельного ветрогенерагора очень прост: к пропеллеру, расположенному в вертикальной или горизонтальной плоскости, подключается редуктор, который передает крутящий момент генератору. Для преобразования постоянного тока, вырабатываемого генератором, в переменный служит инвертор, который соединен с аккумуляторной батареей. Она накапливает производимое установкой электричество, которое затем может использоваться для тех или иных нужд.

Современные ветроустановки оснащаются генераторами, в конструкции которых используются магниты из сплавов редко-земельных металлов, что позволяет избавиться от щеток. Такие генераторы не только просты и эксплуатации (основная проблема стандартных генераторов — щетки: именно они нуждаются в регулярном осмотре и обслуживании) и имеют длительный срок работы, но и сразу дают на выходе трехфазный ток.

Как собрать ветрогенератор своими руками

Чтобы сэкономить, можно собрать самодельные ветрогенераторы своими руками. Существует много готовых технологических решений, начиная от довольно простых, не требующих особых умений, и заканчивая весьма сложными, с которыми не справиться без навыков электротехнических работ.

Например, популярна следующая модель ветроустановки на постоянных магнитах.

Статор генератора состоит из девяти катушек, каждая из которых имеет 40 витков. Для изготовления катушек применяется провод диаметром 1,3 мм. Катушки соединяются между собой последовательно. Ротор состоит из 12 магнитов на каждой половине.

Собирают и обычные самодельные горизонтальные ветроустановки, изготавливаемые по принципу ветряных мельниц. Лопасти пропеллера делают из металлического ведра или бочки — вырезают с помощью болгарки. Лопасти немного отгибают — это предохранит установку от резких порывов ветра. Необходимый размер лопастей зависит от скорости ветра и от аэродинамических характеристик устройства.

Фото: схема ветрогенератора с горизонтальной осью вращения: 1 — ротор; 2 — низкоскоростной вал; З — редуктор; 4 генератор; 5 — контроллер; 6 — ветрометр; 7— флюгер; 8 — высокоскоростной вал; 9 — корпус; 10— мачта; 11— тормоз; 12— вращение двигателя: 13— диски вращения; 14— лопасти.

Схема монтажа электрооборудования для самодельного ветрогенератора: 1 — винт на корпус; 2- стойка; З — штепсель; 4 — осветительные лампы энергосберегающего типа; 5- распределительный щиток.

С чего начать?

Следует заметить, что при самостоятельной сборке ветроустановки не так-то просто достичь высоких аэродинамических характеристик. Но недостаток аэродинамики можно компенсировать увеличением числа лопастей.

Для ветроустановки не рекомендуется использовать автомобильные аккумуляторы: они не приспособлены к подобным условиям работы и требуют постоянного обслуживания. Кроме того, они довольно взрывоопасны.

При изготовлении ветрогенератора своими руками следует приобретать специальные аккумуляторы с герметическими корпусами. Срок их службы — около 10 лет, а единственный недостаток — высокая цена (в два-три раза дороже автомобильных аккумуляторов). Зато не возникает проблем с эксплуатацией и обслуживанием.

Основная сложность при изготовлении горизонтального ветрогенератора своими руками — необходимость в тщательной балансировке. Кроме того, в случае непогоды такая установка может опрокинуться, сломаться: в домашних условиях нелегко добиться того, чтобы она оказалась полностью приспособлена ко всем неожиданностям, особенно к шквальному ветру.

Гораздо проще собрать ветроустановку с вертикальной осью вращения. Она не требует такой балансировки, способна работать при любом направлении ветра, для нее не нужна высокая мачта — устройство можно расположить на невысоких опорах. А лопасти легко изготовить из металлической бочки.

Фото: Ветрогенератор с вертикальной осью вращения с лопастями, изготовленными из металлической бочки.

Установив такое самодельное устройство около оживленной трассы, можно увеличить мощность: ветрогенератор будет получать дополнительный ветер за счет набегающей воздушной волны от проезжающих автомобилей.

Мощность самодельного ветрогенератора возрастает с увеличением размера лопасти, так что, если вам требуется мощный ветрогенератор, просто возьмите бочку побольше. Для того чтобы изготовить цилиндрическое ветроколесо, необходимо сделать прорези на боковой поверхности бочки, а затем аккуратно отогнуть передние и задние кромки под нужным углом. Количество лопастей может быть любым, начиная с двух.

Изготовление лопастей из бочки.

Изготовление ветроколеса из бочки: а — ветроколесо из одной бочки: б — ветроколесо из двух бочек.

Если вы никогда не сталкивались с подобными работами, прежде чем резать бочку, потренируйтесь на консервной банке: форма такая же и вы сможете экспериментальным путем подобрать нужное количество лопастей и угол их изгиба, оптимальные для скорости ветра в вашем регионе.

Для передачи энергии в подобной ветроустановке можно использовать велосипедную цепь или обрезиненный ролик. Мотоциклетный или велосипедный генератор отлично сочетается с таким устройством.

Умельцы придумали множество вариантов, позволяющих извлечь электричество из ветроустановки. Так, возбудитель генератора на постоянных магнитах монтируется на днище бочки или на оси ветроколеса, организуется кривошипный механизм с поршневым или мембранным насосом, применяются даже пьезоэлементы.

Самодельный ветрогенератор: особенностью конструирования, монтажа и эксплуатации

Исходные данные для проектирования ветрогенератора это мощность установки, тип и конструкция ветрогенератора. Мощность ветряка зависит от энергопотребления (количества одновременно подключенных электроприборов к сети) и количества аккумуляторных батарей для запаса энергии. Если ветрогенератор необходим для обеспечения бесперебойного отопления или подогрева воды, то его мощность необходимо существенно завышать, что непременно скажется и на конструкции лопастей, мачты и самого электрического генератора.

Горизонтальный ветрогенератор: типы, основные особенности
Ветрогенераторы парусного типа: устройство, основные характеристики

В качестве оценки параметров будущего ветрогенератора приведем пример ветряка компании AVIC W-HR2: мощность 2кВт; диаметр лопастей 3м; высота мачты 8м. Для установки такого ветрогенератора потребуется достаточно мощный фундамент и грузоподъемный кран для монтажа всей конструкции. Приняв за постоянные величины КПД редуктора (0,9) и электрического генератора (0,8), а также с учетом коэффициента использования ветра 0,35 и скорости ветра в 4м/с, при самостоятельном проектировании ветряка можно воспользоваться следующей таблицей:

В приведенной таблице отображена зависимость мощности ветрогенератора от диаметра крыльчатки генератора и количества лопастей на ней. При увеличении скорости ветра с сохранением параметров количества и размеров лопастей, мощность ветрогенератора будет увеличиваться пропорционально скорости потока ветра в кубе: при скорости ветра 8м/с (увеличение в 2 раза) мощность увеличиться в 8 раз.

Изготовление лопастей для ветрогенератора из ПВХ труб, аллюмния, стекловолокна

Количество и размеры лопастей ветрогенератора определяют конструктивные особенности ветряка. Двухлопастные ветряки существенно увеличивают нагрузку на центральную ось генератора, мачту и элементы ее крепления к фундаменту, в то время как центробежная сила постоянно стремится разорвать лопасти на куски. С увеличением количества лопастей нагрузка на ось генератора снижается, поэтому оптимальным количеством лопастей для самодельного ветряка считается от 4 до 8 лопастей. Помимо этого лопасти ветрогенератора должны отвечать определенным аэродинамическим характеристикам, от которых зависит коэффициент использования ветрового потока и уровень шума, который возникает при работе (двухлопастные ветряки более шумные, т.к. их лопасти очень сложно сбалансировать).

Элементы защиты ветрогенератора

Асинхронный электродвигатель в качестве генератора для ветряка
Мачта для ветрогенератора: конструкция, установка и эксплуатация

В домашних условиях достаточно трудно изготовить идеальные лопасти, провести балансировку колеса и рассчитать требуемый запас прочности для мачты ветрогенератора. Мощные ветрогенераторы с диаметром лопастей от 2м обладают высокими показателями аэродинамического сопротивления. При этом на всю конструкцию ветряка воздействует огромная ветровая нагрузка. При превышении скорости ветра 10 м/с или при сильном переменчивом ветре необходимо принудительно ограничивать работу ветрогенератора. В качестве одного из устройств, которое ограничивало бы работу ветрогенератора при больших ветровых нагрузках, можно использовать так называемую боковую лопату: при сильном ветровом потоке, давление на ветроколесо превышает силу давления пружины защиты, в результате чего срабатывает защита. Когда генератор начинает складываться, ветровой поток попадает на ветрогенератор под углом, что серьезно сокращает его мощность. При очень сильном ветре защита полностью складывает генератор параллельно направлению ветрового потока, полностью прекращая работу ветряка.

Правила ухода за ветрогенератором

При эксплуатации самодельных ветрогенераторов стоит соблюдать следующие правила:
1. Периодически проводить ревизию всех болтовых соединений в элементах крепления мачты к фундаменту и генератора к мачте.
2. Проводить смазку подшипников генератора и поворотного устройства ветрогенератора.
3. Следить за балансировкой колеса ветрогенератора.
4. Проверять состояние изоляции электрооборудования не реже 1 раза в 6 месяцев.

Если же процесс создания и эксплуатации ветрогенератора, сделанного своими руками, для Вас кажется очень сложным, тогда можно заказать готовый ветрогенератор для дома и оградить себя от различных неприятностей. Однако в таком случае необходимо позаботится о наличии достаточного количества финансовых средств для оплаты работы проектировщиков, монтажников и обслуживающего персонала.

Самодельный ветряк для дома. Вертикальный ветрогенератор для дачи

Оплата электроэнергии на сегодняшний день занимает немалую долю в затратах на содержание жилища. В многоквартирных домах, единственный способ экономии — переход на энергосберегающие технологии, и оптимизация расходов по многотарифным схемам (ночной режим оплачивается по сниженным ценам). А при наличии приусадебного участка можно не только сэкономить на потреблении, но и организовать для частного дома самостоятельное энергообеспечение.

Это нормальная практика, которая зародилась в Европе и северной Америке, а последние пару десятилетий активно внедряется и в России. Однако оборудование для автономного энергоснабжения достаточно дорогое, окупаемость «в ноль» наступает не раннее, чем спустя 10 лет. В некоторых государствах, можно возвращать энергию в общественные сети по фиксированным тарифам, это сокращает время окупаемости. В Российской Федерации для оформления «кэшбека» требуется пройти ряд бюрократических процедур, поэтому большинство пользователей «бесплатной» энергии предпочитают строить ветряной генератор своими руками, и пользоваться им только для личных нужд.

Правовая сторона вопроса

Самодельный ветрогенератор для дома не попадает под запреты, его изготовление и применение не влечет за собой административного либо уголовного наказания. Если мощность ветряного генератора не превышает 5 кВт, он относится к бытовым устройствам, и не требует никаких согласований с местной энергетической компанией. Тем более, не требуется уплачивать какие-либо налоги, если вы не получаете прибыль при продаже электроэнергии. Кроме того, самодельный генерирующий ветряк даже с такой производительностью, требует сложных инженерных решений: смастерить его на тек просто. Поэтому мощность самоделки редко превышает 2 кВт. Собственно, этой мощности обычно достаточно для энергоснабжения частного дома (конечно, если у вас нет бойлера и мощного кондиционера).

В данном случае, речь идет о федеральном законодательстве. Поэтому перед принятием решения об изготовлении ветряка своими руками, не лишним будет проверить наличие (отсутствие) субъектовых и муниципальных нормативных правовых актов, которые могут накладывать некоторые ограничения и запреты. Например, если ваш дом расположен на особо-охраняемой природной территории, использование ветровой энергии (а это природный ресурс) может потребовать дополнительных согласований.

Проблемы с законом могут возникнуть при наличии беспокойных соседей. Ветряки для дома относятся к индивидуальным постройкам, поэтому на них также распространяются некоторые ограничения:

Разновидности генераторов

Прежде чем решить, как сделать ветрогенератор своими руками, рассмотрим особенности конструкции:

По расположению генератора устройство может быть горизонтальным или вертикальным

По номиналу генерируемого напряжения

Типовые примеры самодельных ветрогенераторов

Устройство ветрогенератора одинаковое, вне зависимости от выбранной схемы.

• Пропеллер, который может быть установлен как непосредственно на вал генератора, так и с помощью ременной (цепной, шестеренной передачи).
• Собственно генератор. Это может быть готовое устройство (например, с автомобиля), либо обычный электродвигатель, который при вращении вырабатывает электроток.
• Инвертор, регулятор напряжения, стабилизатор — в зависимости от выбранного напряжения.
• Буферный элемент — аккумуляторные батареи, обеспечивающие непрерывность генерации, вне зависимости от наличия ветра.
• Установочная конструкция: мачта, кронштейн для монтажа на крыше.

Пропеллер

Можно изготовить из любого материала: хоть из пластиковых бутылок. Правда гибкие лопасти существенно ограничивают мощность.

Достаточно вырезать в них полости, для забора ветра.

Неплохой вариант — ветряк бытового из кулера. Вы получаете готовую конструкцию с профессионально выполненными лопастями и сбалансированным электродвигателем.

Аналогичная конструкция изготавливается из охладителя компьютерных блоков питания. Правда мощность такого генератора мизерная — разве что зажечь лампу на светодиодах, или зарядить мобильный телефон.

Тем не менее, система вполне работоспособна.

Неплохие лопасти получаются из алюминиевых листов. Материал доступен, его несложно отформовать, пропеллер получается достаточно легким.

Если вы создаете роторный пропеллер для вертикального генератора, можно воспользоваться жестяными банкам, разрезанными вдоль. Для мощных систем применяются половинки стальных бочек (вплоть до объема 200 литров).

Разумеется, придется с особой тщательностью подойти к вопросу надежности. Мощный каркас, вал на подшипниках.

Генератор

Как говорилось выше, можно использовать готовый автомобильный, или электродвигатель от промышленных электроустановок (бытовой техники). В качестве примера: ветрогенератор из шуруповерта. Используется вся конструкция: двигатель, редуктор, патрон для крепления лопастей.

Компактный генератор получается из шагового двигателя принтера. Опять же, мощности хватает лишь на питание светодиодного светильника или зарядного устройства смартфона. На природе — незаменимая вещь.

Если вы с паяльником «на ты», и неплохо разбираетесь в радиотехнике — генератор можно собрать самостоятельно. Популярная схема: ветрогенератор на неодимовых магнитах. Преимущества конструкции — можно самостоятельно рассчитать мощность под ветровую нагрузку в вашей местности. Почему неодимовые магниты? Компактность при высокой мощности.

Можно переделать ротор имеющегося генератора.

Либо создать собственную конструкцию, с изготовлением обмоток.

Эффективность такого ветряка на порядок выше, чем при использовании схемы с электродвигателем. Еще одно неоспоримое преимущество — компактность. Неодимовый генератор плоский, и его можно разместить непосредственно в центральной муфте пропеллера.

Мачта

Изготовление этого элемента не требует познаний в электронике, но от его прочности зависит жизнеспособность всего ветрогенератора.

Например, мачта высотой 10–15 метров требует грамотно рассчитанных растяжек и противовесов. Иначе сильный порыв ветра может завалить конструкцию.

Если мощность генератора не превышает 1 кВт, вес конструкции не такой большой, и вопросы прочности мачты отходят на второй план.

Итог

Самодельный ветрогенератор — не такая сложная конструкция, как может показаться на первый взгляд. С учетом высокой стоимости заводских изделий, можно изрядно сэкономить, изготовив домашнюю ветряную электростанцию и вполне доступных материалов. С учетом небольших затрат на создание ветряка, окупится он достаточно быстро.

Видео по теме

Зачастую у владельцев частных домов возникает идея о реализации системы резервного электропитания . Наиболее простой и доступный способ — это, естественно, или генератор, однако многие люди обращают свой взгляд на более сложные способы преобразования так называемой даровой энергии ( излучения, энергии текущей воды или ветра) в .

Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Если с использованием течения воды (мини-ГЭС) все понятно — это доступно только в непосредственной близости от достаточно быстротекущей реки, то солнечный свет или ветер можно использовать практически везде. Оба этих метода будут иметь и общий минус — если водяная турбина может работать круглосуточно, то солнечная батарея или ветрогенератор эффективны только некоторое время, что делает необходимым включение аккумуляторов в структуру домашней электросети.

Поскольку условия в России (малая длительность светового дня большую часть года, частые осадки) делают применение солнечных батарей неэффективным при их современных стоимости и КПД, наиболее выгодным становится конструирование ветрового генератора . Рассмотрим его принцип действия и возможные варианты конструкции.

Общий принцип работы

Основным рабочим органом ветрогенератора являются лопасти, которые и вращает ветер. В зависимости от расположения оси вращения ветрогенераторы делятся на горизонтальные и вертикальные:

• Горизонтальные ветрогенераторы наиболее широко распространены. Их лопасти имеют конструкцию, аналогичную пропеллеру самолета: в первом приближении это — наклонные относительно плоскости вращения пластины, которые преобразуют часть нагрузки от давления ветра во вращение. Важной особенностью горизонтального ветрогенератора является необходимость обеспечения поворота лопастного узла сообразно направлению ветра, так как максимальная эффективность обеспечивается при перпендикулярности направления ветра к плоскости вращения.
• Лопасти вертикального ветрогенератора имеют выпукло-вогнутую форму. Так как обтекаемость выпуклой стороны больше, чем вогнутой, такой ветрогенератор вращается всегда в одном направлении независимо от направления ветра, что делает ненужным поворотный механизм в отличие от горизонтальных ветряков. Вместе с тем, за счет того, что в любой момент времени полезную работу выполняет только часть лопастей, а остальные только противодействуют вращению, КПД вертикального ветряка значительно ниже, чем горизонтального : если для трехлопастного горизонтального ветрогенератора этот показатель доходит до 45%, то у вертикального не превысит 25%.

Поскольку средняя скорость ветров в России невелика, даже большой ветряк большую часть времени будет вращаться достаточно медленно. Для обеспечения достаточной мощности электропитания от должен соединяться с генератором через повышающий редуктор, ременной или шестеренчатый. В горизонтальном ветряке блок лопасти-редуктор-генератор устанавливается на поворотной головке, которая дает им возможность следовать за направлением ветра. Важно учесть, что поворотная головка должна иметь ограничитель, не дающий ей сделать полный оборот, так как иначе проводка от генератора будет оборвана (вариант с использованием контактных шайб, позволяющих головке свободно вращаться, более сложен). Для обеспечения поворота ветрогенератор дополняется направленным вдоль оси вращения рабочим флюгером.

Наиболее распространенный материал для лопастей — это ПВХ-трубы большого диаметра, разрезаемые вдоль. По краю к ним приклепываются металлические пластины, приваренные к ступице лопастного узла. Чертежи такого рода лопастей наиболее широко распространены в Интернете.

На видео рассказывается про ветрогенератор, изготовленный своими руками

Расчет лопастного ветрогенератора

Так как мы уже выяснили, что горизонтальный ветрогенератор значительно эффективнее, рассмотрим расчет именно его конструкции.

Энергия ветра может быть определена по формуле
P=0.6*S*V ³, где S — это площадь круга, описываемого концами лопастей винта (площадь ометания), выраженная в квадратных метрах, а V — расчетная скорость ветра в метрах в секунду. Также нужно учитывать КПД самого ветряка, который для трехлопастной горизонтальной схемы составит в среднем 40%, а также КПД генераторной установки, составляющий на пике токоскоростной характеристики 80% для генератора с возбуждением от постоянных магнитов и 60% — для генератора с обмоткой возбуждения. Еще в среднем 20% мощности израсходует повышающий редуктор (мультипликатор). Таким образом, окончательный расчет радиуса ветряка (то есть длины его лопасти) для заданной мощности генератора на постоянных магнитах выглядит так:
R=√(P/(0.483*V³ ))

Пример: Примем требуемую мощность ветроэлектростанции в 500 Вт, а среднюю скорость ветра — в 2 м/с. Тогда по нашей формуле нам придется использовать лопасти длиной не менее 11 метров. Как видите, даже такая небольшая мощность потребует создания ветрогенератора колоссальных габаритов. Для более-менее рациональных в условиях изготовления своими руками конструкций с длиной лопасти не более полутора метров ветрогенератор сможет выдавать всего лишь 80-90 ватт мощности даже на сильном ветру.

Недостаточно мощности? На самом деле все несколько иначе, так как на самом деле нагрузку ветрогенератора питают аккумуляторы, ветряк же только заряжает их в меру своих возможностей. Следовательно, мощность ветроустановки определяет периодичность, с которой она сможет осуществлять подачу энергии.

В плане ветроэнергетических ресурсов Россия занимает довольно двойственное положение. С одной стороны, на ее долю приходится огромная площадь, богатая равнинными местами. С другой — ветры здесь медленные, имеют низкий потенциал. Они могут быть довольно буйными в местах, где проживает мало людей. В соответствии с этим становится актуальной задача обустройства самодельного ветрогенератора.

Источник электричества

Как минимум 1 раз в год увеличиваются тарифы на услуги электроэнергии, зачастую — в несколько раз. Это бьет по карману граждан, зарплата которых не растет столь же стремительно. Домашние умельцы раньше прибегали к простому, но довольно небезопасному и незаконному способу экономии на электроэнергии. Они прикрепляли к поверхности расходомера неодимовый магнит, после чего тот приостанавливал работу счетчика.

Если указанная схема изначально работала слаженно, то в дальнейшем с ней возникали проблемы. Объяснялось это несколькими причинами:

Всё это подтолкнуло людей к поиску альтернативных источников электроэнергии, к примеру, ветрогенераторов. Если человек проживает в областях, где регулярно дуют ветры, такие приспособления становятся для него «палочкой-выручалочкой». Устройство использует силу ветра для получения энергии.

Корпус оснащен лопастями, приводящими в движение роторы. Электроэнергия, полученная таким образом, трансформируется в постоянный ток. В дальнейшем она переходит к потребителям либо накапливается в аккумуляторе.

Самодельный ветрогенератор может выступать в качестве главного или дополнительного источника энергии. В качестве вспомогательного устройства он может греть воду в бойлере либо подпитывать домашние светильники, тогда как вся остальная электроника работает от главной сети. Возможна работа таких генераторов и в качестве главного источника там, где дома не подключены к электричеству. Здесь устройства подпитывают:

• лампы и люстры;
• отопительное оборудование;
• бытовую электронику.

Ветровая электростанция способна подпитывать низковольтные и классические приборы. Первые работают от напряжения 12−24 Вольт, а ветрогенератор способен обеспечивать мощность на 220 Вольт. Он изготавливается по схеме с использованием инверторных преобразователей. Электричество накапливается в его аккумуляторе. Есть модификации на 12−36 Вольт. Они отличаются более простой конструкцией. Для них применяются стандартные контроллеры заряда аккумулятора. Чтобы обеспечить обогрев жилища, достаточно сделать ветрогенераторы своими руками нa 220 В. 4 кВт — это мощность, которую обеспечит их двигатель.

Особенности изделия

Создавать ветряк своими руками выгодно. Достаточно узнать, что заводские изделия мощностью не больше 5 кВт стоят до 220000 р., как становится ясно, насколько лучше использовать доступные материалы и сделать их самостоятельно, ведь благодаря этому удастся сэкономить немало средств.

Безусловно, заводские модификации редко ломаются и являются более надежными. Но уж если поломка случится, придется потратить огромные суммы на покупку запасных узлов.

Магазинные модели часто недоступны большинству граждан. Чтобы окупить затраты на покупку такого устройства, требуется от 10 до 12 лет, хотя отдельные виды устройств и отбивают эти расходы чуть раньше. Сделав ветрогенератор 2 кВт своими руками, можно получить далеко не самую совершенную конструкцию, но в случае поломки ее удастся легко отремонтировать самостоятельно. Миниатюрный ветряк малой мощности способен собрать без проблем любой человек, который умеет обращаться с инструментами.

Ключевые узлы

Как говорилось, ветряной генератор можно сделать в домашних условиях. Надо подготовить определенные узлы для его надежного функционирования. Они включают:

1. Лопасти. Изготавливать их можно из разных материалов.
2. Генератор. Его тоже можно собрать собственноручно или же купить готовый.
3. Хвостовая зона. Используется для движения лопастей по направлению вектора, обеспечивая предельно возможный КПД.
4. Мультипликатор. Увеличивает скорость вращения ротора.
5. Мачта для крепежа. Она играет роль элемента, на котором зафиксированы все указанные узлы.
6. Натяжные тросы. Необходимы для фиксации конструкции в целом и защиты от разрушения под воздействием ветра.
7. Аккумулятор, инвертор и контроллер заряда. Способствуют преобразованию, стабилизации энергии и ее накапливанию.

Новичкам следует рассматривать простые схемы роторного ветрогенератора.

Инструкция по изготовлению

Ветряк можно изготавливать даже из пластиковых бутылок. Он будет крутиться под действием ветра, издавая при этом шум. Возможных схем обустройства таких изделий существует много. Ось вращения допустимо располагать в них вертикально или горизонтально. Эти устройства используются в основном для борьбы с вредителями на приусадебном участке.

Самодельный ветрогенератор похож на бутылочный ветряк по конструкции, но размеры его больше, и он отличается более основательной конструкцией.

Если к ветряку для борьбы с кротами на огороде приделать мотор, он сможет давать электроэнергию и подпитывать, например, светодиодные светильники.

Сборка генератора

Для сборки ветряной электростанции обязательно потребуется генератор. В его корпус необходимо поставить магниты, которые будут обеспечивать электроэнергию в обмотках. Такой тип устройства имеют отдельные виды электродвигателей, к примеру, которые установлены в шуруповёртах. Но изготовить из шуруповерта генератор не удастся. Он не обеспечит необходимой мощности. Его хватит разве что на подпитку небольшой светодиодной лампы.

Из автомобильного генератора ветряную электростанцию тоже вряд ли получится сделать. Объясняется это тем, что в данном случае применяется обмотка возбуждения, получающая питание от аккумулятора, почему он и не подходит для этих целей. Следует подбирать самовозбуждающийся генератор оптимальной мощности либо купить готовую модель. Эксперты рекомендуют приобретать его в готовом виде, т. к. это устройство обеспечит высокий КПД, но никто не мешает сделать его своими руками. Предельная мощность у него будет находится на уровне 3,5 кВт.

Что потребуется взять:

Ставят ротор и статор и на дистанции 2 мм. Обмотки объединяют таким образом, чтобы получился 1-фазный источник переменного тока.

Создание лопастей

В ветреную погоду из готового устройства можно добывать 3,5 кВт мощности. При средней интенсивности воздушного потока этот показатель составляет не более 2 кВт. Устройство бесшумное, если сравнивать с моделями на электродвигателе.

Следует подумать о месте монтажа лопастей. В рассматриваемом примере изготавливается простая модификация ветрогенератора горизонтального типа с тремя лопастями. Можно попробовать изготовить вертикальной вариант, но КПД у него будет пониженным. В среднем он составит 0,3. Единственным преимуществом такой конструкции будет возможность работы при любом направлении ветра. Простые лопасти изготавливаются с помощью таких материалов:

Одно дело — изготовить своими руками лопасти для ветрогенератора, и совсем другое — обеспечить сбалансированность конструкции. Если все нюансы не будут учтены, сильный ветер без особого труда разрушит мачту. Как только лопасти будут изготовлены, вместе с ротором их устанавливают на монтажную площадку, где будет закреплена хвостовая часть.

Запуск и оценка эффективности

Даже если ветрогенератор был изготовлен по всем правилам, ошибочный выбор места для размещения мачты может сыграть злую шутку с мастером. Элемент должен стоять вертикально. Генератор вместе с лопастями лучше разместить как можно выше — там, где «гуляют» сильные ветры. Поблизости не должно располагаться домов, любых крупных зданий, отдельно растущих деревьев. Всё это будет загораживать потоки воздуха. Если обнаружены какие-либо помехи, следует разместить генератор на определенном расстоянии от них.

После того как установка начнёт работать, следует подсоединить мультиметр к ветви генератора и проверить, имеется ли напряжение. Систему можно считать готовой к полноценной эксплуатации. После этого остается выяснить, какое напряжение поступит в жилище и каким образом это будет происходить.

Процесс подключения в доме

После обустройства практически бесшумного ветряка с хорошей мощностью необходимо подключить к нему бытовые приборы. Собирая собственноручно такое устройство, следует позаботиться о покупке инверторного преобразователя с эффективностью 99%. В таком случае потери на переход постоянного тока в переменный будут наименьшими, а в корпусе будут присутствовать три узла:

1. Аккумуляторный блок. Способен впрок накапливать энергию, которая генерируется устройством.
2. Контроллер заряда. Обеспечивает более продолжительный срок службы аккумуляторных батарей.
3. Преобразователь. Трансформирует постоянный ток в переменный.

Можно устанавливать оборудование для питания осветительных приборов и бытовой техники, которые могут функционировать на напряжении 12−24 Вольт. Потребность в инверторном преобразователе в таком случае отсутствует. Для приборов, позволяющих готовить пищу, лучше задействовать газовое оборудование с питанием от баллона.

О том, мы рассказывали в одном из прошлых материалов. Сегодня вашему вниманию будут представлены модели ВЭУ, построенные пользователями нашего портала. Также мы поделимся полезными советами, которые помогут собрать установку и не допустить при этом ошибок. Строительство ветрогенератора своими руками – задача сложная. Безошибочно справиться с ее решением может далеко не каждый (даже опытный) практик. Впрочем, любая вовремя обнаруженная ошибка может быть исправлена. На то мастеру – голова и руки.

В статье рассмотрены вопросы:

• Из каких материалов и по каким чертежам можно изготовить лопасти ветрогенератора.
• Порядок сборки аксиального генератора.
• Стоит ли переделывать автомобильный генератор под ВЭУ и как это правильно сделать.
• Как защитить ветрогенератор от бури.
• На какой высоте устанавливать ветрогенератор.

Изготовление лопастей

Если у вас еще нет опыта в самостоятельном изготовлении винтов для домашней ВЭУ, рекомендуем не искать сложных решений, а воспользоваться простым методом, доказавшим свою эффективность на практике. Заключается он в изготовлении лопастей из обыкновенной канализационной ПВХ трубы. Этот метод прост, доступен и дешев.

Михаил26 Пользователь FORUMHOUSE

Теперь о лопастях: сделал из 160-й рыжей канализационной трубы со вспененным внутренним слоем. Делал по расчету, представленному на фото.

«Рыжая» труба упомянута пользователем не случайно. Именно этот материал лучше держит форму, устойчив к температурным перепадам и дольше служит (в сравнении с серыми трубами ПВХ).

Чаще всего в домашней ветроэнергетике используются трубы диаметром от 160 до 200 мм. С них и следует начинать свои эксперименты.

Форма и конфигурация лопастей – это параметры, которые зависят от диаметра трубы, из которой они изготовлены, от диаметра ветроколеса, от быстроходности рабочего винта и других расчетных характеристик. Чтобы не забивать себе голову аэродинамическими расчетами, вы можете воспользоваться , которую выложил в нашего портала ее автор. Она позволит определить геометрию лопастей, подставляя в расчетную таблицу свои собственные значения (диаметр трубы, быстроходность винта и т. д.).

Михаил26

Приноровился пилить электролобзиком. Получается реально быстро и качественно. Примечание: обязательно ставьте большой свободный ход пилки на лобзик, чтобы пилку не закусывало и не ломало.

Конструкция аксиального генератора

Делая выбор между трехфазным или однофазным генератором, лучше остановить свой выбор на первом варианте. Трехфазный источник тока менее подвержен вибрациям, возникающим из-за неравномерности нагрузки, и позволяет получать постоянную мощность при одинаковых оборотах ротора.

BOB691774 Пользователь FORUMHOUSE

Однофазные генераторы мотать не стоит: испытано и давно проверено на практике. Только на трех фазах можно получить достойные генераторы.

Расчетные параметры генератора, о которых мы рассказывали в нашем предыдущем материале, определяются текущими потребностями в электроэнергии. И чтобы на практике они соответствовали объему вырабатываемой мощности, конструкция аксиального генератора должна отвечать определенным требованиям:

1. Толщина всех дисков (ротора и статора) должна равняться толщине магнитов.
2. Оптимальное соотношение катушек и магнитов – 3:4 (на каждые 3 катушки – 4 магнита). На 9 катушек – 12 магнитов (по 6 на каждый диск ротора), на 12 катушек – 16 магнитов и так далее.
3. Оптимальное расстояние между двумя соседними магнитами, расположенными на одном диске, равно ширине этих магнитов.

Увеличение расстояния между двумя соседними магнитами приведет к неравномерной выработке электроэнергии. Уменьшить это расстояние можно, но лучше, все же, соблюдать оптимальные параметры.

Aleksei2011 Пользователь FORUMHOUSE

Ошибочно делать расстояние между магнитами равным половине ширины магнита. Один человек оказался прав, когда говорил, что расстояние должно быть не меньше ширины магнита.

Если не вникать в скучную теорию, то схема перекрытия катушек аксиального генератора постоянными магнитами на практике должна выглядеть следующим образом.

В каждый момент времени одинаковые полюса магнитов аналогичным образом перекрывают обмотки катушек отдельно взятой фазы.

Aleksei2011

Вот так в реале: всё совпадает с рисунком почти на 100%, только катушки совсем немного отличаются по форме.

Последовательность сборки аксиального генератора рассмотрим на примере устройства, собранного пользователем Aleksei2011 .

Aleksei2011

На этот раз я делаю дисковый аксиальный генератор. Диаметр дисков – 220 мм, магниты – 50*30*10 мм. Всего – 16 магнитов (по 8 штук на дисках). Катушки мотал проводом Ø1.06 мм по 75 витков. Катушек – 12 штук.

Изготовление статора

Как видно на фото, катушки имеют форму, похожую на вытянутую каплю воды. Это делается для того, чтобы направление движения магнитов было перпендикулярным длинным боковым участкам катушки (именно здесь индуцируется максимальная ЭДС).

Если используются круглые магниты, внутренний диаметр катушки должен примерно соответствовать диаметру магнита. Если же используются квадратные магниты, конфигурация витков катушки должна быть построена таким образом, чтобы магниты перекрывали прямые отрезки витков. Установка более длинных магнитов особого смысла не имеет, ведь максимальные значения ЭДС возникают лишь на тех участках проводника, которые расположены перпендикулярно направлению движения магнитного поля.

Изготовление статора начинается с намотки катушек. Катушки проще всего мотать по заранее заготовленному шаблону. Шаблоны бывают самыми разными: от небольших ручных приспособлений до миниатюрных самодельных станков.

Катушки каждой отдельно взятой фазы соединяются между собой последовательно: конец первой катушки соединяется с началом четвертой, конец четвертой – с началом седьмой и т. д.

Напомним, что при соединении фаз по схеме «звезда» концы обмоток (фаз) устройства соединяются в один общий узел, который будет являться нейтралью генератора. При этом три свободных провода (начало каждой фазы) подключаются к трехфазному диодному мосту.

Когда все катушки будут собраны в единую схему, можно готовить форму под заливку статора. После этого погружаем в форму всю электрическую часть и заливаем эпоксидной смолой.

Изготовление ротора для аксиальника

Чаще всего самодельные аксиальные генераторы делают на основе автомобильной ступицы и совместимых с ней тормозных дисков (можно использовать самодельные металлические диски, как это сделал Aleksei2011 ). Схема будет следующей.

В этом случае диаметр статора больше, чем диаметр ротора. Это позволяет прикрепить статор к раме ветрогенератора с помощью металлических шпилек.

Aleksei2011

Шпильки для крепления статора М6 стоят (в количестве 3-х штук). Это исключительно для теста генератора. Впоследствии их будет 6 штук (М8). Я думаю, что для генератора такой мощности этого будет вполне достаточно.

В некоторых случаях диск статора крепится к неподвижной оси генератора. Подобный подход позволяет сделать конструкцию генератора менее габаритной, но принципы работы устройства от этого не меняются.

Противоположные магниты должны быть направлены друг к другу разноименными полюсами: если на первом диске магнит обращен к статору генератора своим южным полюсом «S», то противоположный ему магнит, расположенный на втором диске, должен быть обращен к статору полюсом «N». При этом магниты, расположенные рядом на одном диске, также должны быть сориентированы разнонаправлено.

Сила магнитного поля, которое создают неодимовые магниты, довольно велика. Поэтому регулировать расстояние между дисками статора и ротором генератора следует, используя шпилечно-резьбовое соединение.

Это вариант конструкции, в которой диаметр ротора больше диаметра статора. Статор в этом случае крепится к неподвижной оси устройства.

Также для регулировки расстояния между дисками можно использовать распорные втулки (или шайбы), которые устанавливаются на неподвижную ось генератора.

Расстояние между магнитами и статором должно быть минимальным (1…2 мм). Клеить магниты на диски генератора можно обыкновенным суперклеем. Правильнее всего осуществлять наклейку магнитов, используя заранее заготовленный шаблон (например, из фанеры).

Вот, что показали предварительные испытания генератора, выполненные пользователем Aleksei2011 с помощью шуруповерта: при 310 об/м с устройства было снято 42 вольта (соединение – звездой). С одной фазы получается 22 вольта. Расчетное сопротивление одной фазы – 0.95 Ом. После подключения АКБ шуруповёрт смог раскрутить генератор до 170 об/м, ток зарядки при этом составил 3.1А.

После длительных экспериментов, которые были связаны с модернизацией рабочего винта и другими менее масштабными усовершенствованиями, генератор продемонстрировал свои максимальные характеристики.

Aleksei2011

Наконец, к нам пришёл ветер, и я зафиксировал максимальную мощность ветряка: ветер усилился, а порывы временами достигали 12 – 14м/с. Максимальная зафиксированная мощность – 476 Ватт. При ветре 10м/с ветряк выдаёт примерно 300 Ватт.

Ветроэнергетическая установка из автомобильного генератора

Популярным решением среди людей, практикующих изготовление ВЭУ своими руками, является переделка автомобильного генератора под альтернативные нужды. Несмотря на всю привлекательность подобной затеи, следует отметить, что автомобильный генератор в том виде, в котором он устанавливается на двигатель транспортного средства, довольно проблематично использовать в составе ветроэнергетической установки. Разберемся – почему:

1. Во-первых, обмотка катушек стандартного автомобильного генератора состоит всего из 5…7 витков. Следовательно, чтобы такой генератор начал давать зарядку АКБ, его ротор необходимо раскрутить примерно до 1200 об/мин.
2. Во-вторых, магнитная индукция в стандартном автомобильном генераторе возникает благодаря катушке возбуждения, которая встроена в ротор устройства. Чтобы такой генератор смог работать без подключения к дополнительному источнику питания, его необходимо оснастить постоянными магнитами (желательно – неодимовыми) и внести определенные коррективы в обмотку статора.

Михаил26

Переделанный автогенератор (на магниты) имеет право на жизнь. У меня сейчас два таких. На ветре 8 м/с с двухметровыми винтами дают честные 300 Ватт каждый.

Переделка автомобильного генератора под ВЭУ требует определенной сноровки. Поэтому приступать к ней желательно, имея за плечами опыт перемотки асинхронных двигателей или генераторов со стандартным цилиндрическим статором (и те, и другие при желании можно превратить в альтернативную энергетическую установку). Переделка автомобильного генератора имеет свои нюансы. Понять их будет намного проще, если обратиться , которые успели достичь в этой сфере определенных успехов.

Защита кабеля от перекручивания

Как известно, ветер не имеет постоянного направления. И если ваш ветрогенератор будет вращаться вокруг своей оси подобно флюгеру, то без дополнительных мер защиты кабель, идущий от ветрогенератора к другим элементам системы, быстро перекрутится и в течение нескольких дней придет в негодность. Предлагаем вашему вниманию несколько способов защиты от подобных неприятностей.

Способ первый: разъемное соединение

Наиболее простой, но совершенно непрактичный способ защиты заключается в установке разъемного кабельного соединения. Разъем позволяет распутать скрутившийся кабель вручную, отключив ветрогенератор от системы.

w00w00 Пользователь FORUMHOUSE

Я знаю, что некоторые внизу ставят что-то типа штепселя с розеткой. Закрутило кабель – отключил от розетки. Затем – раскрутил и воткнул вилку обратно. И мачту опускать не надо, и токосъёмники не нужны. Я это на форуме по самодельным ветрякам прочитал. Судя по словам автора, все работает и не перекручивает кабель слишком уж часто.

Способ второй: использование жесткого кабеля

Некоторые пользователи советуют подключать к генератору толстые, упругие и жесткие кабели (например, сварочные). Метод, на первый взгляд, ненадежный, но имеет право на жизнь.

user343 Пользователь FORUMHOUSE

Нашел на одном сайте: наш способ защиты заключается в использовании сварочного кабеля с жестким резиновым покрытием. Проблема скрученных проводов в конструкции малых ветровых турбин сильно переоценена, а сварочный кабель #4…#6 имеет особые качества: жесткая резина не дает кабелю скручиваться и препятствует повороту ветряка в одном и том же направлении.

Способ третий: установка токосъемных колец

На наш взгляд, полностью защитить кабель от перекручивания поможет только установка специальных токосъемных колец. Именно такой способ защиты реализовал в конструкции своего ветрогенератора пользователь Михаил 26.

Защита ветрогенератора от бури

Речь идет о защите устройства от ураганов и сильных порывов ветра. На практике она реализуется двумя способами:

1. Ограничением оборотов ветроколеса с помощью электромагнитного тормоза.
2. Уводом плоскости вращения винта от прямого воздействия ветрового потока.

Первый способ основан на к ветрогенератору. О нем мы уже рассказывали в одной из предыдущих статей.

Второй способ предполагает установку складывающегося хвоста, позволяющего при номинальной силе ветра направлять винт навстречу ветровому потоку, а во время бури, наоборот – уводить винт из-под ветра.

Защита складыванием хвоста происходит по следующей схеме.

1. В безветренную погоду хвост расположен немного под наклоном (вниз и в сторону).
2. При номинальной скорости ветра хвост выпрямляется, а винт становится параллельно воздушному потоку.
3. Когда скорость ветра превышает номинальные значения (например, 10 м/с), давление ветра на винт становится больше, чем сила, создаваемая весом хвоста. В этот момент хвост начинает складываться, а винт уходит из-под ветра.
4. Когда скорость ветра достигает критических значений, плоскость вращения винта становится перпендикулярно потоку ветра.

Когда ветер ослабевает, хвост под собственной тяжестью возвращается в исходное положение и поворачивает винт навстречу ветру. Для того чтобы хвост смог вернуться в исходное положение без дополнительных пружин, используется поворотный механизм с наклонным шкворнем (шарниром), который устанавливается на оси поворота хвоста.

Оптимальная площадь хвостового оперения составляет 15%…20% от площади ветроколеса.

Вашему вниманию представлен наиболее распространенный вариант механической защиты ветрогенератора. В том или ином виде он успешно используется на практике пользователями нашего портала.

WatchCat Пользователь FORUMHOUSE

При шторме тормозить винт надо его уводом из-под ветра. У меня, к примеру, при слишком сильном ветре ветряк опрокидывается винтом вверх. Не самый лучший вариант, ведь возврат в рабочее положение сопровождается заметным ударом. Но за десять лет ветряк не сломался.

Несколько слов о правильной установке ветрогенератора

Выбирая место и высоту мачты, которые бы оптимально подошли для установки ветрогенератора, следует ориентироваться на самые разные факторы: рекомендуемая высота, наличие препятствий вблизи ВЭУ, а также собственные наблюдения и замеры.

Для того чтобы рассчитать оптимальную высоту мачты для домашней ВЭУ, необходимо к высоте ближайшего препятствия (дерева, здания и т. д.), которое находится в радиусе 100 метров от мачты ветряка, прибавить еще 10 метров. Таким образом вы получите высоту нижней точки ветроколеса.

Leo2 Пользователь FORUMHOUSE

В США, например, минимально рекомендованная высота мачты для ВЭУ мощностью несколько кВт – 15 м, но чем выше, тем лучше. Нижняя часть ветроколеса должна быть, как минимум, на 10 м выше ближайшего самого высокого препятствия. Конечно, предварительно необходимо обследовать местность и выбрать оптимальную высоту мачты. На глаз это может сделать только очень опытный специалист. Во всех других случаях нужно проводить тщательные замеры в течение года (как минимум).

В процессе установки самодельных ветрогенераторов теория очень часто расходится с практикой, поэтому, в среднем, самодельные мачты имеют высоту от 6 до 12 метров. Основное преимущество самодельных вышек (мачт) заключается в том, что если какие-либо параметры не будут соответствовать вашим потребностям, конструкцию, габариты и высоту установки в любой момент можно изменить.

Перед осуществлением сварочных работ, связанных с ремонтом или модернизацией конструкции, генератор необходимо отключить и снять с мачты. В противном случае под действием сварочных токов постоянные магниты могут выйти из строя (размагнититься).

Богатый опыт пользователей FORUMHOUSE, собран в одном из разделов нашего строительного портала. Если вы всерьез интересуетесь альтернативной энергетикой, рекомендуем прочитать статью, посвященную (батарей). Наверняка, вас заинтересует и небольшое видео об особенностях правильного построения мощной и функциональной системы электроснабжения загородного дома , которая по классической схеме подключается к стандартной трансформаторной подстанции.

Цены на электроэнергию неуклонно растут. Чтобы ваша жизнь была комфортной как жарким летом, так и морозной зимой, следует или потратить немало денег на электроэнергию, или искать альтернативный источник энергии. В развитых странах уже давно используют солнечную энергию, водную и ветровую. Это природный источник питания, за который вам не придется платить. Довольно популярным способом получать энергию является ветряк, использующий ветер для получения электричества – ветрогенератор.

Россия довольно большая страна с равнинными территориями. Несмотря на то что во многих местах преимущественно медленные ветры, есть регионы, сильно обдуваемые мощными потоками воздуха. Так почему бы не использовать в хозяйстве это преимущество? Все что требуется – потратить время и средства, чтобы сделать самодельный ветрогенератор. Ветряк полностью окупит себя всего за несколько месяцев. Мы рассмотрим 2 вида ветрогенераторов, которые можно сделать своими руками.

Ветрогенератор роторного типа

Для начала мы рассмотрим, как сделать несложную конструкцию роторного вертогенератора. С простого начинать легче, и вы поймете принцип работы. Этот тип ветрогенератора подойдет для владельцев небольшого садового домика. Использовать сделанный ветряк для большого коттеджа не получится, ввиду маломощности ветрогенератора.

Но ветряк легко справиться с тем, чтобы вечером обеспечить светом хозяйственные помещения, осветить садовую дорожку крыльцо и т. д. Давайте подробно рассмотрим, как сделать такой ветрогенератор своими руками.

Преимущества и недостатки роторного ветрогенератора

Когда ветрогенератор сделать как надо, он будет функционировать без каких-либо ошибок. С аккумулятором на 75А и с хорошим инвертером на 1000 W, ветряк без проблем будет обеспечивать светом улицу, площадку дома, питать защитную сигнализацию, видеонаблюдение и т. д.

Ветрогенераторы такого типа имеют следующие преимущества:

• простота монтажа;
• небольшая себестоимость;
• экономичность;
• податливость к ремонту;
• не привередлив к условиям функционирования;
• надежность и бесшумность работы.

Минусов ветрогенератора несколько:

• небольшая производительность ветрогенератора;
• полная зависимость ветряка от ветра;
• лопасти может сорвать воздушный поток.

Подготовка материалов для ветрогенератора

Первым делом нужно собрать все расходники и детали для ветряка. Сделанный вами ветрогенератор будет выдавать мощность не более 1,5 КВт. Чтобы сделать агрегат вам нужно иметь:

1. Автомобильный генератор на 12 В.
2. Гелиевый или кислотный аккумулятор на 12 В.
3. Специальный преобразователь с 12 В на 220 В и с 700 Вт на 1500 Вт.
4. Большую емкость из нержавейки или алюминия: ведро или кастрюля.
5. Простой вольтметр.
6. Болты, шайбы и гайки.
7. Реле зарядки аккумулятора от автомобиля и контрольной лампочки заряда.
8. Провода с разным сечением (2,5 мм 2 и 4 мм 2).
9. Хомуты, фиксирующие ветрогенератор.
10. Выключатель «кнопка» полугерметичный, на 12 В.

Кроме того, запаситесь такими инструментами:

• болгаркой или ножницами по металлу;
• рулеткой;
• строительным карандашом или маркером;
• отверткой, дрелью, кусачками и сверлом.

Конструкторские работы ветрогенератора

Работа заключается в изготовлении ротора и переделывания шкива генератора. Этапы следующие:

1. Подготовьте ведро или кастрюлю.
2. При помощи рулетки и маркера сделайте разметку, разделив емкость на 4 одинаковые части.
3. Теперь нужно вырезать лопасти.

Обратите внимание!

1. Снизу ведра и в шкиве пометьте место, где будут отверстия. В них ввинчиваются болты. Не торопитесь, сделайте все ровно, так как при вращении может возникнуть дисбаланс. После чего сделайте отверстия.
2. Теперь отогните лопасти. Только не забудьте учесть, в каком направлении крутится генератор.
3. Угол изгиба лопасти влияет на площадь, которую будет встречать ветер. Это напрямую влияет на скорость и частоту оборотов ветряка.
4. При помощи болтов, закрепите ведро на шкиве.
5. Установите свой ветрогенератор на мачту, закрепив его хомутами.
6. Осталось подсоединить провода и собрать цепь.
7. На мачте зафиксируйте провода, чтобы они не болтались.

Для подсоединения аккумулятора возьмите провода, сечение которых 4 мм 2 . Рекомендуемый размер – не больше 1 м. А благодаря проводам с 2,5 мм 2 подключите свет и приборы. Не забудьте установить инвертер (преобразователь). Подключите прибор в сеть к контактам №7 и №8, показанным на схеме ниже. Пользуйтесь проводами 4 мм 2 .

Вот и все, теперь ваш ветрогенератор готов к работе. Не может не радовать то, что он сделанный своими руками.

Ветрогенератор аксиальной конструкции на магнитах

В основе такого ветряка на 220в, лежит ступица от легковой машины, имеющая тормозные диски. Если деталь не новая, разберите ее проверьте и смажьте подшипники, а также счистите ржавчину.

Распределяем и закрепляем магниты

Для начала нужно наклеить магниты на диск ротора. При этом используемые магниты не обычные, а специальные неодимовые магниты. Они значительно мощнее. Потребуется 20 магнитов, размер которых 25 на 8 мм. Магниты размещаются с чередованием полюсов. Для правильного расположения сделайте шаблон, как показано на фото ниже.

Совет! По возможности используйте для ветрогенератора не круглые магниты, а прямоугольные. У них магнитное поле сосредотачивается не в центре, а по длине.

Чтобы закрепить магниты на диске, пользуйтесь силикатным клеем. А для прочности в конце можно залить магниты эпоксидной смолой. Во избежание протекания смолы, сделайте пластилиновые бордюры или обмотайте скотчем диск.

Обратите внимание! Чтобы не перепутать где какой полюс у магнита, можете пометить их «+» или «–». Чтобы определить это – поднесите один магнит к другому. Поверхности магнита, которые притягиваются, имеют «+». Если магнит отталкивается, он имеет полюс «–».

Трехфазный и однофазный генератор для ветрогенератора

Если сравнивать их, то прибор с одной фазой хуже, ведь при нагрузке он вибрирует за счет разницы в амплитуде тока. А она появляется из-за непостоянности тока. В трехфазных изделиях этот эффект отсутствует. Их мощность всегда одинаковая. Все дело в том, что одна фаза компенсирует другую и наоборот, если в одной фазе ток пропадет, то в другой он будет увеличиваться.

Что получается в итоге? А то, что трехфазные генераторы имеют отдачу на 50% больше, чем однофазные. Кроме того, радует и отсутствие вибрации, которая может раздражать и влиять на комфортность. Работая под большой нагрузкой, статор не будет гудеть. Если же вам шум не мешает, и вы решили использовать однофазный генератор, будьте готовыми к тому, что вибрация негативно скажется на работе ветрогенератора. Срок его эксплуатации будет меньшим.

Наматываем катушки

Очень быстроходным ветрогенератор назвать нельзя. Требуется сделать все так, чтобы аккумулятор на 12 В заражался от 100–140 об./мин. С такими первоначальными данными, все количество витков в катушках должно быть равно 1000–1200. Но как узнать, сколько витков приходится на 1 катушку? Все просто: эта цифра делится на количество катушек.

Если вы хотите, чтобы ветрогенератор при низких оборотах выдавал больше мощности, требуется сделать больше полюсов. В таком случае в катушке частота колебания тока увеличится. Чтобы уменьшить сопротивление и увеличить сопротивление тока, рекомендуем наматывать на катушки толстый провод. Учитывайте и то, что при сильном напряжении сопротивление обмотки может «съесть» ток.

Обратите внимание, что число и толщина магнитов, которые закреплены на дисках, определяют рабочие параметры генератора. Чтобы выяснить, какую мощность может выдавать ветрогенератор, намотайте одну катушку и прокрутите генератор. Измеряйте напряжение на некоторых оборотах без нагрузки. К примеру, за 200 об./мин вы получили силу тока в 30 В с сопротивлением в 3 Ом. Отнимите от этих 30 В 12 В (напряжение аккумулятора). Теперь разделите число, которое получились на 3 Ом. Выглядит все так:

В итоге получилось 6 А. Именно они пойдут в аккумулятор. Понятно, что на практике будет немного меньше из-за потерь в проводах.

Катушки лучше делайте вытянутой формы. Тогда медь в секторе выйдет больше, а витки будут прямыми. Диаметр отверстия внутри катушки должен быть равен размеру магнитов или немного превышать его.

Обратите внимание! Толщина статора должна быть такой же, как и толщина магнитов.

Формой для статора может быть фанера. Но сектора для катушек можно разместить и на бумаге, сделав пластилиновый бордюр. Катушки нужно закрепить так, чтобы они не двигались, а концы фаз выведите наружу. Все провода соедините звездой или треугольником. Осталось протестировать ветрогенератор, вращая его рукой.

Делаем винт и мачту для ветрогенератора

Мачта для верогенератора должна быть высокой, от 8 до 12 м. Основание нужно забетонировать. Крепление лучше сделать такое, чтобы труба легко поднималась и опускалась лебедкой. Сверху на трубу будет крепиться винт ветрогенератора.

Вы можете сделать его из пластиковой трубы Ø160 мм. Из нее вырежьте винт с шестью лопастями, длиною 2 м.

Чтобы увести винт от сильного порыва ветра сделайте складывающийся хвост. В результате вся энергия, которую выработает ветрогенератор, сможет накапливаться в аккумуляторе.

Вот и все, вы знаете, как сделать ветрогенератор на магнитах. Теперь вы можете пользоваться электроэнергией, выработанной таким ветрогенератором, экономя свои средства. Все ваши усилия вознаградятся.

Заключение

Из этой статьи вы узнали, как сделать ветрогенератор своими руками, да не один, а двух видов. Именно такие ветрогенераторы любят и используют для загородных домов владельцы. Как видите, каждый ветрогенератор хорош в чем-то своем и сделать его не тяжело.

Если вы живете в районе с сильными ветрами, то увидите, насколько меньшими стали счета за электроэнергию, благодаря ветрогенератору. Такой ветряк в хозяйстве никогда не будет лишним. Дополнительно предлагаем вам посмотреть видео, как сделать такой ветрогенератор.

Чем лучше и чем хуже вертикальный ветрогенератор в плане эксплуатации

Использование энергии ветра для выработки электричества – одна из перспективных форм развития альтернативной энергетики. Вертикальный ветрогенератор является перспективным направлением развития отрасли, т.к. имеет ряд преимуществ по сравнению с горизонтальными аналогами.

Принцип работы

Вертикальный ветряк представляет собой цилиндр, устанавливаемый на основание. Благодаря своей форме, работает вне зависимости от направления ветра. Вне зависимости от вида вертикального ветрогенератора,  он устроен таким образом, чтобы давление потока воздуха на одну из его сторон было выше, чем на другую.

Благодаря такой разнице в давлении происходит вращение оси генератора и выработка электричества. Из-за того, что сила ветра направлена на обе стороны ветрогенератора, показатель стартовой скорости ветра немного больше, чем у горизонтальных ветряков, но при должном качестве деталей, существует самораскрутка – т.е. значительное увеличение оборотов генератора даже при небольшом (от 3,5 м/с) ветре.

Какая конструкция лучше

Существует несколько принципиально разных конструкций вертикальных ветрогенераторов, каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками.

1. Ветряк Савониуса — полукруглые лопасти

   Ротор Савониуса. Модель такого вертикального ветряка включает в себя две или более лопасти, выполненные в форме полукруга. При этом давление, оказываемое на «открытую» часть круга значительно превышает то, которое воздействует на противоположную сторону. Конструкция достаточно проста в изготовлении, поэтому пользуется наибольшей популярностью среди самодельных вертикальных ветрогенераторов. Недостатки:
   • Большая «парусность». Воздействие ветра кренит всю конструкцию, создавая напряжение в оси и выводя из строя подшипник, на котором вращается весь ротор.
   • Конструкция не способна начать вращаться самостоятельно при наличии двух или трех лопастей, поэтому два таких ротора необходимо закреплять на одной оси одну под другой под углом в 90°

2. На ортогональный ротор устанавливают дополнительные статические экраны для увеличения производительности

   Ротор Дарье или ортогональный. Существует множество модификаций такого вертикального ветрогенератора, но принцип работы остается неизменным. Вращение происходит за счет крылообразной формы лопасти генератора. При воздействии потока воздуха создается подъемная сила, за счет которой и вращается ось. Недостатки:
   • Низкая, даже по меркам ветрогенераторов, эффективность.
   • Скорость ветра для полной раскрутки такого генератора должна быть не менее 4 м/с. При этом до набора полной скорости вращения такого ротора, нагрузку к ветряку подключать нельзя – остановится.
   • Шумность. Если в остальных моделях шум издают только подвижные части (подшипники), то вертикальный ветрогенератор такого типа шумит лопастями. Очень сильно.
   • Из-за вибрации быстро выводит из строя подшипники и все несущие элементы конструкции.

3. Геликоидный ротор имеет сложную конструкцию

   Геликоидный ротор. Этот вертикальный ветрогенератор имеет замысловатую форму, но по — сути это ортогональный ветрогенератор с вертикальной осью, только лопасти у него закручены вдоль несущей оси, что значительно повышает срок службы всей конструкции, т.к. обеспечивает равномерную нагрузку на подшипник и мачту со всех сторон. Недостатки:
   • Сложность в изготовлении, отсюда высокая стоимость вертикального ветряка.

4. Многолопастной ветряк

   Многолопастной вертикальный ветрогенератор. Если рассматривать только коммерческие образцы – этот тип ротора является наиболее производительным и дает наименьшую нагрузку на несущие детали. Внутри такого вертикального ветряка содержится дополнительный ряд статичных лопастей, которые направляют поток воздуха таким образом, чтобы максимально увеличить эффективность ротора. Недостатки:
   • Высокая стоимость устройства из-за большого количества деталей.

Плюсы вертикальной оси

Положительные качества всех вертикальных ветрогенераторов:

1. Не направляются по ветру, работают при любой его направленности.
2. В отличие от ветрогенераторов с горизонтальной осью, имеет только одну ось вращения, следовательно бо́льший срок службы.
3. Возможна установка на небольшой высоте — от 1,5м, в зависимости от модели.
4. Все важные подвижные элементы находятся в нижней части генератора, что позволяет удобно его обслуживать.
   

   Важно. При необходимости вал ротора увеличивается до необходимой длины для удобства доступа к статору, без существенной потери КПД.

5. Возможность собрать действующий ветрогенератор своими руками из подручных материалов.
6. Благодаря возможности создания жесткой конструкции с несколькими точками опоры, вертикальные ветрогенераторы работают при бо́льшей максимальной скорости ветра.
7. Более высокая устойчивость к разрушающему воздействию ветра.
8. В этих ветряках возможно создание собственной циркуляции воздуха, за счет чего образуется быстроходный эффект, когда линейная скорость лопастей в 20 и более раз превышает скорость ветра.

Минусы

1. Громоздкость конструкции. Самые легкие вертикальные ветряки весят не менее 300 кг вместе со стойкой.
2. Низкая эффективность по сравнению с горизонтальным.
3. Шумность. Ветряк издает шум от лопастей во время работы.

Видео. Геликоидный ветрогенератор

В ролике наглядно показана работа геликоидного ветряка, установленного на специальной мачте

Ветрогенератор своими руками.Ветрогенератор самодельный с вертикальной осью вращения

После долги морозных дней я выбрался в гараж и приступил наконец-то к изготовлению вертикального ветрогенератора своими руками.

Первым что я решил делать это ось и одновременно основания оси для самодельного ветродвигателя «H» вида. В качестве оси  я выбрал обычную водопроводную трубу размером 1\2 дюйма на которую  насадил подшипники качения,естественно подобрал подшипник под размер. Это все дело я поместил в трубу, которая наиболее подходила под диаметр обоймы подшипника. Это тоже оказалась не такая новая водопроводная труба.

Подшипники были выбраны из расчета что усилие будет направленны не только по периферии подшипника ,но и вниз под действием силы тяжести самого самодельного ветродвигателя-ротора. Так как ось естественно расположена вертикально.Подшипники были укреплены на оси и обойме с помощью сварки- просто наварены ограничительные швы для того, что бы ось не проскальзывала под тяжестью ветрогенератора.

Следующим этапом будет изготовление основания для

Лист толстого железа подойдет идеально при этом он будет усилен по краям металлическими уголками для придания жесткости конструкции вертикального ветрогенератора. На это основания будет поставлена ось с обоймой,предварительно для оси проделано отверстие в основании. Обойма с осью ветрогенератора закреплена к основанию с помощью дуговой сварки и усилена это все дело уголками с четырех сторон обоймы оси.

вот что получилось в картинках:

 

 

 

Ветрогенератор Ленца,скорость ветра около 3 м/с, ротор без нагрузки

скорость ветра около 5 м/с

статор 9 катушек для вертикального ветрогенератора Ленца. 

Каждая катушка имеет 120 витков, сечения эмальпровода около 1 кв.мм. Катушки намотаны на специальном основании, основание  это было закреплено в шуруповерт и на не большой скорости равномерно укладывая, намотаны 9 катушек.

Все катушки были соединены в звезду.

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

DIY вертикальных осей ветряных турбин и многое другое

Энергия ветра — один из лучших возобновляемых источников энергии, которые мы можем получить на нашей планете. Обычно мы не видим ветряных турбин, установленных на крышах домов. Но если он у вас есть, оплатить счет за электричество будет проще простого. Однако люди часто задаются вопросом, не слишком ли дорого обходится энергия ветра. Что ж, это не всегда так, поскольку есть много альтернативных способов его использования.

Ветряные мельницы, которые вы видите под открытым небом, определенно обойдутся вам в целое состояние.С другой стороны, если вы создадите что-то вроде собственного DIY Ветряк с вертикальной осью , то это совсем несложно. Это не только поможет вам внести свой вклад в экологически чистую энергию, но также поможет вам расширить свои технические знания. Это один из идеальных проектов, над которым вы можете работать со своими детьми-подростками и одновременно учить их устойчивости.

Значение энергии ветра

Статистические данные говорят о ветровой энергии (обеспечивая 2.5 процентов от общего объема электроэнергии) достигла рекордно высокого мирового уровня потребления с мощностью 197 ГВт и 430 ТВтч общего производства энергии. Теперь, для сравнения, совокупная мощность ветроэнергетических установок по всему миру в 2000 году составила 17,4 ГВт. Это экспоненциальное увеличение (более чем в 11 раз за 11 лет) можно объяснить улучшенными технологиями, эффективными административными мерами и, в некоторых случаях, эффективными. вклад пользователя.

5 DIY вертикальных осевых ветряных турбин для производства чистой энергии

Итак, давайте достанем наши ржавые инструменты и познакомимся с 5 очаровательными ветряками DIY Vertical Axis (VAWT), изобретенными «обычным человеком».

Созданное пользователем Instructables Фаруном, это уникальное (и очень дешевое) приспособление объединяет переработанные гаражные элементы в полноценную ветряную турбину с вертикальной осью. По словам создателя, турбина V8-4 ”была« спасена »из труб из ПВХ (обрезанных по форме), постоянных заглушек из проходов канализационных труб, оси от старого велосипеда, колеса трехколесного велосипеда, двигателя постоянного тока, электрического провода и винты. Конечный продукт стоимостью всего 182 доллара имеет улучшенные обороты и большую площадь лопастей, в то время как Faroun стремится сделать его способным генерировать 100 ватт при скорости направленного ветра 35 км / ч.

Все мы знаем, что ветряным турбинам нужен какой-то тормозной механизм, чтобы предотвратить их неконтролируемое вращение. Мы опасаемся, что при отсутствии такой установки турбина не сможет выдерживать высокие скорости ветра. Но поскольку турбина стоит всего 200 долларов, мы не думаем, что есть что-то плохое в том, чтобы начинать с нее свою зеленую жизнь.

При изготовлении Lenz2 используются легкодоступные бытовые материалы.В PopSci Lenz2 был на выставке стоимостью менее 300 долларов. Крыло изготовлено из фанеры. Это связано с 4-футовыми штангами с крышкой из прочного алюминия. Для генератора есть два отдельных стальных диска с магнитами на них. С другой стороны, вы найдете медные провода, приклеенные к фанерному. Все они закреплены на главном валу вокруг своей оси. Вдоль вала использовались другие зажимы и сварка, чтобы удерживать самодельную штуковину как одно целое. Этот единственный компонент, в свою очередь, может генерировать (путем подключения выпрямителя к генератору) 50 киловатт-часов электроэнергии в месяц для 8 аккумуляторных блоков при оптимальной скорости ветра от 10 до 36 км / час.

Вот как вы должны построить его для себя:

Аккуратно вырежьте из фанеры каплевидные формы и соедините их четырехфутовыми стержнями. Накройте эти крылья алюминием.

Это немного сложно. Нет никакой разницы между обычными кусками дерева и деревом в конструкции, если конструкция не может использовать ветер и преобразовывать его в электричество. Эту работу выполняет генератор.Чтобы сконструировать один, достаточно приклеить магниты к двум стальным дискам. Приклейте катушки из медной проволоки к фанерному диску и наденьте все три диска на вал.

Закрепите оба конца вала на прямоугольной раме. Приварите лапы крыльев к нижней части генератора, а также к стальному диску в верхней части турбины.

После завершения шага 3 вы почти закончили, последний шаг — прикрепить кабели к рычагам рамы и стабилизировать их мешками с песком.

Последний шаг — использовать генерируемую энергию для питания вашего дома. Подключите генератор к выпрямителю. Это преобразует мощность в постоянное напряжение. Подключите эту линию к батареям. Ветровой турбине требуется от четырех до шести часов, чтобы полностью зарядить группу из восьми батарей.

Источник изображения: application-sciences.net

Это устройство состоит из доступных на месте аппаратных компонентов, таких как печная труба, металлические кронштейны, пластиковый лист и даже ступица прицепа.Он имеет очень дешевую конструкцию и водонагреватель с нулевым выбросом вредных веществ. Вы можете регулировать выходную мощность простой, но устойчивой турбины в соответствии с микроклиматом и характеристиками объекта. При тестировании он показывает выходную мощность 150-200 Вт, в то время как необходимая скорость почти идеального ветра (порыва) составляет около 25 м / с.

Пользователь Above Secret Post Гражданин Смит сконструировал VAWT из разобранной формы перезаряжаемой дрели (включая встроенную схему и корпус).Он испытал эту полую дрель на другой аккумуляторной дрели с конечным результатом 150-200 об / мин при 11,5 В. С этим достаточным вращающимся механизмом он продолжил изобретать конструкцию винтовой турбины из гофрированного картона. Затем крыло было покрыто стекловолоконным матом и смолой для отделки формы. Затем он мог использовать их (для отливки компонентов лопастей) в конструкции винтового ротора высотой 3 метра.

Источник изображения: личный.psu.edu

Заметно выпуклые бочки на 55 галлонов были вертикально вырезаны наполовину для турбины типа Савониуса. Для вертикальной оси использовалась 3-дюймовая труба из ПВХ, которая использовалась в качестве фиксирующего элемента для двух половин ствола, установленных друг на друга. Пластиковые зажимы были соединены с двумя квадратными фанерными досками с шарикоподшипником (внутри) для дополнительной плавности движения. При производстве электроэнергии использовался генератор с постоянными магнитами и шестерня нестандартной формы для обеспечения оптимального передаточного числа.Наконец, была интегрирована лопасть вентилятора для охлаждения всего генератора в случае более высокой скорости ветра.

Инновационная конструкция ветряных турбин с вертикальной осью, вдохновленная

В то время как большинство из нас было бы удовлетворено вышеперечисленными проектами, сделанными своими руками, есть несколько, кто, несомненно, хотел бы вывести вещи на новый уровень. И если вы один из таких немногих, вы наверняка хотели бы знать, что еще вы можете сделать с ветряной турбиной с вертикальной осью? Для таких любопытных домашних мастеров вот несколько из самых инновационных конструкций ветряных турбин с вертикальной осью:

1.Generadoreolico: система ветряных турбин с вертикальной осью для большей эффективности

По статистике, потребление энергии от «чистого и зеленого» ветра достигло рекордно высокого уровня (почти 2,5 процента от мирового потребления электроэнергии), с колоссальной паспортной мощностью 197 ГВт и 430 ТВтч общего производства энергии. И в связи с этой справедливой тенденцией крупномасштабной коммерциализации ветроэнергетики, малые ветряные генераторы для использования на микроуровне, безусловно, становятся все более важными. Принимая во внимание присущую ей гибкость, аргентинский дизайнер Мириам Петерсон разработала эффективный GeneradorEolico — отечественную ветряную турбину с вертикальной осью, основанную на роторах Савониуса.

Savonius могут использовать силу ветра и преобразовывать ее в крутящий момент на вращающемся валу. В этой системе три отдельно сложных ротора Савониуса (подключенных к соответствующим генераторам) будут прикреплены прочными кабелями к центральному модулю. Центральный модуль, в свою очередь, будет подключен к месту хранения со встроенной аккумуляторной батареей 12 В, 220 А. Базовая конструкция намекает на внутренние аэродинамические свойства роторов в их различных формах, которые увеличивают величину энергии ветра, которая должна быть преобразована в чистое электричество.

По словам дизайнера, генератор может справляться с ветром со скоростью ничтожные 4 м / с, так как это дает колоссальные 50 оборотов в минуту в эффективных роторах. Общая выходная мощность установки может быть обозначена как 3 кВт. Но проблема связана с фактором безопасности, особенно когда высокоскоростные вращающиеся лопасти размещаются в домашних условиях. Следовательно, дизайнер также ловко подумал о горизонтально расположенных колесиках безопасности, которые могут предупреждать пользователей своим заметным вращением. Кроме того, их перфорация снижает общее поперечное сопротивление, тем самым подчеркивая общую легкость механизма.

2. Quietrevolution: Ветряк с вертикальной осью

В этом заключается настоящая эстетика ветряных турбин. Эта элегантная ветряная турбина с вертикальной осью, спроектированная с S-образными лопастями, несомненно, станет решением как для индустрии туризма, так и для ветроэнергетики и защитников окружающей среды. Удивительный дизайн этой ветряной турбины, названной «Тихая революция», не заставит представителей индустрии туризма беспокоиться о том, что она испортит красоту природы, а только усилит ее.

Спасибо XCO2 за проектирование и разработку этой уникальной и инновационной ветряной турбины.XCO2 — это признанная консалтинговая и инжиниринговая фирма в области низкоуглеродной энергетики. Эти турбины также технологически сложны, так как практически бесшумны и не подвержены вибрации. Таким образом, эти турбины идеально подходят для установки как в городских условиях, так и в открытых местах.

Запатентованная конструкция проста и надежна, имеет только одну движущуюся часть. Следовательно, он обеспечивает максимальную надежность при минимальных требованиях к техническому обслуживанию.

3. Ветряк с вертикальной осью, который служит дымоходом

Wind Energy легко использовать и преобразовывать в полезную энергию для вашего дома.Пару дней назад мы рассказали вам, как сделать ветряную турбину с вертикальной осью, потратив всего 300 долларов в кармане.

Вот ветряная турбина с вертикальной осью, которая также служит дымоходом. Мы по-прежнему не думаем, что это способ стать зеленым, как будто вы все еще сжигаете столько дров в помещении, вы не защищаете окружающую среду, а душите деревья вокруг своего так называемого «зеленого дома».

4. Концепция ветряной турбины с вертикальной осью

Помимо того, что энергия ветра более надежна, чем солнечная энергия, она всегда была второстепенным выбором для всех экологичных домовладельцев.Причины включают гибель птиц, шум и снижение производительности при изменении направления ветра. Концептуальная ветряная турбина, разработанная Industrie-SA, может решить все эти проблемы с помощью продуманной конструкции. Турбина с вертикальной осью вращения разработана для городских условий с ветреной погодой.

Имея диаметр 8 м и высоту 3 м, турбина может генерировать до 175 МВтч в год. Турбины с вертикальной осью безопасны для птиц, а также менее шумны по сравнению с турбинами с горизонтальной осью.Конструкторы также утверждают, что турбины нечувствительны к направлению и силе ветра.

Заключительные слова

Думаете о создании недорогого и простого в установке ветроэнергетического устройства, которое обеспечило бы безопасный и привлекательный способ использования энергии ветра? Практически все современные ветряные турбины преобразуют энергию ветра в электричество для распределения энергии. Так почему бы не выполнить эти шаги и не создать собственную ветряную турбину с вертикальной осью или VAWT, которая стоит на земле и может принимать ветер с любого направления, устройство, которое потенциально может испытывать сильный ветер, превышающий 25 миль в час.

Вертикально-осевые ветряные машины имеют лопасти, идущие сверху вниз и выглядящие как гигантские двухлопастные взбиватели для яиц. Преимущества такого расположения заключаются в том, что генераторы и редукторы можно размещать близко к земле, и вам не нужно беспокоиться о направлении ветра. Его легче обслуживать, потому что большинство их движущихся частей расположены у земли, и при его работе не происходит выбросов или загрязнения окружающей среды. Для тех, кто живет в районах с сильными ветрами и хочет сократить свои счета за электричество, этот вариант может быть высокоэффективным и, кроме того, привлекательным источником энергии.

Простой ветроэнергетический генератор VAWT

Преимущества VAWT

Эти турбины имеют меньше деталей, чем те, которые ориентируют поворотный механизм и лопасти по горизонтали. Это означает, что меньше компонентов изнашиваются и ломаются. Кроме того, опорная сила башни не должна быть такой большой, потому что редуктор и генератор находятся рядом с землей. Детали для управления тангажом и рысканием также не нужны.

Турбина также не должна быть направлена ​​против ветра. В вертикальной системе лопасти может вращаться воздухом, текущим с любого направления или скорости. Таким образом, систему можно использовать для выработки электроэнергии при порывистых ветрах и когда они дуют постоянно.

VAWT:

• Дешевле в производстве, чем турбины с горизонтальной осью.
• Более простой в установке по сравнению с другими типами ветряных турбин.
• Можно переносить из одного места в другое.
• Оснащен ножами с малой скоростью вращения, снижающими риск для людей и птиц.
• Работает в экстремальных погодных условиях, с переменным ветром и даже в горных условиях.
• Допустимо там, где запрещены более высокие конструкции.
• Работают тише, поэтому они не беспокоят людей в жилых районах.

Недостатки ВАВТ

Не все лопасти создают крутящий момент одновременно, что ограничивает эффективность вертикальных систем по выработке энергии.Остальные лезвия просто проталкиваются. Кроме того, при вращении лезвия испытывают большее сопротивление. Хотя турбина может работать при порывах ветра, это не всегда так; низкий пусковой момент и проблемы с динамической стабильностью могут ограничивать функциональность в условиях, для которых турбина не была специально разработана.

Поскольку ветряные турбины расположены ниже земли, они не используют более высокие скорости ветра, которые часто встречаются на более высоких уровнях. Если установщики предпочитают возводить конструкцию на башне, их сложнее установить таким способом.Однако практичнее установить вертикальную систему на ровном основании, например на земле или на крыше здания.

Вибрация может быть проблемой и даже увеличивать шум, производимый турбиной. Воздушный поток на уровне земли может увеличить турбулентность, тем самым увеличивая вибрацию. Это может привести к износу подшипника. Иногда это может привести к большему объему обслуживания и, следовательно, к большим затратам, связанным с ним. В более ранних моделях лопасти были склонны к изгибу и растрескиванию, что приводило к выходу из строя турбины.Небольшие блоки на крышах зданий или других сооружений могут подвергаться толкающим силам, которые увеличивают поперечное напряжение, что требует постоянного обслуживания и использования более прочных и прочных материалов.

Лучшие 3 идеи проекта ветряных турбин своими руками с использованием генераторов Динамо-двигатели постоянного тока Трубы из ПВХ

Привет, здесь новый физик. Я очень рад сообщить вам, что видео, которое я опубликовал (DIY Wind Turbine) почти два года назад на YouTube, сейчас набрало более 7 миллионов просмотров.Спасибо за ваши лайки и безоговорочную поддержку. Многие из моих друзей на YouTube сообщили мне, что видео очень полезно для тех, кто планирует построить большую самодельную ветряную турбину. Они также сказали мне, что было бы здорово, если бы к видео добавлялось голосовое объяснение. Да, вы можете посмотреть это видео ниже.

в этом блоге вы можете узнать, как заглушить различные типы ветряных турбин. Три из них являются горизонтальной осью, а одна — вертикальной осью. Вы можете заметить, что проект, указанный во втором списке, не завершен.Я сейчас над этим работаю. Как только он будет закончен, я обновлю эту статью. А пока наслаждайся отдыхом.

1. Ветряная турбина своими руками с использованием велосипедного генератора

Давайте сделаем самодельный проект ветряной турбины с горизонтальной осью, используя настоящий деревянный пропеллер, велосипедный генератор переменного тока и планетарную передачу стиральной машины. Я уже создал два проекта ветряных турбин с горизонтальной и двумя вертикальными осями для New Physicist. Вы можете найти эти руководства в этом блоге, выполнив поиск «ветряная турбина своими руками».Пропеллер этих ветряных турбин был сделан из ПВХ. Недавно я решил сделать настоящий пропеллер ветряка. В этом уроке я расскажу вам, как создать проект ветряной турбины с использованием деревянного пропеллера.

• Длина 1 метр / ширина 2,5 дюйма / диаметр 1 дюйм Деревянные детали 3 номера
• Опорные деревянные детали для хвостовой части и ступицы
• Планетарный редуктор стиральной машины
• GI Трубы требуемой длины
• Преобразователь переменного тока в постоянный, поскольку динамо-машина велосипеда является Генератор
• Прочие основные требования
• Вам понадобится угловая шлифовальная машина / шлифовальная машина
• Ручные и ручные режущие инструменты по дереву и металлу
Сварочный аппарат
• и другие необходимые инструменты
• Сверло и все необходимое Сверло
• Краска, шлифовальная бумага и щетки

Самым важным элементом ветряной турбины является ее пропеллер.Это то, что преобразует энергию ветра в механическую. Как они это делают? Есть некоторая аэродинамика, связанная с преобразованием энергии ветра в механическую. Вы знаете, что лопасти ветряных турбин имеют форму крыльев самолета. Когда ветер дует и есть угол атаки (угол между линией хорды и направлением потока ветра), возникает аэродинамическая сила, которая перемещает лопасть в определенном направлении. Эта сила называется «ПОДЪЕМ». Вы можете узнать больше об аэродинамике самолета.или аэродинамика ветряных турбин.

Вы можете пропустить текстовое объяснение и просто посмотреть видео ниже, чтобы узнать, как создать идеальный пропеллер ветряной турбины из тикового дерева. Или, если у вас есть какие-либо сомнения, вы можете обратиться к следующему руководству. Давай начнем.

Как мы все знаем, пропеллер — это самый главный компонент ветряной турбины. Эффективность ветряной турбины в основном зависит от аэродинамической эффективности пропеллера для преобразования энергии ветра в механическую.Таким образом, вы должны проявить особую осторожность при постройке винта. Мы должны вырезать из трех кусков тикового дерева форму крыла. Я вставляю несколько изображений процесса. Но если у вас возникли сомнения, просмотрите видео.

Лопасть воздушного винта ветряной турбины в виде поперечного сечения крыла. Обратитесь ко второму изображению. Мы должны вырезать крыло из кусков дерева. Для изготовления ветряной турбины необходимо три таких лопасти крыла.Вы знаете, почему у ветряных турбин три лопасти? Если есть сомнения, отсылайте видео.

Самодельный пропеллер ветряка готов. Я предлагаю вам использовать тиковое дерево. Чтобы их можно было легко отшлифовать и вырезать нужной формы. Самая важная и сложная часть ветряной турбины — ее пропеллер. Отдых — это проще простого. Убедитесь, что каждое лезвие весит одинаково. Если они не равны, мы не сможем идеально сбалансировать винт. Любой дисбаланс, вызванный разницей в весе, приведет к снижению производительности.

 продолжение следует 

2. Сделай сам

Как я уже говорил вам ранее, вышеупомянутый проект все еще находится в стадии разработки. Скоро обновлю. Давайте взглянем на ветряную турбину, которую я создал четыре года назад, и она до сих пор набирает тысячи просмотров на YouTube. В этом проекте я использовал трубы из ПВХ, чтобы сделать пропеллер и динамо-машину велосипеда в качестве генераторов электроэнергии.

Вам также может понравиться мой проект Как сделать водяной насос | На солнечных батареях

Хвост — это часть механизма поворота вокруг вертикальной оси, который помогает ветряной турбине противостоять ветру, даже если направление ветра меняется. Основание турбины или башня удерживает все три других компонента на высоте, при которой возможен постоянный ветер.

Прежде всего, купите кусок трубы из ПВХ длиной 60 см, диаметром 6 дюймов и толщиной 4 мм.Из этой трубы ПВХ нужно вырезать 3 части лезвия. Вырежьте его до нужной формы и сделайте два отверстия для фиксации лопастей на ступице гребного винта. Будьте очень осторожны при обращении с угловой шлифовальной машиной. Всегда используйте угловую шлифовальную машину с защитным кожухом и не забывайте надевать защитные очки.

Возьмите 8 дюймов, 4-миллиметровую трубу из ПВХ. Вырежьте лопасти в форме 1: 2: 30 Соотношение 1: 2: 30, как показано на рисунке, сгладьте края. Возьмите 3-дюймовую шайбу и приварите к ней детали GI.Навинтите на него лезвия из ПВХ.

На следующем этапе вам потребуется немного навыков сварки. Возьмите шестиметровую гайку и приварите ее к центру пластинчатой ​​шайбы GI, имеющей диаметр 2 дюйма. Затем приварите три зажима GI L на расстоянии 120 градусов друг от друга. При сварке всегда используйте сварочный щиток и стекло. Потому что для просмотра моих видео нужны здоровые глаза. Ага, пора прикрутить все три лопасти к ступице гребного винта.

Прочтите эти удивительные советы, чтобы улучшить свои сварочные навыки: Сварка 101: Да, вы можете научиться сварке.Вот как.

Сделать базу ветряной турбины

Еще одна важная функция ветряной турбины — ее способность автоматически противостоять ветру. В противном случае он не сможет максимально использовать энергию ветра.

Этот механизм называется механизмом рыскания. Работает с помощью гибкой турбины и хвоста. Затем возьмите два шарикоподшипника диаметром два дюйма и закрепите их на двух концах небольшого отрезка трубы GI. Я использовал уплотнение M, чтобы починить их.

Следующий шаг очень важен, потому что он играет важную роль в механизме рыскания, который помогает гребному винту поворачиваться лицом к ветру и максимизировать сбор энергии ветра.

Возьмите колесо Джонсона и снимите пластиковую деталь. Затем приварите несущую часть к концу трубы GI. Сварите кусок железа L-образной формы и такой хомут для шланга. Я сделал все это, чтобы починить шестерни, цепь, динамо-машину и хвост на башне.

Хвост помогает гребному винту противостоять ветру. В результате мы получим максимальную отдачу. Мы можем очень легко вырезать алюминиевый лист любой формы. Обрежьте его до нужной формы.

• Во-первых Возьмите колесо Джонсона и снимите колесо

• Во-вторых Приварите его к одной стороне квадратной трубы GI 1 ″ (1.5 м)

• И наконец Подсоедините подшипники к отрезку трубы GI и поместите его на j-колесо.

Приварите к нему хомут для крепления динамо-машины.

3. Хвост

Хвост помогает гребному винту противостоять ветру. В результате мы получим максимальную отдачу. Мы можем очень легко вырезать алюминиевый лист любой формы. Обрежьте его до нужной формы.

• Вырежьте из алюминиевого листа форму хвостовика ветряной турбины

• Закрепите хвостовую часть на основании ветряной турбины

Помните, что безопасность должна быть на первом месте.Если вы не знакомы с угловой шлифовальной машиной, я настоятельно рекомендую вам не использовать ее. В любом случае детям не стоит экспериментировать с этим. Кроме того, при сварке следует носить защитные очки, маску для лица и перчатки. Попросите профессиональных сварщиков выполнить вашу работу. Это было бы лучше. Я два года проработал сварщиком и электромонтажником, так что у меня есть некоторый опыт в таких вещах. Хвала Господу.

Наконец, я сделал основу, используя трубу GI Pipe и рыболовные снасти. Посмотрите видео выше, чтобы узнать обо всех остальных процедурах подключения.Я хорошо объяснил это в видео. Вчера я пошел в веломастерскую и попросил у них старую динамо-машину.

Новые динамо-машины не так эффективны, как старые. Кроме того, циклические динамо-машины — это ГЕНЕРАТОРЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА. На выходе будет переменный ток. В маломасштабной энергосистеме лучше использовать динамо постоянного тока вместо переменного тока. Но я не мог найти ни одного. Нет проблем, мы можем использовать и то, и другое.

4. Соберите каждый компонент вместе

Вы получите шестерню, цепь и колесо свободного хода от старого цикла.Соберем все компоненты на базе. Исправить обгонную муфту на динамо-машине. Я использовал недорогую динамо-машину на 12 В. сделать двигатель ветряной турбины можно купить на Amazon.

Если вам нужна более высокая производительность, вы можете купить эффективную динамо-машину на Amazon. Ага, вот и все. Наша ветряная турбина с горизонтальной осью готова. Пришло время проверить это. Разместите турбину на открытом воздухе или перед настенным вентилятором. Да, работает.

Эту ветряную турбину можно использовать для подзарядки аккумуляторов, смартфонов и т. Д.Если вам понравилось это видео, не забудьте поставить отметку «Нравится», поделитесь им и подпишитесь на этот блог. Спасибо за чтение, скоро увидимся с еще одним проектом по возобновляемой энергии. А пока до свидания.

Ветряк своими руками

Посмотрите видео, чтобы собрать каждый компонент вместе. . Затем подключите выход к батарее или мультиметру. Разместите ветряк снаружи, где дует ветер. Готово, сделаем ветряк Проект готов

3. Ветряная турбина своими руками с использованием двигателя постоянного тока в качестве динамо

Вскоре после того, как видео о моем проекте ветряной турбины с горизонтальной осью стало вирусным на YouTube, я подумал, что должен сделать еще один проект «Сделать ветряк с вертикальной осью».Без сомнения, это тоже привлекло внимание людей. Именно тогда я понял, насколько люди любят проекты ветряных турбин.

В этом сообщении в блоге я покажу вам, как мне удалось реализовать этот проект с материалами, доступными на местном уровне. Чтобы проверить эту ветряную турбину, мне пришлось использовать вентилятор на пьедестале, так как в моем районе не очень сильный ветер. Это вызвало много критики.

Поскольку я использовал вентилятор на пьедестале для создания ветра, чтобы проверить свою ветряную турбину, деревья и листья за ним не двигались.Но комментарии были такие: послушайте, ветра точно нет, он, наверное, обманывает нас, это не динамо-машина, это двигатель, который вращает ветряную турбину.

Но правда в том, что мне очень понравились эти комментарии. Потому что я тоже не был удовлетворен результатами этого проекта ветряной турбины. У меня не было эффективной динамо-машины, поэтому мощность была не такой, как рассчитана на ветряную турбину.

Как бы то ни было, в настоящее время я работаю над проектом эффективной динамо-машины, а после этого я сделаю гигантскую ветряную турбину, которая вырабатывает значительную мощность для работы небольшого дома.И я планирую соединить это с моей существующей автономной солнечной энергосистемой. Кстати, приступим к проекту

Как сделать ветряную турбину с вертикальной осью

Sciencedirect так объясняет ветровые турбины с вертикальной осью. « Ветровые турбины с вертикальной осью (или VAWT) имеют вал несущего винта, расположенный вертикально. Ключевые преимущества такой схемы заключаются в том, что турбину не нужно направлять на ветер , чтобы она работала.Это преимущество на участках, где направление ветра сильно меняется ».

Изготовление пропеллера

Для изготовления лопастей гребного винта ветряной турбины с вертикальной осью можно использовать трубу из ПВХ. Теперь нам нужна рама, чтобы закрепить эти лезвия. Я купил два обода велосипеда в Super hardware , моем любимом строительном магазине в моем городе. Затем приварили восемь кусков L-образных зажимов на фиксированном расстоянии. Чтобы я мог легко починить на нем лезвия из ПВХ.

Вертикальная ось ветряной турбины Изготовление башни

Думаю, в объяснении не нуждается.Просто посмотрите видео и приступайте к реализации своей идеи.

Крепление всех компонентов вместе

Я купил несколько торцевых заглушек из ПВХ, соединив их с обоими концами лопастей ветряной турбины. Следующим шагом является соединение динамо-машины с воздушным винтом ветряной турбины с вертикальной осью. Собственно, это не динамо-машина. Это двигатель постоянного тока, который у меня есть давным-давно. Так что я не уверен в его эффективности. Вот почему я рекомендую вам пойти в мой магазин Amazon и купить динамо-машину для ветряных турбин. Он будет хорошо работать с этой ветряной турбиной.

Проект ветряной турбины с вертикальной осью готово

Наша миниатюрная ветряная турбина с вертикальной осью готова к испытаниям. Соедините динамо-машину и пропеллер с помощью ремня. Ура. Готов идти. Как только подует ветер, наша ветряная турбина начнет вращаться, и динамо-машина начнет выдавать электрическую мощность. Мы можем использовать это электричество мгновенно для работы радио или телевизора, или вы можете хранить его в батарее на случай позднего использования.

Спасибо, что нашли время прочитать мой проект ветряной турбины с вертикальной осью, сделанный своими руками.Мне очень приятно поговорить с энтузиастом возобновляемой энергии. Давайте построим лучшее завтра. Будьте легендой. Говорить откровенно.

4. Сделай сам ветряк с использованием фитингов из ПВХ?

Вы можете увидеть сотни видеороликов о создании ветряных турбин, в которых рассказывается, как легко сделать мини-ветряные турбины в домашних условиях. Но многие из них не очень полезны. Многие из них не предлагают полного руководства по созданию маленькой мельницы ума, которая работала бы как настоящая.

Люди недовольны, что можно понять из их комментариев.Они снова, снова и снова ищут в Google больше видеороликов Make Small windmill. Поэтому я решил построить мини-ветряк и выложить видео о создании на YouTube. Я поехал в город и купил необходимые инструменты и детали в строительном магазине. Тогда я попросил друга снять видео на мой смартфон.

Позже я понял, что видео недостаточно, чтобы обучить всех, кто хочет делать ветряные турбины. В этом посте вы можете прочитать каждый шаг, который я предпринял для создания мини-ветряной турбины.Не забывайте комментировать свое мнение и делиться им с друзьями.

Шаги к созданию небольшой ветряной турбины

Основные сегменты

• Винт
• Корпус динамо-машины
• База турбины
• Хвостовая часть турбины

Винт

Винт турбины

Пропеллер ветряной турбины преобразует энергию ветра n в механическую энергию вращения. Это самая важная часть ветряной турбины. Давайте узнаем, как сделать пропеллер турбины.

• Купите 10-дюймовую трубу из ПВХ (3 дюйма в диаметре)
• поровну, разделите периметр кромки
• Нарежьте трубу на лезвия, как показано в видео — посмотрите видео
• Сделайте отверстия, как показано на рисунке, на любом предмете круглой формы с помощью 2,5 дюйма.
• Затем прикрутите к нему 3 лезвия велосипедными винтами.

Имейте в виду

1. Вес каждого лезвия должен быть одинаковым.
2. Каждое лезвие должно быть расположено на пластине на равных расстояниях.

Корпус динамо малой ветряной турбины

Кожух динамо удерживает как динамо, так и механизм автоматического вращения. Динамо-машина используется для преобразования механической энергии или энергии вращения, генерируемой гребным винтом ветряной турбины, в электрическую энергию. Если динамо-машина преобразует механическую энергию в переменный ток, она называется генераторами переменного тока. На рынке доступны различные типы генераторов.

• проволока
• Кусок ручки
• ПВХ штуцер T
• Купить 2 подшипника
• Купить динамо 3V
• Подсоедините динамо к штуцеру из ПВХ.
• Соедините два подшипника с общей осью. В качестве оси можно использовать кусок ручки.
• Соедините один подшипник с ПВХ T

Подшипник представляет собой механизм авторотации (механизм рыскания). Это помогает ветряной турбине противостоять ветру. Когда направление ветра меняется с востока на запад, механизм авторотации хвоста автоматически настраивает гребной винт так, чтобы он был направлен прямо на ветер, чтобы использовать максимальную энергию ветра.

База турбины

Основание турбины и стойка удерживают винт, динамо-машину, хвостовое оперение и механизм авторотации.Изготовить основание турбины очень просто. Купите фитинги из ПВХ.

1. Колено — 4
2. ПВХ T — 3
3. Трубопроводы из ПВХ

Подсоедините эти фитинги, как показано на рисунке.

Хвост

В большинстве видеороликов «Сделай сам» на YouTube нет механизма отклонения от курса. Без механизма рыскания ветряная турбина не является полноценной. Для чего нужен хвост? Механизм рыскания поможет гребному винту изменить направление навстречу ветру. Хвост заставит пропеллер повернуться лицом к ветру даже при более высоких скоростях ветра.

1. Cut GI sheet
2. PVC Pipe, переходник

Проверить работу

• Поместите турбину перед вентилятором
• подключите мультиметр к выходным проводам динамо-машины.

Да, стрелка мультиметра показывает ток, протекающий через нее. Если вы используете эффективное динамо-машину, вы можете использовать это динамо для зарядки аккумуляторной батареи 3 В. Кроме того, вы можете построить ветряную турбину большего размера, чем эта, чтобы заряжать свой смартфон.Надеюсь, вам понравилась эта статья, сделанная своими руками. Вы можете указать на любую мою ошибку. Жду ваших комментариев. Если у вас есть сомнения по поводу этого проекта, спросите меня. Но не забудьте поделиться с друзьями.

Схема простого ветряного генератора с вертикальной осью

В этом посте объясняется простая схема генератора ветряной турбины с вертикальной осью, использующая готовую динамо-машину большой мощности и механизм ветряной турбины с вертикальной осью. Идея была предложена мистером Тайбани.

Цели и требования схемы

Надеюсь, у вас все хорошо.Во-первых, спасибо за все отличные знания и информацию, которые вы дали здесь, и это действительно ценится. Я пытаюсь создать самодельный генератор VAWT с низкой частотой вращения, который может генерировать достаточно энергии для работы одного небольшого завода.

Мне нужна ваша помощь по секции обмотки.

1) Правильная конструкция медной обмотки для низких оборотов.

2) Правильный калибр медного провода.

3) Число витков обмотки.

4) Какой материал сердечника следует использовать для снижения лобового сопротивления (эффект Ленца).

Пожалуйста, помогите мне и своим читателям своими прекрасными знаниями.

Конструкция

Спроектировать двигатель VAWT непросто и может потребовать хороших знаний в этой области, и на данный момент для меня это выглядит очень сложным, и я мало о нем представляю.

Однако для любого непрофессионала эта идея может быть легко реализована с помощью готового генератора, как описано ниже:

Ниже приведен пример динамо-машины мощностью 10000 ватт, которая может быть использована для предлагаемого применения ветряного генератора с вертикальной осью

Вместо обмотки Если вы используете ветрогенератор с вертикальной осью самостоятельно, более простой идеей было бы настроить механизм VAWT с генератором высокой мощности или динамо-машиной с помощью правильно рассчитанного зубчатого колеса или передаточного числа шкив / ремень.

Например, показанная выше динамо-машина 10 кВ имеет характеристики выработки 10000 Вт при примерно 3600 об / мин, что означает, что если задано передаточное число шкивов 1: 100, динамо-машина сможет производить номинальную мощность. с VAWT, вращающимся со скоростью всего около 36 об / мин, что может быть достигнуто, возможно, даже при скорости ветра всего 5 км в час.

Как настроить турбины

На следующей диаграмме показан примерный дизайн для описанной выше реализации:

На рисунке выше показана простая модель ветряной турбины с вертикальной осью, вертикальная винтовая турбина предназначена для захвата ветрового потока на одна половина его диапазона, в то время как другая половина допускает свободный поток, в результате чего винт начинает вращательное движение с высоким крутящим моментом.

Вертикальное расположение VAWT не зависит от направления ветра, в отличие от традиционных ветряных турбин с горизонтальной осью. Это преимущество позволяет VAWT поддерживать свою работу при любых ветровых условиях, независимо от направления потока.

Можно увидеть центральную вертикальную ось турбины, прикрепленную к гигантскому маховику, который должен быть намного больше, чем колесо, прикрепленное к валу генератора.

Чем больше коэффициент, тем больше будет конверсия даже при минимальной скорости ветра.

При соотношении 1: 100 можно ожидать, что генератор будет вырабатывать на полную мощность и на полную мощность, а VAWT будет двигаться со скудными 50 об / мин или даже меньше. Эта скорость, в свою очередь, может быть достигнута при скорости ветра не выше 5-10 миль в час.

Управление скоростью VAWT с помощью цепи шунтирующего регулятора

Выше описанная установка предназначена для облегчения эффективных преобразований при низких скоростях ветра, но что происходит при быстром ветре или в штормовых условиях.

Если эта ситуация не будет устранена, обмотка генератора может быть порвана и быстро сожжена.

Для управления скоростью VAWT при опасных скоростях ветра можно использовать следующую схему шунтирующего регулятора с выходом генератора для достижения постоянной скорости на генераторе и VAWT.

На приведенном выше рисунке выходной сигнал генератора подается в сеть сильноточного симисторного шунтирующего стабилизатора через модуль мостового выпрямителя на 50 А.

Значение стабилитрона определяет порог управления, который на диаграмме показан как 220В.Это означает, что ни при каких обстоятельствах напряжение от генератора не может превышать отметку 220 В, и если это произойдет, избыточная мощность просто шунтируется или замыкается на землю через симистор.

Это обеспечивает контролируемое вращение генератора даже при высокой скорости ветра, сохраняя стабильность и безопасность всей системы.

Если используется трехфазный генератор, показанный выше шунтирующий регулятор можно заменить трехфазным шунтирующим регулятором с использованием тиристоров.

Если у вас есть какие-либо сомнения относительно обсуждаемой схемы ветряного генератора с вертикальной осью, не стесняйтесь выражать их через комментарии

Создайте свою собственную ветряную турбину с вертикальной осью

Ветряная турбина Савониуса

Эти планы относятся к строительству ветряк с вертикальной осью , созданный по проекту финского инженера С.Я. Савониус в 1922 году. Его идея заключалась в установке двух полуцилиндров на вертикальном валу.

Ее было просто построить, и она могла принимать ветер с любого направления . Однако она была на менее эффективной, чем , чем более распространенная турбина с горизонтальной осью.

Причина разницы кроется в аэродинамике. У турбин с горизонтальной осью есть лопасти, которые создают подъемную силу для вращения ротора, тогда как конструкция с вертикальной осью, которую мы здесь используем, работает на основе сопротивления — одна сторона создает большее сопротивление движущемуся воздуху, чем другая, вызывая вращение вала.

Генератор с постоянным магнитом

Эта модель ветряной турбины вырабатывает электричество с помощью простого генератора , который вырабатывает импульсы тока или переменного тока. Это достигается за счет пропускания сильных магнитов через катушки из тонкой проволоки. Каждый раз, когда магнит проходит над катушкой, катушка получает электричество.

С 4 катушками, соединенными последовательно , результатом будет -кратное увеличение напряжения .

Это самый простой и, возможно, наиболее эффективный способ производства электроэнергии, и тот же самый основной принцип используется почти во всех ветряных турбинах, даже в крупных коммерческих.

Электроэнергия от ветряной турбины зависит от скорости ветра , поэтому для практического использования ее необходимо хранить в батареях или преобразовывать в форму, обеспечивающую стабильное постоянное напряжение. Обычно электричество от ветряных турбин преобразуется из переменного тока в постоянный, который можно использовать для зарядки аккумуляторов.

В Интернете можно найти планы простых электронных устройств, называемых мостовыми выпрямителями. Мостовые выпрямители состоят всего из 4 диодов и могут быть изготовлены всего за несколько долларов.

Соответствующий контент EEP со спонсорскими ссылками

Wind Energy DIY Guide — Free Energy Planet

Автор Джефф Шитс, пт, 9 апр 2021 г.

Томас Хейн создает Energy 2 Green System, цель которого — предложить самое простое и эффективное руководство по сокращению ваших счетов за электроэнергию и экономии денег на установке солнечных батарей.Energy Green System советует вам построить свою систему солнечной и ветровой энергии для своих домов, чтобы минимизировать или полностью отказаться от счетов за электроэнергию. Энергетические компании могут платить вам за энергию, которую вы производите самостоятельно. Energy 2 Green System — идеальное решение для тех, кто устал от огромных счетов энергетических компаний. Эта зеленая система Energy 2 была создана одним из лучших университетов мира и преследовала четыре основные цели. Они намеревались разработать доступную систему; они также хотели использовать материалы, которые обычные люди могут легко найти и купить; они намеревались создать систему, максимально упрощенную для любого человека, и хотели минимизировать выбросы парниковых газов, борясь с глобальным потеплением.Они достигли всех своих целей и теперь предлагают идеальную систему нуждающимся по доступной цене. Эта система содержит руководства и видеоролики, чтобы вы могли следить за развитием вашей солнечной и ветровой энергосистемы, не выходя из дома. Подробнее здесь …

Energy2green Wind and Solar Power System Summary

Рейтинг: 4,7 звезды из 12 голосов

Содержание: Электронные книги
Автор: Tomas Hayne
Официальный сайт: energy2green.com
Цена: 49,99 $

Доступ сейчас

Energy2green Обзор ветроэнергетической и солнечной системы

Я действительно работал над главами в этой книге и могу только сказать, что если вы потратите время, вы никогда не вернетесь к своим старым методам.

Я лично рекомендую купить эту книгу. Качество отличное, и за эту низкую цену и 100% гарантию возврата денег вам нечего терять.

Wind Turbine Industries, Corp. 16801 Industrial Circle S.E. Prior Lake, MN 55372 (952)447-6064 Факс (952)447-6050 Электронная почта wtic windturbine.net Интернет www.windturbine.net Президент Арчи Дж. Павек Менеджер Стивен Т. Турек Эксклюзивный производитель ветроэнергетических систем Jacobs с 1986 года. Мощность ветряных установок варьируется от 10 кВт до 20 кВт, с размерами ротора от 23 футов.От 7 м до 8,8 м (29 футов). Эти системы могут обеспечивать питание для широкого спектра приложений, включая Grid Intertie (сокращение счетов за коммунальные услуги) или удаленную зарядку аккумуляторов вне сети. Системы ветроэнергетики Jacobs имеют более чем 70-летнюю историю, обеспечивая чистую, качественную, надежную и эффективную электроэнергию в США и во всем мире.

Как мы уже говорили в начале этого раздела, у ветроэнергетики есть большое будущее для крупных ветряных электростанций с питанием от сети. Несмотря на то, что вы можете найти множество примеров малых и средних ветряных машин, которые включают трехфазные генераторы переменного тока, настоящее будущее ветроэнергетики — за крупными установками.Экономика энергии ветра по сравнению с ископаемым топливом сужается, что делает ветроэнергетику вероятным кандидатом на строительство электростанций будущего. Только политика и сопротивление изменениям все еще не позволяют этой технологии стать обычным явлением. Однако такова сегодняшняя ситуация. Завтра совсем другая история. Ветроэнергетика потребует как силовой электроники, так и инженеров, обладающих опытом в области ветряных турбин, чтобы продолжить успешный путь к признанию и реальности. Надеюсь, то, что вы узнали здесь и в Эксперименте 5, поможет повлиять на ваш интерес к этой удивительной технологии.

Тонкопрофильные аэродинамически эффективные лопасти Rutland Windcharger и уникальный генератор с низким коэффициентом трения обеспечивают максимальную производительность турбины диаметром 910 мм (36). Перечень всех ветряных зарядных устройств Rutland хранится на нашем складе в Буффало. Одно из ведущих в мире ветровых зарядных устройств, подтвержденное более чем 15 000 клиентов по всему миру.

Конфигурации генератора и силовой электроники, наиболее часто применяемые в ветряных турбинах, показаны на рисунке 2.Рис. 2. Стандартные конфигурации ветряных турбин с использованием асинхронного генератора (AG) и синхронного генератора (SG). В зависимости от конкретной конфигурации, термин Power Converter охватывает различные типы силовых электронных компонентов, таких как устройство плавного пуска (часть a), внешнее переменное сопротивление ротора (часть c), выпрямитель (часть e — статор подключен, или часть f, g , h — ротор подключен) и преобразователь частоты (части b, d, e, g и h). Конфигурации, изображенные на рисунке 2, представляют собой схему типичных электрических топологий, используемых в ветряных турбинах.Как указано в таблице 1, эти семь конфигураций охватывают широкий диапазон применяемых концепций управления мощностью для ветряных турбин. а) Это традиционная концепция, применяемая многими датскими производителями ветряных турбин в 1980-х и 1990-х годах, то есть трехлопастная ветровая турбина с регулируемым срывом, управляемая против ветра, с использованием …

1 Целью данного исследования является первая количественная оценка мирового потенциала ветроэнергетики на основе данных. Скорость ветра рассчитана на 80 м, высота ступицы современных турбин диаметром 77 м и мощностью 1500 кВт.Поскольку на расстоянии 80 м доступно относительно немного наблюдений, здесь используется и пересматривается метод экстраполяции наименьших квадратов для получения оценок скорости ветра на 80 м с учетом наблюдаемой скорости ветра на 10 м (широко доступной) и сети станций зондирования. Данные башни из Космического центра Кеннеди (Флорида) были использованы для проверки результатов. В глобальном масштабе 13 из всех передающих отчетов станций имеют среднегодовую скорость ветра 6,9 м / с на высоте 80 м (т. Е. Ветроэнергетический класс 3 или выше) и поэтому могут считаться подходящими для недорогой ветроэнергетики.Эта оценка считается консервативной. Из всех континентов в Северной Америке больше всего станций класса 3 (453), а в Антарктиде — самый большой процент (60). Районы с большим потенциалом находятся в Северной Европе вдоль Севера …

Устройство управления и анализ динамических характеристик индукционного генератора ветряной турбины. В POWERCON ’98, Международная конференция по технологиям энергосистем Vol. 2. 1198-1202 Asplund, G. (2000). Системы передачи HVDC — новые преобразователи и кабельные технологии.В Первом международном семинаре по сетям передачи постоянного тока высокого напряжения для морских ветроэлектростанций. Стокгольм, Швеция. Примечания March Bindner, H.W. (1999a). Характеристики блока управления напряжением (VCU) на ветряной электростанции Cronalaght, Ирландия. Национальная лаборатория Ris0, Дания. Ris0-I-1484 (EN), Бинднер, Х.В. (1999b). Краткое изложение проекта управления мощностью ветряных турбин в слабых сетях. Национальная лаборатория Ris0, Дания. Ris0-R-1117 (RU)., Blaabjerg, F., & Mohan, N. (1999). Ветровая энергия. В энциклопедии электротехники и электроники.Vol. 23. 613-618, Wiley. BTM консультируется с Aps. (2000). Международное развитие ветроэнергетики — обзор мирового рынка за 1999 год. Рингкобинг, Дания. BTM консультируется с Aps. ISBN 87-987788-0-3, Прогноз примечаний на 2000-2004 гг …

Сверхпроводящая ветряная турбина класса 10 МВт подлежит экономической оценке в соответствии с условиями Соглашения о совместных исследованиях и разработках (CRADA) между Министерством энергетики США и технологической компанией American Superconductor Corporation (AMSC). Совместно с Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) и Национальным центром ветроэнергетики (NWTC) AMSC Windtec, находящаяся в полной собственности дочерняя компания, проанализирует стоимость машины класса 10 МВт, оснащенной сверхпроводящим генератором с прямым приводом.Windtec отдельно разрабатывает полные компоненты и конструкции систем ветряных турбин класса 10 МВт и в рамках 12-месячной программы проведет сравнительный анализ и оценку экономического воздействия турбины как с точки зрения ее первоначальной стоимости, так и с точки зрения ее общей стоимости энергии. Системы ветрогенераторов с прямым приводом, использующие высокую мощность Новый шаг в ветроэнергетике следует за разработкой сверхпроводящей морской силовой установки для ВМС США. Совместно с CRADA, AMSC и TECO-Westinghouse Motor Company …

Запасные части JACOBS WIND ELECTRIC, новые лопасти и регуляторы с приводом от лопастей.Мы производим запасные части и имеем новые лопасти для большинства ветряных генераторов, до REA до нынешних моделей. Также много бывших в употреблении деталей. Много б / у оборудования доступны ветрогенераторы, башни, синхронные и автономные инверторы, а также водяные насосы Aermotor. Лучшие цены на инверторы TRACE. Информация 1 укажите интересы. Lake Michigan Wind & Sun, 3971 E Bluebird RD., Forestville, WI 54213 Телефон 414-837-2267. ВЕЛИКИЙ 5А. ЗЕМЛЯ за 5000. (Цена наличная). Район рекламируется как 7 800 футов высоты Колорадо, столицы солнечного ветра.Долина. Обилие лучшей воды (бур 80 футов для артезианского потока), хороший подъезд, уединение, суглинистая почва. Фантастический вид на 14000 футов. Ценность быстро растет. Tot. налоги 65 л. Был для сына — больше нет. Никаких уловок, никакой лжи — честная сделка. 5 миль NW от владельца Here to Stay H nn, Windpowered Domehouse, P.O. Box 312, Blanca, CO 81123 КАЧЕСТВЕННЫЕ ИГРОВЫЕ КАРТЫ. 2 Образцы колод 5.00 5 10.00 12 20.00 24 30.00 36 40.00. ТОВАРЫ …

Занимаясь ремонтом ветряных генераторов, я видел, как много хлама проникает через дверь.Мы стали свидетелями возрождения ветроэнергетики в конце 1970-х годов, когда около 80 компаний, производящих ветряные генераторы, открыли свои отделения. Практически все эти компании, которые производили от горстки до нескольких сотен, в основном, единиц Руба Голдберга каждая, обанкротились. Около шести человек пережили вытеснение. Излишне говорить, что я довольно скептически отношусь, когда слышу о новой конструкции ветряного генератора. Около года назад я разговаривал с Эллиотом Бейли из World Power Technologies о разрабатываемой им новой конструкции. Bayly занимается производством ветряных генераторов уже 13 лет.Он один из выживших, о которых я упоминал. Я получил от него информацию о его новой машине и решил, что стоит навестить его. Прошлой зимой я увидел, как мне кажется, самую простую конструкцию ветряного генератора из когда-либо созданных. Мое определение простоты связано с количеством движущихся частей машины. Чем больше …

Ветряная турбина Lagerwey LW-50 750 представляет собой ветряную турбину мощностью 750 кВт с регулируемой скоростью и диаметром 50,5 метра, установленным против ветра. Изображение этой турбины показано на рис.А.1. LW-50 750 находится недалеко от Ньиве-Тонге (провинция Зюйд-Голландия, Нидерланды). Ротор состоит из 3-х лопастей, которые можно активно и индивидуально наклонять по всему размаху. Регулировка шага используется для управления мощностью при полной нагрузке и для остановки турбины в случае превышения безопасных рабочих пределов. Турбина оснащена синхронным кольцевым генератором без редуктора (или с прямым приводом), который преобразует механическую энергию в электрическую с переменной частотой. Впоследствии преобразователь частоты на основе биполярного транзистора с изолированным затвором (IGBT) используется для преобразования электрической энергии переменной частоты в энергосистему с фиксированной частотой 50 Гц.Крутящий момент генератора будет следовать внешнему сигналу заданного значения, который рассчитывается управляющим компьютером. Опорная конструкция состоит из 46,165-метровой …

Ветряная турбина Lagerwey LW-50 750 расположена недалеко от Ньиве-Тонге, провинция Зюйд-Голландия, Нидерланды. На рис. 4.13 показана схема измерительной установки полномасштабного модального испытания. Турбина была запаркована (т.е. не вращалась) во время всех испытаний. Это означает, что двустороннее соединение механического модуля с электрическим модулем, см. Рис.3.14 на стр. 69, можно не указывать, так как механическая скорость равна нулю. Кроме того, входной сигнал от аэродинамического модуля Faero заменяется статической нагрузкой, прикладываемой к вершине башни (при этом предполагается, что структурная реакция, вызванная ветровым возбуждением на лопасти несущего винта, гондолу и башню, незначительна). Рис. 4.13. Схема измерительной установки при полномасштабном модальном испытании ветряной турбины Lagerwey LW-50 750. Расположение датчиков отмечено буквой I. Во время экспериментов ротор был повернут на 90 градусов вокруг оси y.Механическая конструкция возбуждается за счет приложения вышеупомянутой статической нагрузки к …

Ветровая энергия В 1990-х годах старые ветряные турбины, в основном мощностью 50-100 кВт (55 МВт установленной мощности), разбирались на запчасти, а неэкономичные ветряные турбины демонтировались. Отмечены следующие тенденции: ветряные турбины стали больше (теперь мегаватты), увеличились коэффициенты мощности и повысилась надежность. Кроме того, падение производства в 1997 году произошло из-за того, что старые, меньшие по размеру агрегаты были сняты с производства, а затем заменены более крупными турбинами в 1998 году.Поскольку неэффективные агрегаты были выведены из эксплуатации и установлены новые ветряные турбины, удельная мощность (Рисунок 8.4) увеличилась. Большая удельная мощность показывает тип производительности, которого можно ожидать от хороших ветряных турбин в отличном ветровом режиме. Как для годового коэффициента мощности, так и для удельной мощности для одних и тех же турбин будут ежегодные колебания по годам из-за разницы в годовом режиме ветра и между местоположениями, поскольку ветер зависит от конкретного места.

Приобретя ветряную электрическую турбину Windseeker II, мы столкнулись с устрашающей перспективой возведения башни.Башня должна быть на высоте не менее 15 футов над окружающими препятствиями. В нашем случае это получилось на высоте 50 футов над землей. Вот планы недорогой, простой в строительстве башни, которую может поднимать и опускать один человек. Эта башня будет поддерживать ветряные турбины малого и среднего размера. Башня состоит из 20-футовой опоры с оттяжками и трехдюймовой гильзой, прикрепленной к верху U-образными болтами. Через этот рукав поднимается труба меньшего диаметра с установленной наверху ветряной турбиной. Башня выдвигается из полной рабочей высоты в частично опущенное положение для обслуживания.Выкопайте на глубину 16 дюймов бетонную площадку для поддержки опоры электросети. Не пропускайте подушку, если у вас нет очень твердого основания, вибрация от ветряной турбины в конечном итоге разрушит даже плотно утрамбованную почву. Если основание башни утонет, растяжки станут слабыми и неэффективными. ветер …

Каталог данных о аэродинамических профилях с малым числом Рейнольдса для ветряных турбин. RFP-3387, Департамент аэрокосмической техники, Техасский университет A&M. 3. Р. Э. Уилсон, П. Б. С. Лиссаман и С.Н. Уокер. 1976. Аэродинамические характеристики ветряных турбин. ERDA NSF 04014-76-1, UC-60. Доступно в NTIS. 4. Д. М. Эгглстон и Ф. С. Стоддард. 1987. Проектирование ветряных турбин. Нью-Йорк Ван Ностранд Рейнхольд. 5. Д. Ле Гурьер. 1982. Ветряные электростанции, теория и проектирование. Оксфорд, Великобритания Pergamon Press. 6. Л. Л. Фрерис, изд. 1990. Системы преобразования энергии ветра. Englewood Cliffs, NJ Prentice Hall. 7. Д. А. Спера, изд. 1994. Технология ветряных турбин. Нью-Йорк ASME Press. 8. Преобразование энергии ветра.C00-4131-Ti. Доступно в NTIS. Девять отдельных отчетов. Методы расчетного анализа ветряных турбин с горизонтальной осью. Аэродинамика ветряных турбин с горизонтальной осью. Динамика системы привода ветряных турбин с горизонтальной осью.

Хотя и британские, и датские системные операторы заявили, что ограничения на проникновение ветровой энергии являются скорее экономическими, чем техническими, это осталось в значительной степени незамеченным. По-прежнему существует ощущение, что интенсивное проникновение ветровой энергии вызовет серьезные технические проблемы, но это просто не так.Возникают дополнительные расходы, но их можно определить количественно. Недавнее датское исследование (Pedersen et al, 2006) показало, что эти дополнительные затраты достигают максимального значения около 15 МВт / ч ветра. Если удастся найти рынки для излишков ветра (когда мощность ветра превышает потребности потребителей), то эта цифра уменьшится. Общий посыл очень ясен. Высокие уровни проникновения ветровой энергии могут быть выполнены в электрических сетях без каких-либо «ступенчатых изменений» дополнительных затрат. Результаты датского анализа (Pedersen et al, 2006) были приведены вместе с анализом британской системы с использованием методов Dale et al (2004).Результаты двух исследований показывают хорошую оценку …

Обладая мощностью 850 Вт при скорости ветра 28 миль в час, BWC 850 включает в себя все конструктивные особенности, которые сделали ветряные турбины Bergey стандартом качества и производительности во всем мире. Позвоните или напишите для получения дополнительной информации о BWC 850. Или спросите о наших ветряных турбинах мирового класса мощностью 1,5 и 10,0 кВт. BERGEY WINDPOWER CO., INC.

Рэнди Брукс и владельцы согласились, чтобы установка была демонстрационным проектом.Компания Northwest Sustainable Energy for Economic Development (NW SEED) пригласила группу лиц для наблюдения за установкой. В состав группы входили, в частности, дистрибьютор солнечного оборудования в Орегоне, заинтересованный в ветроэнергетике, директор по развитию бизнеса генерального подрядчика из центрального Вашингтона, выпускник SEI и сертифицированный дилер Bergey из Спокана. Все взносы, уплаченные участниками NW SEED, были использованы для компенсации стоимости установки. Взамен у Джун был бесконечный поток кофе, закусок и бутербродов для всех.Билл Хоффер принес инвертор, а Рэнди принес домой несколько аккумуляторов, заряженных от его ветряной машины Bergey XL.1, чтобы обеспечить дистанционное питание для электрических инструментов на месте. Это пригодилось, когда требовалось немного инженеров на месте, чтобы удержать башню от земли. Рэнди использовал свой Sawzall, чтобы повернуть поддон для транспортировки турбин с рамой 4 на 4 …

Мировое производство энергии в 1995 году оценивалось в 5 миллионов МВтч в год с помощью более 22 000 ветряных турбин с установленной мощностью около 4 000 МВт.Американская ассоциация ветроэнергетики поставила очень оптимистичную цель для Соединенных Штатов — 10 000 МВт к 2000 году. Это не было достигнуто, хотя в других штатах за пределами Калифорнии наблюдалась активная деятельность из-за нового стимула в виде налоговой льготы на производство. (PTC) на 1990-1995 гг. PTC составлял 0,015 кВтч в течение 10 лет с учетом коэффициента инфляции для ветряных электростанций, установленного в более поздние годы. PTC продлевался несколько раз, однако позднее продление практически не означало установки в течение этого года.Sandia Labs руководила программой Министерства энергетики США по борьбе с насилием в отношении женщин. Испытательный стенд VAWT длиной 34 м и мощностью 500 кВт был испытан в USDA-ARS, Бушленд, штат Техас, с 1988 по 1998 год (рис. 10.10). Программа DOE, управляемая Национальным центром ветроэнергетики, NREL, была изменена на помощь и НИОКР для промышленности США, чтобы соответствовать иностранным конкурентам с помощью усовершенствованной ветряной турбины …

Ramboll Wind имеет непревзойденный послужной список в реализации проектов ветроэнергетики, начиная от традиционных наземных и морских турбин до использования энергии ветра в небоскребах и турбинах, плавающих на глубине 200 метров.Ramboll Wind предоставляет консультационные и инженерные услуги по всем направлениям ветроэнергетического проекта. Инновационное мышление в сочетании с многолетним опытом работы в море и ветроэнергетике делает Ramboll мировым лидером в разработке концепций фундаментов и конструкций для ветряных турбин, а также позволяет нам предоставлять инженерные решения мирового класса для ветроэнергетической отрасли. Ramboll Wind Energy является частью Ramboll Group, ведущей европейской консалтинговой компании в области инженерных решений, в которой работает более 8000 преданных своему делу специалистов. Хотя в Китае был достигнут значительный прогресс, в формирующейся ветроэнергетической системе по-прежнему остаются пробелы, которые необходимо устранить.Во-первых, Пекин еще не завершил политику ценообразования на ветроэнергетику. «Пробные меры для производства энергии из возобновляемых источников …

Морская установка имеет преимущества над снижением затрат на турбину за счет экономии на масштабе. Морская среда более ветреная, что приводит к увеличению выработки энергии, а ветры более постоянные и менее турбулентные, что упрощает общесистемную интеграцию. Очень большие ветряные турбины, которые могут вызвать неприемлемое визуальное вторжение на берег, вполне могут быть приемлемы, если они расположены вдали от берега.Кроме того, транспортировка исключительно больших или тяжелых предметов по воде легче, чем по суше, где дороги могут нуждаться в расширении армирования. Важно отметить, что для морских схем может быть легче получить одобрение планирования из-за их меньшего визуального и шумового воздействия. Такие преимущества будут становиться все более важными по мере постепенного использования приемлемых береговых площадок. В настоящее время морская ветровая энергия стоит дороже, чем береговая, в первую очередь из-за значительно более высоких затрат на фундамент, установку и электрические подключения.Сложно и дорого …

На рис. 10.20 показано типичное устройство защиты ветряной электростанции, состоящей из ветряных турбин с фиксированной скоростью, с напряжением генератора 690 В и напряжением цепи сбора 11 кВ. Цепь 11 кВ питается от трансформатора с обмоткой 33 11 кВ Delta Star с заземлением нейтрали 11 кВ либо напрямую, либо через резистор. Трансформаторы 11 0,69 кВ также имеют обмотку Delta Star, поэтому нейтральные точки 690 В каждой цепи могут быть напрямую заземлены. Нейтральная точка генераторов не заземлена.Есть ряд зон защиты. В основании башни ветряной турбины будет установлен автоматический выключатель на 690 В (обычно в литом корпусе, как показано на рисунке 10.1) для защиты подвесных кабелей и генератора. Это обозначено как зона D. Рисунок 10.20 Защита ветряной электростанции с помощью соединительной цепи 11 кВ (RMU — кольцевой основной блок), установленной на стороне 690 В турбинного трансформатора, чтобы обеспечить защиту кабелей, а также точку изоляции, чтобы что все электрическое …

Ветряные электростанции предъявляют довольно необычные требования к заземлению.Они часто очень обширны, простираются на несколько километров, подвержены частым ударам молний из-за высоты современных ветряных турбин и часто находятся на земле с высоким удельным сопротивлением, находясь на вершинах холмов. Таким образом, обычная практика заземления не всегда легко применима, и требуется особое внимание. Рекомендуемая практика IEEE (1991), которая больше не актуальна, рекомендовала, чтобы «вся установка ветряной электростанции имела непрерывную металлическую систему заземления, соединяющую все оборудование.Это должно включать, но не ограничиваться, подстанции, трансформаторы, башни, ветряные генераторы и электронное оборудование ». Эта практика, как правило, соблюдается при прокладке неизолированного проводника в траншеях для кабеля для сбора энергии, чтобы обеспечить как соединение всех частей ветряной электростанции, так и при использовании длинного горизонтального электрода для уменьшения импеданса системы заземления. Система заземления ветряной электростанции …

Поскольку движение атмосферы изменяется по шкале от секунд до лет, энергия ветра и энергия ветра также будут изменяться в той же шкале времени.Среднегодовая мощность ветра (высота 6 м) для Амарилло, штат Техас, составляла 220 ватт на м2 за период 1962-1977 годов 6, однако колебания от года к году могут быть довольно значительными. Для получения оценки годового потенциала ветроэнергетики необходимы данные как минимум за 2 года, а для получения среднего значения в пределах 6 от долгосрочного среднего значения — данные за 5 лет. Большинство людей полагают, что если у вас есть данные за 2–3 года, этого будет достаточно, а также более долгосрочные региональные данные для сравнения, чтобы определить потенциал ветроэнергетики.Годовой потенциал ветроэнергетики (рис. 3.14) для Уайт-Дир и Далхарт, штат Техас, показывает корреляцию между участками, которые находятся на расстоянии 140 км друг от друга в одном и том же регионе. Данные отбирались с частотой 1 Гц и усреднялись за 1 час. Следовательно, для региона, где для сравнения доступны долгосрочные базовые данные, будет достаточно данных за 1-2 года …

Историческое развитие использования ветра в качестве источника энергии показывает эволюцию от простых вертикальных ветряных мельниц тормозного типа, вырабатывающих механическую энергию для местного использования, через автономные ветряные турбины, предназначенные для зарядки аккумуляторов, и ветряные турбины, подключенные к одной сети, вырабатывающие переменный ток. мощность с использованием аэродинамического лифта для ветряных электростанций, поставляющих электроэнергию в энергосистему для распределения потребителям.В этом подразделе мы кратко рассмотрим этот переход от ветряных мельниц к ветряным турбинам. В следующем подразделе представлен взгляд на будущее ветроэнергетики. Наконец, обсуждаются необходимые улучшения как в конструкции, так и в эксплуатации ветряных турбин для создания и обслуживания рентабельных ветряных турбин. Более низкая стоимость энергии ветра по сравнению с гидроэнергетикой и тот факт, что для ветряных мельниц было доступно больше площадок, чем для водяных мельниц, привело к увеличению использования ветряных мельниц. В Нидерландах этот рост способствовал золотому веку страны (с 1590 по 1670 год).Еще …

Сравнение может быть выполнено на основе кинетической энергии ветра на единицу площади земной поверхности. Из поступающей солнечной энергии только 2 преобразуются в энергию ветра, а 35 из них рассеиваются в пределах 1 км от поверхности Земли. Это энергия ветра, доступная для преобразования в другие формы энергии. Добываемое количество будет ограничено критериями неизменности климата, однако при определении такого критерия очень велики неопределенности. Человек заменит ветряные турбины естественными элементами трения, такими как деревья, горы и т. Д.Густавсон 1 принял предел извлекаемой энергии равным 10 доступной энергии ветра в пределах 1 км от поверхности. Когда эти значения применяются к смежным сорока восьми штатам Соединенных Штатов, предел будет 2 x 1012 Вт (2 ТВт), или 62 квадрата в год. Аналогичный анализ можно провести для мира. Следовательно, энергия ветра представляет собой очень большой источник энергии. В глобальном масштабе ветер можно сравнить с другими возобновляемыми источниками энергии …

Поле скорости ветра может быть неоднородным как во времени, так и в пространственном распределении.Влияние временных изменений скорости ветра на выходную мощность винтового преобразователя энергии ветра было затронуто в предыдущем подразделе, хотя подробное исследование, включающее фактическую зависимость угловой скорости Q от времени, не было включено. В общем, направление скорости ветра также зависит от времени, и устройство преобразования должно иметь возможность последовательно выравнивать ось своего ротора в соответствии с долгосрочными тенденциями в направлении ветра или испытывать снижение мощности, которое не является просто косинусом к направлению ветра. угол между осью ротора и направлением ветра (угол рыскания), но включает в себя расчет производительности каждого сегмента лопасти для кажущейся скорости ветра W и угла атаки, отличного от заданного. Теперь можно попытаться скопировать процедуру, используемую в случай равномерной скорости ветра вдоль оси ротора, т.е.е. для оценки составляющих силы для человека …

Энергетическая комиссия Калифорнии (CEC) в 1984 г. учредила программу по регулированию системы отчетности о характеристиках ветра 5. Все ветроэнергетические проекты Калифорнии мощностью более 100 кВт, которые продают электроэнергию покупателю, должны отчитываться о квартальных результатах. Ежеквартальные отчеты содержат следующую информацию о производителях турбин, номерах моделей, диаметрах роторов и мощности в киловаттной энергии, количестве установленных кумулятивных и новых турбин, прогнозируемой мощности на одну турбину, мощности каждой модели турбины и мощности всего проекта.Годовой отчет представляет собой сборник данных за четыре квартала и содержит сводные таблицы, отражающие области ресурсов. Отчеты не предоставляют информацию по каждому проекту в области ветроэнергетики в Калифорнии, поскольку неработающие ветровые проекты и те турбины, которые не производят электроэнергию для продажи, например, те, которые установлены коммунальными предприятиями, правительственными организациями и исследовательскими учреждениями, не представляют отчеты. Имеются сводные отчеты о ветровых характеристиках …

Новаторские или необычные ветряные системы (Рисунок 5.17) должны оцениваться так же, как и другие ветряные турбины. Важными категориями являются производительность системы, требования к конструкции, а также количество и характеристики материалов. Инновационные идеи включают тип торнадо, привязные устройства для достижения сильных ветров реактивного потока, высокую башню для использования восходящего воздуха, высокую башню и влажный воздух, торсионный флаттер, электрожидкость, усиленный диффузор, эффект Магнуса и другие. Многие из них были опубликованы в Popular Science 2-4. Большинство инновационных концепций остаются на стадии технико-экономического обоснования или лабораторных экспериментов.Не все инновационные системы являются недавними изобретениями, например, крылья паруса, крылья железнодорожных вагонов, а эффект Магнуса (концепция Мадараса вращала цилиндры в вагонах) существует уже давно. Правительство Западной Германии профинансировало строительство башни высотой 200 м в Испании 5. Теплица диаметром 240 м внизу обеспечивала горячий воздух для привода воздушной турбины, …

Прежде всего, учитывая тот факт, что в разработку DAWIDUM были вложены значительные усилия, дается горячая рекомендация полностью использовать потенциал этого нового кодекса проектирования ветряных турбин.Это требует совместных усилий всех членов DUWIND по разработке и внедрению новых моделей, а также инструментов анализа и (контроля) проектирования ветряных турбин. Кроме того, код должен быть дополнен волновым и гидродинамическим модулем, необходимым для расчета волновых сил воды, действующих на опорную конструкцию ветряных турбин, расположенных на море. Последнее расширение важно, поскольку будущее ветроэнергетики будет за крупномасштабными морскими ветряными электростанциями. Рекомендуется разработать процедуру оптимизации, которая рассчитывает оптимальное количество лопастных элементов (независимо от количества суперэлементов) для данной конфигурации ветряной турбины.В настоящее время метод суперэлементов, используемый для моделирования гибкой части ветряной турбины, учитывает только деформацию изгиба. Следует отметить, что оба осевых …

Отслеживание 4-х точек максимальной мощности (MPPT), это довольно интересное направление развития ветряных турбин. Отслеживание 4-х точек максимальной мощности (MPPT), это довольно захватывающее направление развития ветряных турбин. Базовая конструкция с прямой зарядкой аккумулятора без преобразователя имеет низкую эффективность при сильном ветре из-за высокого сопротивления в статоре (вызванного необходимостью включения на низких оборотах), а также из-за тенденции к остановке лопастей (по той же причине). .Но у него есть преимущество простоты и надежности. Надежность — самая большая проблема малых ветряных турбин, которая превосходит любые проблемы с эффективностью. Медленно вращающиеся лопасти ротора турбины с прямым подключением также работают очень тихо и меньше изнашиваются. Вы можете использовать реле для отключения трансформаторов, когда ветряная турбина вращается медленно, потому что ток, который они используют при низкой скорости ветра, может препятствовать запуску.

Ветряная турбина с горизонтальной осью в основном состоит из пяти физических компонентов, а именно.ротор, трансмиссия, генератор, башня (включая фундамент) и система управления. Ротор преобразует энергию ветра в механическую энергию, которая представлена ​​произведением крутящего момента и угловой скорости вала ротора. Эта скорость увеличивается трансмиссией, чтобы достичь угловой скорости, хорошо подходящей для генератора. Генератор, в свою очередь, преобразует механическую энергию в электрическую. Трансмиссия и генератор размещены в гондоле. Башня плюс фундамент необходимы для поддержки гондолы, и, кроме того, они помещают ротор в более продуваемые ветрами слои воздуха.Наконец, основная цель системы управления — улучшить характеристики замкнутого контура. интеграция конструкции новой ветряной турбины и конструкции ее системы управления. Чтобы реализовать этот интегрированный дизайн, мы разработали новый инструмент дизайна под названием DAWIDUM. DAWIDUM оборудован …

В предыдущих главах предполагается, что ветряная турбина работает в предполагаемом состоянии, в котором кинетическая энергия извлекается из ветра. Ротор преобразует извлеченную энергию в механическую, тем самым создавая силу ветра, при этом соответственно замедляя скорость набегающего потока ветра.Это рабочее состояние требует, чтобы коэффициент осевой индукции находился в пределах от нуля до единицы. Это рабочее состояние включает два так называемых состояния потока ротора, а именно состояние ветряной мельницы и состояние турбулентного следа. Помимо этих двух состояний потока, можно выделить ряд других состояний потока. Коэффициент осевой индукции а или, что эквивалентно, коэффициент осевого усилия Cdax, можно использовать для характеристики этих различных состояний потока. Могут возникнуть следующие состояния потока

Для изучения аэродинамики ветряных турбин необходимы некоторые знания гидродинамики в целом и, в частности, аэродинамики летательных аппаратов.Отличные учебники по аэродинамике легко доступны, библиография дана в конце этой главы, и любое сокращенное описание предмета, которое могло быть включено на эти страницы, не было бы справедливым, в любом случае было бы необходимо обратиться к учебникам. . Тем не менее, читателю будет полезно какое-то направление, в котором вопросы аэродинамики необходимы для изучения ветряных турбин. Ветряная турбина — это устройство для извлечения кинетической энергии из ветра. Убирая часть своей кинетической энергии, ветер должен замедляться, но это влияет только на ту массу воздуха, которая проходит через диск ротора.Предполагая, что пораженная масса воздуха остается отдельной от воздуха, который не проходит через диск ротора и не замедляет движение, можно нарисовать граничную поверхность, содержащую пораженную воздушную массу, и эта граница может быть …

Большинство ветряных турбин, вырабатывающих сегодня электричество, представляют собой машины с горизонтальной осью. Развитие рынка ветроэнергетики было в основном обусловлено средними предприятиями. Ветряные электростанции достигли высокого технического уровня. Рисунок 5.12 Разрез ветрогенератора TW600 с управлением от останова (асинхронный генератор мощностью 600 кВт, диаметр ротора 43 м, высота ступицы 50-70 м) Рисунок 5.12 Секция ветряного генератора TW600 с управлением из стойла (асинхронный генератор со сменными полюсами 600 кВт, диаметр ротора 43 м, высота ступицы 50-70 м), токовые системы достигают мощности до нескольких мегаватт, тогда как ветряные генераторы 1980-х годов были диапазон мощности ниже 100 кВт. Ветряная турбина с горизонтальной осью обычно состоит из следующих компонентов (см. Рисунок 5.12)

В то время как старомодные ветряные мельницы все еще используются во многих сельских районах для перекачивания воды, современные ветряные турбины делятся на две основные категории: турбины с горизонтальной осью и турбины с вертикальной осью.Вырабатывая 204 мегаватта, это третья по величине ветряная электростанция в мире. Центр ветроэнергетики Нью-Мексико имеет 136 турбин высотой 320 футов. Вырабатывая 204 мегаватта, это третья по величине ветряная электростанция в мире. Центр ветроэнергетики Нью-Мексико имеет 136 турбин высотой 320 футов. Ветряная турбина с вертикальной осью (VAWT), вероятно, попадет в одну из двух основных категорий Савониуса и Дарье, однако ни один из типов турбин сегодня не используется широко. Основные теоретические преимущества вертикально-осевого станка заключаются в том, что генератор и редуктор могут быть размещены на земле и не требуют башни.Кроме того, вам не нужен механизм для поворота лопастей по ветру, как в случае с горизонтально-осевым станком. Тем не менее, недостатки турбины Дарье намного перевешивают ее преимущества ….

Управление ветряными турбинами имеет долгую историю, которая, вероятно, была начата регулированием скорости вращения персидских ветряных мельниц в десятом веке нашей эры с помощью серии жалюзи. Другим ранним примером устройства регулирования ветряной мельницы является бункер мельницы, который использовался для регулирования потока зерна в мельнице в зависимости от скорости вращения жернова примерно на 1588 г.Рисунок 7.1 Чертеж, прилагаемый к патенту Ли под названием Саморегулирующаяся ветряная машина с A, случай машины, B, паруса, C, регулирующий стержень, проходящий через центр исходной оси, D, цепи от стержня до паруса, E, задние паруса, которые постоянно удерживают машину на ветру, F, вес, который регулирует паруса в соответствии с силой ветра, G, ходовое колесо, которое движется по доскам вокруг машины, H, регулятор, к которому вес фиксирован. В эпоху ветряных мельниц, в принципе, не было необходимости тщательно контролировать скорость вращения.Фактически, разрешая ветряные мельницы …

Как обсуждалось в главе 2, один из примеров этого можно увидеть в нынешних дебатах (2005–2010 гг.) О том, как расширить ветроэнергетику в Дании. Самый экономичный способ — увеличить количество наземных ветряных турбин. Из многолетнего опыта датское общество знает, что это можно сделать, если будут созданы институциональные рамки, в которых соседи владеют акциями ветряных турбин и получают прибыль. Датское общество также знает, что, если соседи не будут вовлечены, они могут протестовать против этого решения.Однако, исходя из аргумента, что ветроэнергетика должна адаптироваться к рынку, институциональная структура для ветряных турбин, принадлежащих соседям, была упразднена, и вместо этого правительство хочет расширить оффшорные ветряные электростанции. Такие ветряные электростанции не являются экономически конкурентоспособными по сравнению с наземными ветряными турбинами, и они увеличивают потребность в субсидиях. Однако оффшорные ветряные электростанции полностью соответствуют институциональной структуре существующих энергетических компаний. Рисунок 8.3 показывает …

В ветроэнергетическом сообществе обычно используются следующие проектные коды для моделирования и моделирования динамического поведения ветряной турбины, а также для выполнения проектных расчетов ADAMS WT (автоматический динамический анализ механических систем — ветряная турбина) 57.ADAMS WT — это дополнительный пакет для универсального многотельного пакета ADAMS. ADAMS WT разработан Mechanical Dynamics, Inc. (MDI) по контракту с Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL) специально для моделирования горизонтально-осевых ветряных турбин различных конфигураций. Код ADAMS предназначен для детальных расчетов на заключительном этапе 318 проектирования. Оба пакета подпрограмм AeroDyn (вычисляет аэродинамические силы для лопастей) и YawDyn (закрылки лопастей и рыскание машины), разработанные в Университете Юты, могут быть включены в пакет 102.В версии 2.0 ADAMS WT ограничивается ветроэнергетическими установками с фиксированным или свободным рысканием, горизонтальными осями с двухлопастной балансировкой или жесткими ступицами с 3, 4 или 5 лопастями BLADED для …

Прогнозирование энергии ветра является неотъемлемой частью системы электроснабжения Германии. Система управления ветроэнергетикой, разработанная ISET, используется в эксплуатации тремя из четырех операторов передающей системы Германии (см. Рисунок 5.11). Система состоит из трех частей: 1 — онлайн-мониторинг, который выполняет масштабирование онлайн-измерений производства электроэнергии на репрезентативных ветряных электростанциях до общего производства ветровой энергии в зоне сети; 2 — прогноз выработки ветровой энергии на сутки вперед с помощью искусственных нейронных сетей. сети (ИНС).Это основано на входных данных модели численного прогнозирования погоды (ЧПП) 3 краткосрочного прогноза, в которой также используются онлайн-измерения энергии ветра для получения улучшенного прогноза на срок до восьми часов вперед. Для краткосрочного прогноза ветроэнергетики необходимо определить репрезентативные ветряные фермы или группы ветряных электростанций и оснастить их технологией онлайн-измерения. Для прогноза на сутки вперед используется только исторический временной ряд измеренной выходной мощности …

Пример кратковременных изменений скорости ветра на малой высоте приведен на рис.3.35. Эти колебания соответствуют области частот выше спектральной щели на рис. 2.110. Возникновение порывов ветра, во время которых скорость ветра может удвоиться или упасть до половины первоначального значения за доли секунды, несомненно, имеют важное значение для конструкции преобразователей энергии ветра. С другой стороны, сравнение, сделанное на рис. 3.35 между двумя одновременными измерениями на расстояниях, разделенных по горизонтали на 90 м, показывает, что между кратковременными флуктуациями присутствует небольшая пространственная корреляция.Таким образом, такие колебания могут быть сглажены системой преобразования энергии ветра, которая состоит из множества отдельных блоков, разбросанных по достаточно большой площади. При анализе изменчивости скорости и мощности ветра в течение определенного периода (например, месяца или года) измеренные данные удобно располагаются в виде частотных распределений и кривых длительности мощности, в основном в …

Была выражена озабоченность по поводу «резервной» или дополнительной электростанции, которая необходима для компенсации изменчивости возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра.Некоторые авторы предположили, что резерв, равный 65% установленной мощности ветровой энергии (PB Power and RAE, 2003), или даже 100% мощности ветровой энергии (Laughton, 2002 Fells Associates, 2004), будет требуется для установки в связи с развитием энергии ветра в электрической сети. Одним из методов количественной оценки «резервной» потребности ветровой энергии является сравнение кредита мощности ветровой энергии с потенциальным максимальным сокращением традиционной мощности из-за развития ветряных ресурсов.Следуя сценарию, представленному Дейлом и др. (2004), 20-процентный сценарий ветроэнергетики даст около 80 ТВтч в год ветровой энергии на основе равной генерации, 80 ТВтч в год будет генерироваться 10,7 ГВт обычной энергии. растение. В идеале ветряная установка могла бы заменить обычную установку, …

В последнее время наблюдается значительный интерес, особенно в Северной Европе, к возможности установки небольших ветряных турбин на крышах отдельных домов. Энтузиасты этого подхода утверждают, что небольшие ветряные турбины, расположенные в городской среде, могут внести значительный вклад в снижение уровня CO2.Типичный ветряк этого типа показан на рисунке 8.4. Разработчики и производители таких машин сталкиваются с серьезными трудностями. Недостатки уменьшения размеров таковы, что стоимость установки одного кВт небольшой ветряной турбины значительно выше, чем для машины размером MW. Более того, среднегодовая скорость ветра в типичной городской среде составляет примерно половину скорости ветра, обычно наблюдаемой на Рисунке 8.4. Встроенная ветряная турбина в небольших зданиях. (Воспроизведено с разрешения Windsave) Рисунок 8.4 Небольшое здание с интегрированной ветряной турбиной. (Воспроизведено с разрешения Windsave) хорошее место для ветряной электростанции. Кубатура …

В этой главе будут рассмотрены основные режимы работы ветряной турбины. В целом можно выделить следующие режимы работы 179. В режиме запуска ротор ветряной турбины ускоряется, а генератор подключается к электросети. В режиме выработки электроэнергии энергия извлекается из ветра и преобразуется в электричество. В этом режиме скорость ветра изменяется от скорости ветра при включении Vci через номинальную скорость Vr до скорости ветра при выключении Vco, как показано на рис.E.1 для фиктивной ветряной турбины с переменной скоростью вращения. В целях иллюстрации значения Vci, Vr и Vco составляют 3,0, 12,5 и 25,0 м с соответственно для Lagerwey LW-50 750. В режиме выработки электроэнергии можно выделить две разные рабочие области, а именно. частичная нагрузка (Vci Vw Vr) и полная нагрузка (Vr Vw Vco) 36. При частичной нагрузке аэродинамическая (или роторная) мощность пропорциональна кубической скорости ветра. В этой рабочей зоне максимальный захват энергии может составлять …

Мастерская ветроэнергетики Наконец-то, что-то, что заменит стареющую классику Майкла Хаклемана «Ветер и прядильщики».Windpower Workshop от Хью Пигготта — долгожданное дополнение к любой небольшой библиотеке ветряных турбин и необходимость, если вы, как говорят британцы, хотите сделать это сам. Windpower Workshop — это выпуск 1997 года из серии Центра альтернативных технологий, посвященной небольшим ветровым турбинам. Более двадцати лет CAT демонстрирует использование альтернативных технологий. Windpower Workshop вырос из лекций Хью в CAT о том, как создавать недорогие ветряные машины. Главный авторитет в Соединенном Королевстве в области малых ветряных турбин, Хью также является автором книги CAT «Это ветерок. Руководство по выбору ветровой энергии», а также «Реалии ветряных электростанций на свалке».Последний, который сейчас не печатается, был хорошим практическим руководством по созданию небольшой ветряной турбины из генератора на постоянных магнитах, тормозного барабана и других утилизированных автозапчастей. (Планы ветряной мельницы с тормозным барабаном до сих пор можно получить непосредственно у Хью.) Книга Хью …

Соображения, изложенные в этом разделе в отношении оценки теоретической общей мощности, извлекаемой с помощью преобразователей энергии ветра (например, ротора), основаны на следующих идеальных условиях и предположениях — свободный поток ветра вокруг преобразователя энергии ветра (отсутствие внешних воздействий по ветру На основе вышеуказанных условий максимально физически достижимое преобразование ветра может быть получено с помощью теоретической модели, которая не зависит от технической конструкции ветряной электростанции.Согласно закону Бернулли, мощность, содержащаяся в каждой точке i воздушного потока PWi, i, состоит из кинетической емкости (1 2 (мВт, vWii2)), емкости давления ((мВт, i pwi, i) pwi) и потенциальной емкости, которая в этом случае пренебрежимо мало по приближению. Что касается непрерывности, баланс ветровой мощности в любом месте i далеко перед (например, Si) и далеко позади ротора (например, S2) читается, как выражено в уравнении (7.2). PRot, th описывает теоретическую мощность ветра на валу ротора …

Для малых ветряных турбин программа измерений может стоить дороже, чем ветряная турбина, поэтому необходимы другие типы информации.Поскольку карты ветров разрабатываются странами для потенциальных ветряных электростанций, эти карты можно использовать в качестве руководства для определения регионов с достаточным количеством ветра для небольших ветряных турбин. Кроме того, карты ветров для стран и крупных регионов, полученные из численных моделей, имеют достаточное разрешение для размещения небольших ветряных турбин. Поскольку небольшие ветряные турбины будут расположены близко к нагрузке, местная топография будет влиять на решение об оценке скорости ветра и размещении. Если объект находится на открытой местности, холмах или гребнях, скорость ветра будет выше, чем в долине.На сложной местности некоторые площадки будут подходить для установки небольших ветряных турбин, а другие площадки будут укрыты. Одним из факторов заселения Великих равнин США была ветряная мельница на ферме, которая обеспечивала водой людей и домашний скот. Следовательно, если ветряные мельницы на фермах используются или были …

Исторически сложилось так, что электрическая энергия ветряных турбин неконкурентоспособна на коммерческих рынках по сравнению с другими формами производства, особенно с использованием газотурбинных установок с комбинированным циклом (CCGT), сжигающих природный газ.Следовательно, чтобы учесть внешние затраты и выполнить обязательства по сокращению выбросов CO2, правительства использовали различные механизмы поддержки для поощрения развития ветроэнергетики, а также других форм возобновляемой энергии. Эти механизмы поддержки вместе с рынками электроэнергии подвержены очень быстрым изменениям, но основные принципы описаны. Возможно, наиболее очевидный подход к поддержке ветроэнергетики — это требование уплаты фиксированных надбавок за всю электроэнергию, вырабатываемую из возобновляемых источников.Это было основой «Закона о требованиях к закупкам для коммунальных предприятий» (PURPA), введенного в США в 1978 году, но от которого отказались в конце 1980-х годов, и немецкого «Закона о подаче электроэнергии». Аналогичный подход был принят в Испании и Дании для …

Основные области применения — производство электроэнергии и перекачка воды (Таблица 10.1). За исключением установленной мощности ветряных электростанций, другие цифры являются наилучшими оценками, поскольку данные получить сложно. Заявки на производство электроэнергии делятся на следующие категории: небольшие ветряные электростанции для небольших ветряных электростанций, которые включают удаленные и автономные системы, распределенные ветро-дизельные деревенские электростанции (как правило, гибридные системы) и телекоммуникации (гибридные системы высокой надежности).Во многих сельских энергосистемах используются фотоэлектрические панели с аккумулятором на срок от 1 до 3 дней. Существуют ветроэнергетические гибридные системы и некоторые ветроэнергетические системы для деревенской энергетики. В некоторых случаях в качестве резервного источника питания села используется дизельный газ. Автономные системы обычно имеют аккумуляторы для хранения. Есть ветрозащитные системы, при которых два источника энергии работают параллельно для выработки энергии по запросу, и автономные системы. Все ветряные турбины, подключенные к электросети, являются системами помощи ветру. По габаритам …

Корпус из анодированного алюминия со всем оборудованием из нержавеющей стали Редкоземельные неодимовые железо-борные постоянные магниты Самая низкая стоимость ватт ГАРАНТИРОВАННАЯ Технология генератора высокой плотности с выходной мощностью 900 Вт при 28.Пиковая выходная мощность 8 миль в час при 1300 Вт Начальная скорость ветра при 6 милях в час Доступно 12,24,48 Вольт Легкий вес 34 фунта. 17 кг 11включает 5-летнюю гарантию на операционную систему ветряной турбины и 7-летнюю гарантию на лопасти AEROMAG Stealth-Acoustic из углеродного волокна 2 Включает 7-летнюю гарантию на операционную систему ветряной турбины и 10-летнюю гарантию на лопасти AEROMAG Stealth-Acoustic из углеродного волокна

Когда ветер проходит над землей, он натыкается на деревья и дома, проходит над холмами и долинами.Все это вызывает трение между ветром и объектами на земле, что приводит к замедлению движения воздушной массы. Поскольку воздух представляет собой жидкость и реагирует аналогично воде, мы можем посмотреть на поток, чтобы увидеть это явление в действии. Вода вдоль берега кружится и кружится, в то время как вода в центре ручья продолжает двигаться прямо. Это закрученное действие ветра называется турбулентностью. Мы хотим минимизировать эту турбулентность и обеспечить свободный поток воздуха мимо ротора нашего ветрогенератора.С другой стороны, если мы живем в хижине на лесной поляне площадью пять акров, у нас другая проблема. Предположим, что каюта имеет высоту 15 футов, а деревья — 60 футов. Используя эмпирическое правило и генератор с 10-футовым ротором, мы оцениваем, что нам понадобится башня высотой около 50 футов (15 футов + 30 футов + 5 футов) и в центре поляны, чтобы сделать 300 футов.

Эксперимент 5 изучил основы трехфазного питания. Информация, представленная здесь, касается основного применения этой технологии, а именно ветроэнергетики.В то время как солнечная энергия является отличным выбором для локального производства электроэнергии, энергия ветра, безусловно, является выбором для производства электроэнергии на основе сетей. Современные ветряные генераторы и ветряные электростанции, на которых они расположены, могут обеспечить большие города, такие как Сан-Франциско, и даже целые сельские штаты, достаточной мощностью для работы домов и предприятий. Правильно утверждалось, что если бы наши штаты Среднего Запада, такие как Северная и Южная Дакота, построили бы мега-ветряные электростанции, эта плоская, бесплодная и постоянно ветреная территория могла бы стать Саудовской Аравией Соединенных Штатов с точки зрения производства энергии ветра на основе энергосистемы.Некоторое время назад такие страны, как Германия, Испания и Дания (в порядке процента использования энергии ветра) дополнили существующее производство ископаемой и ядерной энергии за счет использования энергии ветра. США отстают …

Pacific Northwest Labs (PNL) оценила улавливаемую мощность ветра для Техаса на высоте 50 м в 134 000 МВт от ветров класса 3 и выше, с 28 000 МВт для ветров класса 4. Ветры класса 4 расположены в основном в Panhandle. Оценка PNL производилась следующим образом.Общая мощность, передаваемая на заданном участке суши, является функцией количества ветряных турбин, рабочей площади ротора и доступной мощности ветра. Были исключены экологически чувствительные земли, городские районы и местность в долинах и каньонах. Следующая формула используется для расчета мощности, поглощаемой площадью ротора ветряных турбин, где средний потенциал ветровой энергии Па, Вт м2 на площади ротора, n D2 4 D диаметр ротора, м и количество N ветровых турбин. где Ai площадь участка Sr расстояние между рядами турбин, расстояние D и Sc внутри ряда турбин, D м2.Обратите внимание, что SrSc — это земельная площадь, отведенная под одну турбину. В целом ветряные установки удаляют только 3-10 участков земли, в основном для дорог, из других …

Ветровые установки с прямым подключением к сетке и без аккумуляторных батарей — это самый быстрорастущий сегмент рынка малых ветроэнергетических установок США. Этот рост поддерживается спросом на более простые и эффективные системы и программы стимулирования, которые компенсируют владельцам количество энергии, производимой их системой. Раньше ветряные турбины использовались в основном автономными предприятиями, но новый рынок ветряных турбин бытового масштаба предназначен в первую очередь для приложений, связанных с сетью.Те же аргументы в пользу безбатарейных сетевых фотоэлектрических систем также применимы к ветровым системам. Кроме того, большинство турбин с прямым подключением к сети сконфигурированы для более высоких напряжений, чем их аналоги для зарядки аккумуляторов (обычно выше 200 В постоянного тока, по сравнению с номинальным напряжением от 12 до 48 В постоянного тока). Эти высоковольтные турбины позволяют использовать проводку передачи меньшего размера, что значительно снижает стоимость проводов и трубопроводов. Безбатарейные ветряные системы предлагают повышение эффективности работы, что приводит к более высокому общему производству энергии по сравнению с системами на батарейках.В большинстве систем прямого подключения к сети используется …

В ветряной турбине с регулируемой скоростью ротор и генератор отделены от сети силовой электроникой, что означает, что ротор может вращаться с (почти) любой скоростью. Следовательно, режим переменной скорости предлагает больше возможностей управления, чем постоянная скорость вращения. Работа с переменной скоростью имеет два основных преимущества по сравнению с работой с постоянной скоростью: i) дополнительный захват энергии при частичной нагрузке и ii) потенциальное снижение усталостных нагрузок на конструкцию за счет поглощения колебаний крутящего момента в импульсе ротора.Другими заявленными преимуществами являются улучшенная совместимость с энергосистемой общего пользования, регулируемый коэффициент мощности, снижение акустического шума при низких скоростях ветра, адаптация к местным условиям или компенсация изменяющихся условий, а также предотвращение срывов в большей части рабочего диапазона 186. В контексте извлечения максимальной мощности при частичной нагрузке легко описать влияние переменной скорости. Кинетическая энергия ветра, проходящего через ротор, варьируется …

Один из самодельных ветряных генераторов Хью в Скорейге, Шотландия.Генератор построен из тормозного барабана грузового автомобиля. Ветряная турбина для зарядки аккумулятора, построенная Хью на Скорейге. Динамо-машина (генератор) вышла из автобуса. Ветряная турбина для зарядки аккумулятора, построенная Хью на Скорейге. Динамо-машина (генератор) вышла из автобуса. По сути, генератор — это просто магнитный ротор, движущийся мимо неподвижной катушки, или наоборот. Это приводит к появлению переменного напряжения в катушке, которое вы можете использовать для выработки энергии. Старые ветряные генераторы использовали генераторы постоянного тока, которые преобразовывали переменный ток в постоянный с помощью переключающего устройства, называемого коммутатором.Современные генераторы производят переменный ток. Если вам нужен постоянный ток для зарядки аккумулятора, вы можете просто использовать твердотельный выпрямитель, чтобы изменить переменный ток на постоянный. Высокое напряжение лучше с точки зрения его способности преодолевать расстояния. Это может быть предпочтительнее, если ветряная машина находится на большом расстоянии от места использования. В некоторых случаях батарея на 48 вольт лучше, чем батарея на 12 вольт, но в других случаях это …

Для очень маленькой ветряной турбины мощностью от 100 Вт до 3 кВт стоимость анемометров, регистраторов данных и средств анализа превышает стоимость ветряной турбины.В каком-то смысле ветряная турбина — это анемометр, а производимая энергия — это измерение. Таким образом, вы должны полагаться на исторические и региональные данные, чтобы определить возможность установки небольшой ветряной турбины. Двумя другими показателями осуществимости являются прошлое историческое использование ветряных мельниц в этом районе и проверка с владельцами производительности других небольших ветряных турбин в регионе. Для ветряной турбины от 10 до 50 кВт инвестиции довольно велики — от 35 000 до 135 000. Недорогие цифровые метеостанции теперь доступны от 300 до 600, включая регистратор данных, и регистратор данных может быть подключен к персональному компьютеру для анализа.Эти инструменты не подходят для сбора долгосрочных данных для оценки ветровых ресурсов или для ветряных электростанций. Если есть карты ветров с указанием достаточных ветров, и если есть …

Для любой установки ветряной турбины необходимо выполнить определенные дополнительные действия (например, строительство фундамента и подъездных дорог, электрические соединения, возведение на площадке, а также разработку проекта и управление). Для плоских береговых площадок, которые обычно можно найти в Дании или Северной Германии, общие инвестиционные затраты составляют примерно 1.В 3 раза больше заводской стоимости турбины (агентство EUREC, 1996). В Великобритании, где объекты часто расположены в более удаленных, горных районах, затраты на баланс станции (т.е. все затраты, кроме ветряных турбин), как правило, выше, и более типичная разбивка показана в Таблице 9.1. Коммерческие девелоперы ветряных электростанций часто предпочитают более крупные проекты, так как в этом случае фиксированные затраты, особенно на подключение к электрической сети, а также затраты на разработку и управление проектами, могут быть распределены на более крупные инвестиции.Еще одним стимулом для крупных проектов является то, что постоянные затраты на организацию проектного финансирования высоки. Однако есть …

Rugged 18 лопастей Ampair 100 непрерывно производит до 100 Вт, 24 часа в сутки, при скорости ветра от 8 до 100+ миль в час. Никаких тормозов или закрутки не требуется, при любой скорости ветра. Ветеран, непрерывно работающий в Антарктике 3 года. Крепление на крышу в порядке, крепление на столб лучше. Поднимите, подключите к батареям и забудьте о ветряной электростанции с Миком Сагрилло, 63 мин.Мик Сагрилло установил и отремонтировал более 1000 ветряных турбин.

В качестве примера представлен экранирование ветровых ресурсов для Texas Panhandle 25, 26. Использовались данные DEM (разрешение 3 угловых секунды) вместе с данными DLG. Исходные данные DEM были в блоках 1 на 1. Данные по инженерным линиям (69 кВ и выше) вводились вручную. Были использованы две системы ГИС, IDRISI и PC ARC INFO, для персональных компьютеров. IDRISI имеет встроенные функции, которые расширяют возможности его использования для экранирования уклона ветровых ресурсов, затенения холмов, аспекта и ортогональной проекции.К этим функциям прилагается технический паспорт, который показывает размер бункера, макс., Мин. И т. Д. Panhandle обладает большим потенциалом энергии ветра, поскольку он имеет ветры классов 3 и 4 по всей площади. На плоских открытых равнинах, которые описывают большую часть Panhandle, около 100 территорий будут относиться к тому же классу ветровой энергии. В этом регионе скорость ветра увеличивается с высотой, поэтому небольшой рельеф может значительно увеличить силу ветра. Экспозиция ландшафта выделяет те области, которые выше и ниже среднего..

В более чем тысяче мест в Соединенных Штатах ежедневный журнал заполняется ежечасными метеорологическими наблюдениями за одноминутной средней скоростью и направлением ветра. Эти записи отправляются в Национальный климатический центр в Эшвилле, Северная Каролина, где эти одноминутные средние значения за каждый третий час записываются на магнитную ленту компьютера. Готовятся различные ежемесячные и годовые сводки, а все исходные данные хранятся в архивах. Каждая станция получает сводку своих данных, и они обычно доступны для проверки (более подробно это описано далее в этой главе).

Что касается ветряных электростанций, то землевладелец может получить одно или несколько предложений, а аренда (таблица 12.2) будет отличаться в зависимости от региона, ветряных ресурсов и доступа к передаче. Некоторые землевладельцы создают ассоциации для работы с разработчиками ветряных электростанций. В Соединенных Штатах ветряные турбины могут быть установлены на суше, в настоящее время в рамках Программы природоохранных резервов (CRP), однако могут быть наложены штрафы или возмещение, которые решаются округом CRP. Этап строительства ветряной электростанции займет от 6 месяцев до года, а общее время разработки от выбора земли до ввода в эксплуатацию может занять до 6 лет (Таблица 12.3). Ветровые электростанции можно установить намного быстрее, чем построить линии электропередачи. Помимо налоговых льгот на производство, ограничивающим фактором, начавшимся в 2008 году, было то, что спрос на ветряные турбины превышал объем производства, что означает, что сроки поставки составляют от 2 до 3 лет после заказа на поставку.

Летом 2002 г. была построена и введена в эксплуатацию крупнейшая в мире оффшорная ветряная электростанция на западном побережье Дании. Морская ветряная электростанция расположена в 14-20 км в Северном море, к западу от Блавандс-Хук, и представляет собой первую фазу крупномасштабных усилий Дании по производству экологически чистой электроэнергии с помощью этих морских ветряных турбин.Проект Horns Rev, как его называют, имеет общую мощность 4000 мегаватт и должен быть полностью запущен до 2030 года. Рисунок 6-33 Датская ветряная электростанция Horns Rev Рисунок 6-33 Датская ветряная электростанция Horns Rev Исторически сложилось так, мощности были развиты на суше, но становится все труднее получить необходимые разрешения для турбинных площадок. С доступной береговой линией интерес был направлен к прибрежным районам с мелководьем на глубине от 15 до 50 футов, которые имеют возможность размещать турбины достаточно далеко от берега, чтобы они были визуально нейтральными, что-то вроде проекта Nantucket Sound…

Коэффициенты мощности улучшились с новыми и более крупными ветряными турбинами, поэтому ожидается, что ветряные электростанции, установленные с 2000 года, будут иметь лучшие коэффициенты мощности, чем старые установки. Ветровые режимы от хорошего до отличного с новыми ветряными турбинами должны иметь коэффициент мощности от 35 до 40. Коэффициент готовности и мощности взаимосвязаны, потому что, если у ветряных турбин возникают эксплуатационные проблемы, коэффициенты готовности и мощности будут низкими.Например, в первый год были проблемы на Хорнс Рев, морской ветряной электростанции в Дании, поэтому коэффициент мощности был всего 26, однако в следующем году он достиг ожидаемого значения. На морской ветряной электростанции Scroby Sands (тридцать ветряных турбин, 60 МВт) в Соединенном Королевстве производство энергии было ограничено в первый год эксплуатации. Возникли многочисленные механические проблемы, заменено 27 подшипников промежуточной и 12 высокоскоростной …

Определение качества электроэнергии ветряных турбин и прогнозирование их эксплуатационных характеристик непросто, и в качестве руководства был написан IEC 614200-21 (IEC, 2000b).Существует ряд трудностей при оценке качества электроэнергии ветряных турбин, так как их производительность будет зависеть от конструкции всей ветряной турбины (включая аэродинамический ротор и систему управления), уровня короткого замыкания и интерполяции для коэффициента XR точки. связи. Весовой коэффициент, основанный на предполагаемом распределении скорости ветра Рэли, также применяется для получения коэффициентов мерцания, которые могут использоваться на участках с различными среднегодовыми средними скоростями ветра. Стандарт также определяет методы оценки воздействия запуска ветряной турбины при включении и номинальной скорости ветра и при изменении скорости двухскоростных генераторов.Снова измеряются токи, объединенные с «фиктивной сеткой» для получения временного ряда напряжения, а затем пропускаются через алгоритм мерцания. Для …

Home Power, производимый World Power Technologies, на самом деле не имеет подходящего места для систем на 24 или 12 вольт. Когда мы писали статью о системе на 24 вольта, ветряк заряжал систему на 12 вольт. Сейчас он переведен на систему 24 В постоянного тока. Мы сделали этот переключатель, потому что система 24 В постоянного тока нагружена больше, чем система 12 В постоянного тока.При высокой производительности КПД LCB составляет всего около 85 процентов. Но это позволяет нам передавать максимальную мощность ветрогенератора на большие расстояния с приемлемым падением напряжения 9 процентов. Другой приятной особенностью LCB является то, что точку максимальной мощности ветрогенератора можно регулировать вручную. Во время сильного ветра мы увеличиваем входное напряжение LCB, в результате чего повышается рабочее напряжение на ветрогенераторе и увеличивается ток в батарее.

Ветряные колеса и ветряные мельницы с вертикальными осями — самые старые системы, использующие ветер.Уже более 1000 лет создаются тормозные устройства с вертикальной осью. Сегодня есть несколько современных концепций ветряных генераторов, которые также имеют вертикальные оси, как показано на рисунке 5.11. Концепции ротора с вертикальными осями

В недавнем отчете Европейской ассоциации ветроэнергетики (EWEA, 2004) содержится дополнительный материал и, вместе с более ранними исследованиями, даются оценки наземного потенциала для развития ветроэнергетики. Общий объем технического потенциала на суше для 15 стран-членов Европейского Союза (ЕС-15), плюс Норвегия, составляет 649 тераватт-часов в год (ТВт-час-1).

Как упоминалось в Разделе 3.3.3, в рамках энергетического планирования датского правительства запланировано строительство ряда оффшорных ветряных электростанций. Согласно плану, первые два будут готовы к работе в 2002 году — каждая мощностью 150 МВт. К 2030 году 50% электроэнергии, потребляемой в Дании, будет обеспечиваться за счет энергии ветра. Датские операторы энергосистем Elkraft System и Eltra несут ответственность за интеграцию этих ветряных электростанций. Благодаря своей номинальной мощности они будут подключены непосредственно к сети электропередачи.Приведены спецификации для подключения этих ветряных электростанций (Eltra, 2000). контролировать производство ветряной электростанции так, чтобы она не превышала определенного значения МВт, то есть контроль предельных значений производства индивидуально, каждая ветряная электростанция имеет контроль, чтобы воздействовать на отдельную ветряную турбину. Эти спецификации предъявляют новые и сложные требования к ветровому искусству. конструкция турбины. В качестве новой задачи производители должны получить знания о том, как построить и эксплуатировать местную ветряную электростанцию ​​…

Достижение этих исследовательских целей приведет к сокращению затрат, которое можно рассматривать с двух точек зрения.С одной стороны, доступные земельные площади для рентабельных машин (т.е. 50 кВтч) будут существенно увеличены. С другой стороны, если ветряная электростанция может производить электроэнергию на 50 кВтч на хорошем участке, то на лучших участках она может производить электричество на 30-40 кВтч. Хорошие ветряные электростанции, хотя и менее распространены, чем хорошие, могут стать экономическим клином, чтобы начать проникновение на рынок генерации во всех районах страны. В более долгосрочной перспективе вопрос упрощения опций, таких как хранение и передача, может быть очень важным для успеха ветра.Наличие рентабельных хранилищ, соединенных с ветровыми системами, принесет выгоду в виде кредита на мощность. Кроме того, из-за его часто изолированного местоположения ценность ветра выиграет от доступа к распределительной сети. Например, на северо-западе Тихого океана у Bonneville Power Administration (BPA) есть …

В этом разделе представлены результаты технико-экономического обоснования предлагаемой установки ветряной электростанции, подключенной к сети, в Дании. Аналитик пытается определить, является ли проект финансово жизнеспособным.Чтобы ответить на этот вопрос, рассчитывается нормированный требуемый доход проекта за время его существования. Нормированный требуемый доход, деленный на годовое количество произведенной электроэнергии, представляет собой приведенную стоимость энергии, произведенной в рамках проекта. Если приведенная стоимость энергии от системы ниже, чем для альтернативных систем, то проект будет привлекательным. Все требования к вводу данных и tcrmo объясняются в двух главах этого документа, озаглавленных «Финансовый анализ коммунального сектора и технологии ветроэнергетики».Разработчик системы предоставил аналитику набор данных о производительности и стоимости предлагаемой системы. Эти данные были включены в формат параметров затрат и производительности ветровой энергии и представлены в Разделе II ниже. В …

Fachhochschule Bremerhaven — один из первых университетов прикладных наук в Германии, предлагающий программу бакалавриата по ветроэнергетике. По словам Шульца, «В первый год курс привлек 80 студентов, что намного больше, чем ожидалось.Этой осенью (2009 г.) Fachhochschule начинает работу с ветроэнергетикой. Через сеть WAB город также получает выгоду от инициатив регионального сотрудничества. Одним из ключевых примеров в области высшего образования является сотрудничество между техническими университетами Ольденбурга, Бремена и Ганновера, которые объединили свои усилия в Центре исследований ветроэнергетики ForWind. На карте города Шульц указывает позиции отдельных ветряных компаний в пределах города Бремерхафен. Контейнерная гавань расположена в северной части города, в то время как площадка Luneort — с сегодняшними четырьмя основными поставщиками морского ветрового оборудования — расположена на юге, и планируемый терминал ветрового оборудования уже отмечен на карте.Эта карта также показывает значительную …

Энергия ветра — это одна из технологий возобновляемой энергетики, успешно разработанная инженерами-механиками. В 1970-е годы ветряные и фотоэлектрические системы начинали свое существование почти на одной основе, только по несколько экспериментальных систем для каждой из них было установлено по всему миру. Сегодня существует примерно в 10 раз больше ветроэнергетических систем, чем установленных фотоэлектрических систем. 50 000 МВт ветряных систем по сравнению с 5 000 МВт фотоэлектрических систем. Почему технологии ветроэнергетики смогли превзойти фотоэлектрические системы? Одна из причин заключалась в том, что разработчики ветроэнергетики смогли быстро продемонстрировать экономию производства, как только появилась рыночная возможность.Штат Калифорния предлагал долгосрочные стандартные контракты с офертой с 1985 по 1989 год на закупку электроэнергии в течение 20 лет у крупномасштабных проектов в области возобновляемых источников энергии. Эти долгосрочные контракты во многом напоминали успешные европейские зеленые тарифы. Солнечные концентраторы, вырабатывающие тепло для привода электрогенераторов, называемые системами концентрирования солнечной энергии (CSP), также воспользовались преимуществами …

Общие дополнительные затраты на эксплуатацию электрической сети с увеличивающимся количеством ветров в настоящее время представляют значительный интерес в связи с недавним повышением цен на газ.Различия между затратами на производство энергии из ветра и за счет газа сокращаются, и вполне вероятно, что энергия ветра может стать дешевле. Общие дополнительные затраты на энергию ветра учитывают следующее. За последние два или три года появилось несколько анализов, которые количественно определяют дополнительные затраты (если таковые имеются) для потребителей электроэнергии, связанные с увеличением количества возобновляемых источников энергии, особенно энергии ветра, в производстве смешивание. Примеры включают анализ для Великобритании (Dale et al, 2004) и Пенсильвании (Black and Veatch Corporation, 2004).Последний предполагает, что 10-процентный портфель возобновляемых источников энергии к 2015 году увеличит затраты на 0,4 МВтч США. На долю ветра приходится около 65 процентов всех возобновляемых источников энергии. Анализ Великобритании показал, что дополнительные расходы потребителя электроэнергии на обеспечение 20% …

Краткосрочное прогнозирование производительности ветряных электростанций разрабатывается в ветроэнергетике более 15 лет (см. Главу 5 и Giebel et al, 2003). Его функция состоит в том, чтобы сделать ветер более предсказуемым. Это позволяет обычным предприятиям планировать заранее, чтобы соответствующим образом регулировать свою производительность.В предыдущие годы он в значительной степени интересовал сетевых операторов. Совсем недавно владельцы ветряных электростанций также проявили интерес по двум причинам. Во-первых, в некоторых регионах они обязаны предоставлять прогнозы производства сетевым оператором. Во-вторых, на некоторых рынках признается, что произведенная энергия может иметь большую ценность, если будет доступен точный прогноз. Период от 1 часа вперед до 72 часов вперед — это то, что обычно технически возможно. Пример прогноза см. На рисунке 10.7. Рисунок 10.7 Типичный прогноз ветровой энергии на 24 часа (вперед) и соответствующая фактическая выработка

В следующей таблице приведена ветровая энергия на 750 станциях в США и Южной Канаде. Данные в таблице взяты из отчета Джека Рида из Sandia Laboratories, Альбукерке, Нью-Мексико (июнь 1975 г.), «Климатология ветроэнергетики в Соединенных Штатах». Этот отчет (SAND 74-0348) можно заказать в Национальной службе технической информации Министерства торговли США, 5285 Port Royal Road, Springfield, VA 22151.Печатная копия стоит 7,60, а копия микрофиши — 2,25 (посмотрите, есть ли в вашей местной библиотеке устройство для чтения микрофиш). Помимо данных в этой таблице, отчет содержит среднемесячные результаты для каждой станции в процентах времени, в течение которого скорость была в каждом из восьми диапазонов скоростей, то есть 6. Средняя скорость ветра в узлах (умножьте на 1,15, чтобы преобразовать в мили в час, Vave 7- Двенадцать среднемесячных значений энергии ветра в ваттах на МЕСЯЧНУЮ СРЕДНЮЮ МОЩНОСТЬ ВЕТРА В МЕСЯЧНОЙ СРЕДНЕЙ МОЩНОСТИ ВЕТРА В Tl

Windmill Tours в Палм-Спрингс, Калифорния, натолкнулся на уникальный и увлекательный способ узнать о ветровой энергии.Как говорится в рекламе: Путешествуйте по лесу высоких ветряных мельниц на электромобилях. Ощутите энергию, когда гигантские лезвия ВУЧАЮТ над головой. Ваш опытный гид проведет вас внутрь этой действующей ветряной электростанции, состоящей из модернизированных турбин, которые вносят эффективный вклад в более чистую и безопасную окружающую среду. По мере того, как вы путешествуете по 90-минутному приключению, вы понимаете, что экологически чистый опыт использования энергии был создан воздухом, которым вы дышите.

1 Требуемая максимальная условная мощность.С добавлением возобновляемых генерирующих мощностей общая потребность в обычных мощностях может только остаться прежней или упасть, а не повыситься. Например, если ветровая энергия добавляется к сети, которой в настоящее время требуется 84 гигаватта (ГВт) электростанции для удовлетворения спроса, общая потребность в традиционной электростанции не превысит 84 ГВт из-за развития ветровой энергии. В приведенном выше примере мощность свалочного газа будет иметь 100-процентный кредит мощности, поскольку он напрямую заменяет эквивалентное количество обычных мощностей в сети.Возобновляемые источники энергии с переменной производительностью, такие как ветровая энергия, имеют ограниченную кредитоспособность, поскольку их вероятность генерирования в периоды пикового спроса ниже, чем у традиционных или управляемых возобновляемых мощностей. В двух недавних исследованиях была предпринята попытка прояснить вопрос о том, обеспечивает ли ветровая энергия мощность электрических сетей, в одном из 29 отдельных исследований (UKERC, 2006, кратко изложено в …

В Коста-Рике возникла значительная ветроэнергетика частного сектора (Martinot, 2002).По-видимому, мероприятия по ранней подготовке проекта, включая институциональные и технические исследования осуществимости, породили благоприятное восприятие и нормативно-правовую базу для ветра (включая «железные» соглашения о покупке электроэнергии). Нормативно-правовая база в Коста-Рике, восприятие технологий и исследования, направленные на решение нетехнических вопросов, вероятно, были более важными, чем снижение восприятия технических рисков посредством демонстрации оборудования.

Те же процедуры улучшения ландшафта и ГИС были использованы для оценки улавливаемой энергии ветра для Техаса 27.Критериями отбора были класс ветра 3 или выше из пересмотренной карты ветров с учетом экспозиции местности, уклона 0–3, исключенных земель (городские, автомагистрали, федеральные и государственные парки, озера, заповедники и федеральные водно-болотные угодья) и в пределах 15 км от ЛЭП (115 кВ и выше). Улавливаемая годовая мощность была рассчитана для следующих условий для ветряных турбин с высотой ступицы 50 м, шагом 10D на 10D, коэффициентом мощности 30 и отсутствием потерь в массиве (разумно, поскольку расстояние велико). При этих предположениях расчетная годовая потребляемая мощность ветра составляла 157 000 МВт (525 000 МВт ветряных турбин при КПД 30) с годовым производством энергии 1300 ТВтч.Эти результаты несколько превышают оценки, определенные PNL. РИСУНОК 9.9 Карта энергии ветра для Техаса, 1995. РИСУНОК 9.9 Карта энергии ветра для Техаса, 1995 год. Площадь земель увеличилась. Параметры отбора остались прежними, …

Ветроэнергетика — это в первую очередь технология для коммунальных предприятий, с сотнями турбин, установленных в крупных ветряных электростанциях. Ветер предлагает ряд преимуществ по сравнению с ископаемым топливом при энергоснабжении сети. Электроэнергия, получаемая от ветра, в большинстве случаев уже дешевле, чем энергия, получаемая от природного газа, угля и атомных электростанций.Даже места, где нет достаточных ветровых ресурсов, могут получить выгоду от ветровой генерации в другом месте, что помогает снизить общие затраты на электроэнергию в сети. Как и солнечная и геотермальная энергия, большая часть затрат на строительство ветряной системы — это аванс. После этого затраты на обслуживание и эксплуатацию минимальны и предсказуемы. Таким образом, финансирование проектов в области ветроэнергетики может быть сопряжено с низким риском по сравнению с электростанциями, работающими на ископаемом топливе, где стоимость топлива непостоянна и непредсказуема и, следовательно, представляет собой инвестиционный риск. Использование большего количества ветра уменьшает изменение климата.После установки ветряная электростанция не создает выбросов парниковых газов. Энергии ветра не нужна вода. Традиционные электростанции всех типов требуют значительного количества воды, а именно …

Наиболее важным приложением для прогнозирования ветровой энергии является снижение потребности в балансировании энергии и резервной мощности, которые необходимы для интеграции ветровой энергии в балансирование спроса и предложения в системе электроснабжения (т. Е. Для оптимизации планирования работы электростанции). Это приводит к снижению затрат на интеграцию энергии ветра, снижению выбросов от электростанций, используемых для балансировки, и, как следствие, к более высокому значению энергии ветра.Второе приложение — предоставить прогнозы подачи энергии ветра для работы сети и оценки безопасности сети. Чтобы оценить безопасность сети и управлять ею (например, для технического обслуживания и ремонта), оператор сети должен знать текущую и будущую подачу ветровой энергии в каждой точке подключения к сети. Таким образом, цели прогноза ветровой энергии зависят от приложения. Для оптимизации планирования работы электростанции и балансировки мощности необходим точный прогноз выработки ветровой энергии для всей зоны контроля.Актуальное время …

Как уже упоминалось, проблема, с которой придется столкнуться в будущем, заключается в том, как приспособить высокие уровни переменной ветровой мощности в системе электроснабжения, если соображения безопасности энергоснабжения (т.е. ограничения кредита мощности) не позволяют высвобождать альтернативные традиционные генерирующие мощности. . Эта ситуация иллюстрируется результатами исследования Министерства торговли и промышленности Великобритании (DTI) (ILEX Energy Consulting, 2002), в котором постулировались будущие потребности наряду с высокой степенью проникновения ветроэнергетических мощностей.Результаты представлены в Таблице 1.3. Таблица 1.3 Рассмотренные сценарии высокого роста спроса на электроэнергию для Великобритании с различными уровнями проникновения ветровой энергии к 2020 году Таблица 1.3 Рассмотренные сценарии высокого роста спроса на электроэнергию для Великобритании с различными уровнями проникновения ветровой энергии к 2020 году Установленная ветровая мощность (МВт) Установленная ветровая мощность ГВт Рисунок 1.14 Кредит на ветроэнергетику в Великобритании по отношению к надежности поставок Национальной энергосистемы …

Адаптация примера ветряной электростанции мощностью 1500 кВт (A0 1,800,000 Ai 50,000 q 1.08 n 20 шт. 3,5 106 кВтчэл) с процентной ставкой не менее 8 процентов. За последние несколько лет в Германии было построено большое количество проектов ветроэнергетики, финансируемых из частных источников. Многие проекты реализованы с 30-процентным собственным капиталом. Остальная часть инвестиций была получена за счет банковских кредитов с относительно низкими процентными ставками в диапазоне 5 процентов. Риски проекта, такие как неправильный расчет урожайности или изменение ветровых ресурсов, несет инвестор. Поэтому здесь предполагаются более высокие процентные ставки.

Другие новости, представленные Ником Лептином, включали отчет об основании в Бремерхафене нового центра ветроэнергетики и морских технологий в Бремерхафене, который начал свою работу в начале 2009 года. Инициатива направлена ​​на концентрацию инфраструктуры НИОКР, связанной с ветроэнергетикой, в одном специализированном исследовании. тело. В своем заключительном заявлении Лептин ясно выразил обеспокоенность планами по объединению возобновляемых ресурсов на европейском уровне, сказав: «Мы скептически относимся к этим планам, особенно из-за опасений за сильную бюрократическую организационную структуру.Централизованный исследовательский орган, состоящий из 26 европейских государств-членов, просто не может эффективно функционировать ».

Ветер может быть трудным ресурсом для оценки. Во-первых, ветровые ресурсы очень сильно зависят от площадки. Министерство энергетики США составило карты ветровых ресурсов, которые можно получить в Американской ассоциации ветроэнергетики и Национальной службе технической информации. Эти карты являются отличным источником региональной информации и могут показать, достаточно ли сильны скорости ветра в вашем районе, чтобы оправдать дальнейшие исследования.Проконсультируйтесь с местным аэропортом или в бюро погоды, чтобы получить представление о скорости ветра в вашем районе, но на вашем участке могут наблюдаться более высокие или более низкие средние значения скорости ветра в среднем за год. На вашем участке должна быть средняя скорость ветра не менее девяти миль в час или более. Если у вас нет данных на месте и вы хотите получить более четкую и предсказуемую картину вашего ветрового ресурса, вы можете измерить скорость ветра на своем участке в течение года. Вы можете сделать это с помощью записывающего анемометра.Наиболее точные показания снимаются на хабе …

назад и были не очень хороши с самого начала. Теперь они будут давать вам больше плохой информации, чем хорошей. Лучшей книгой была книга Пола Гайпа «Энергия ветра: как ее использовать», но вам повезет, если вы найдете копию этой книги в мягкой обложке, которая вышла из печати. Еще одна хорошая книга — «Энергия ветра для домовладельца» Дональда Мариера, которую все еще можно приобрести в Rodale Press или в вашей местной библиотеке. Для приверженцев международный журнал Wind Power Monthly доступен в течение 50 лет. Лучший способ быть в курсе прогресса развития ветроэнергетики, как малого, так и крупного масштаба, в США.S. должен присоединиться к American Wind Energy. 35-летнее индивидуальное членство дает информационный бюллетень и возможность помочь продвинуть законодательство, способствующее более широкому использованию энергии ветра и других возобновляемых источников энергии. Автор Майкл Берджи, Bergey Windpower, Inc., 2001 Priestley Avenue, Norman, OK 73069 405-364-4212.

Три наиболее важных фактора для развития ветряных электростанций: 1. Земля с хорошими или отличными ветровыми ресурсами. Американская ассоциация ветроэнергетики 11, 12 и Wind Powering America 13 также имеют информацию о развитии проекта.Список развития проекта охватывает многие области, однако он был помещен в экономику, поскольку это окончательное решение по проекту. Большая часть информации была из Disgen 14. 1.1. Свидетельства наличия значительного ветрового ресурса 2.2. Права Права на ветер, права на вход и выход, полоса отвода для ветровой электростанции 2.7 Обязательство по демонтажу ветряных турбин в конце проекта 2.8 Сервитуты для ветроэнергетики, юридические вопросы 3. Оценка ветровых ресурсов В следующем примере показаны основные положения подписанного контракта Постоянным университетским фондом, штат Техас, для ветряной электростанции Вудворд-Маунтин (32 МВт) недалеко от МакКейми (2000 г.).

Количество метеостанций и период времени для сбора данных для прогнозирования производства энергии для ветряной электростанции варьируются в зависимости от местности и доступности долгосрочных базовых данных в окрестностях. В общем, численные модели ветрового потока предсказывают скорость ветра с точностью до 5 для относительно плоской местности и 10 для сложной местности, что означает ошибку в энергии 15-30. Следовательно, программа измерения ветра является обязательной перед установкой ветряной электростанции. Однако, если в регионе уже есть несколько ветряных электростанций, то одного года сбора данных может хватить.Для сложной местности вам может понадобиться одна метостанция на три-пять ветряных турбин. Для ветряных турбин мощностью от 500 кВт до мегаватт вам может понадобиться метростанция на одну или две ветряные турбины в сложной местности. С более однородным ландшафтом, как на Равнинах, может быть достаточно основной высокой станции метро и одной-четырех станций метро меньшего размера. Самая высокая станция метро должна быть репрезентативным местом на территории ветряной электростанции, а не самой лучшей …

Следующий отрывок из новостной ленты AAP показывает, как активисты, выступающие против ветровой энергии, могут привлечь внимание средств массовой информации. Два известных международных эколога спорят, стоит ли создавать ветряные электростанции по всей Австралии.Известный британский ботаник Дэвид Беллами стал решительным активистом против ветряных ферм, осуждая их как бессмысленные, дорогие, уродливые и опасные для птиц. Он назвал сторонников энергии ветра лжецами, а в австралийской газете недавно назвал ветряные фермы массового уничтожения ». Теперь канадский генетик, телеведущий и гуру окружающей среды Дэвид Судзуки подверг критике позицию Беллами, заявив, что она не имеет смысла. «Называть ветряные турбины оружием массового уничтожения — ненаучно, безответственно и просто неправильно», — сказал он в своем заявлении.«Ветряные электростанции — это одни из самых экологически чистых источников энергии, которые у нас есть — они буквально вырабатывают электричество из свежего воздуха». Ссора между Сузуки и Беллами из-за власти в Австралии …

Ветряные электростанции произвели в 2006 году около 26,3 ТВт-ч, а некоторые коэффициенты мощности превышали 40 6. Коэффициент мощности (Рисунок 8.5) и удельная мощность (Рисунок 8.6) были проанализированы для четырех ветряных электростанций (Таблица 8.2) в Южных Высоких равнинах, той же ветряной турбины, но с меньшим диаметром ротора и высотой ступицы для White Deer и части Fluvana.Коэффициенты мощности варьировались от 33 до 45, а наибольшая годовая удельная выработка составила 1350 кВтч м2. Годовые колебания одинаковы по региону, однако небольшой тренд к снижению коэффициента использования мощности на White Deer может быть связан со снижением надежности. Сейчас производители предлагают ветряные турбины с роторами разного размера для разных ветровых режимов. Для Техаса расчетная выработка энергии улучшится с увеличением диаметра ротора ветряной турбины на 8, а не с увеличением высоты ступицы с 75 до 100 м.РИСУНОК 8.4 Удельная мощность для производителей с наибольшей установленной мощностью, Калифорния. Ветряные турбины NEG-Micon больше по размеру и не включают …

смотровая площадка и 18 — общественная. Если оценка (таблица 9.2) ниже значительного диапазона, ветряная турбина вряд ли будет иметь визуальное воздействие, если только она не находится близко к центру живописного вида. Оценка является лишь общим показателем визуального воздействия малых ветряных турбин. Ветровые турбины будут видны, по крайней мере, с некоторых точек обзора, так как они будут находиться над окружающими деревьями.На равнинах с небольшим количеством деревьев небольшие ветряные турбины будут заметны на расстоянии от 1 до 3 км, как и деревья вокруг фермерского дома. Обратите внимание, что есть башни сопоставимой высоты, такие как вышки сотовой связи, вышки для освещения на развязках, радиовышки и длинные ряды вышек для линий электропередач. Разница в том, что в этих башнях нет движущихся роторов.

Основные конструктивные изменения, которые вы обнаружите при выборе ветряной турбины, обычно связаны с лопастями.Следующие диаграммы и обсуждение подходят как для пропеллера, так и для машин Дарье. Одним из популярных материалов для лезвий является древесина, ламинированная или цельная, с покрытием из стекловолокна или без него (рис. 522). (Деревянные лопасти с покрытием обычно имеют покрытие передней кромки из меди или другого металла для защиты от эрозии песком, дождем и другими факторами окружающей среды. Важно понимать различные методы управления скоростью ротора. Лезвия спроектированы таким образом, чтобы выдерживать определенную центробежную силу. и определенная ветровая нагрузка.Центробежная сила имеет тенденцию оказывать давление на лопасти, в то время как ветровые нагрузки имеют тенденцию сгибать лопасти (рис. 5-23) — необходим контроль, чтобы предотвратить чрезмерную нагрузку на машину при сильном ветре. Очевидно, что можно спроектировать ветряную турбину, достаточно сильную, чтобы выдерживать максимально возможный ветер, но это будет дорогостоящая установка по сравнению с более хрупкой установкой, имеющей …

выше, потому что мировой спрос на ветряные турбины превышает объем производства. Сравнение расчетных компонентов стоимости энергии показывает, как и ожидалось, что капитальные затраты являются основным компонентом 15, а первичная стоимость установки относится к ветровой турбине (Таблица 12.4). Стоимость установки оффшорных ветряных электростанций примерно в 1,5 раза выше, чем для наземных ветряных электростанций.

То есть, при правильно выбранных условиях эксперимента двусторонние связи между этими модулями и соседними (см. Рис. 3.14 на стр. 69) можно не устанавливать. С другой стороны, аэродинамический модуль можно проверить только с использованием данных от действующей ветряной турбины. Обратите внимание, что верификация модуля может, по большей части, выполняться независимо для каждого из упомянутых модулей.Заключительная контрольная проверка заключается в сравнении установившихся характеристик, таких как мощность ротора и скорость невозмущенного ветра (кривая P-Vw) или тяга относительно скорости невозмущенного ветра (кривая D ax Vw). Первые два этапа проверки и подтверждения вышеупомянутого подхода были применены к ветряной турбине Lagerwey LW-50 750. Мы начнем наше описание с проверки и валидации механического модуля.

Существует два основных механизма помех для электромагнитных помех от ветряных турбин: обратное рассеяние и прямое рассеяние (Moglia, Trusszi and Orsenigo, 1996).Они показаны на рисунке 9.14. Прямое рассеяние возникает, когда ветряная турбина расположена между передатчиком и приемником. Механизм интерференции заключается в рассеянии или преломлении сигнала ветряной турбиной, а для телевизионных сигналов он вызывает затухание изображения при частоте вращения лопастей. Обратное рассеяние возникает, когда турбина расположена за ресивером. Это приводит к временной задержке между полезным сигналом и отраженной помехой и приводит к появлению паразитных или двойных изображений на экране телевизора.

В главе 2 был сделан вывод о том, что действующие нормы проектирования ветряных турбин не подходят для проектирования и простой реализации оптимальных операционных стратегий. Следовательно, имеет смысл разработать новый кодекс проектирования ветряных турбин. Модели в рамках этого кода должны соответствовать требованиям, указанным в разделе 1.2. Основное требование, конечно, состоит в том, чтобы модели подходили для разработки оптимальных операционных стратегий. Структура этой главы следующая. Раздел 3.1 представлена ​​общая установка модели ветряной турбины. Далее, в разделе 3.2 обсуждаются основные свойства ветряного модуля. В разделе 3.3 рассматривается аэродинамическое моделирование. В разделе 3.4 разработан систематический и быстрый метод определения точных динамических структурных моделей гибких ветряных турбин. В разделе 3.5 рассматривается моделирование электрического модуля. Наконец, в разделе 3.6 кратко излагаются основные функции моделирования.

Для иллюстрации на рис. 3.20 показана суперэлементная аппроксимация трехлопастной ветряной турбины.Обратите внимание, что лопасти башни и ротора аппроксимируются одним суперэлементом. Каждый суперэлемент состоит из трех твердых тел, соединенных двумя шарнирами (отмечены o). Каждый шарнир (то есть универсальный шарнир, поскольку в этой диссертации не рассматриваются кручение лопасти и башни) имеет две степени свободы. Это означает, что эта система имеет 18-DOF (исключительные шаг и азимут). Очевидно, что общее количество степеней свободы, необходимое для правильного моделирования, зависит как от ветряной турбины, так и от исследуемой площадки.Трехлопастная ветряная турбина Рис. 3.20 Суперэлементная аппроксимация трехлопастной ветряной турбины с универсальными шарнирами (шарниры с двумя степенями свободы). И башня, и лопасти ротора аппроксимируются одним суперэлементом, состоящим из трех твердых тел, соединенных идеальными торсионными пружинами. Гибкость фундамента приблизительно соответствует крутильной пружине. Пожалуйста, помните, что …

В качестве примера проанализируйте простую ветровую электрическую систему, которая используется только для нагрева воды (рис. 5-40). Сравните две гипотетические ветряные турбины, описанные в главе 5 (Wir.Расчет мощности и энергии J-мельницы). Оба имеют мощность 1000 Вт, и их кривые мощности показаны на Рисунке 5-19. Кривая продолжительности ветра показана на Рисунке 5-20. Блок А имеет диаметр около 5 футов и скорость ветра 32 мили в час. Он производит 95 киловатт-часов в месяц, как показано на Рисунке 5-21. Блок B имеет диаметр около 12 футов, скорость ветра 20 миль / ч и вырабатывает 230 кВт / ч в том же месяце. Для простоты предположим, что у вас уже есть необходимый провод и электрический водонагреватель.Поэтому просто учитывайте затраты на ветряную турбину и башню, плюс установку. В следующей таблице показаны эти гипотетические случаи. Обратите внимание на разницу в стоимости. Для ветряной турбины B требуется более прочная башня и несколько более высокая стоимость установки. Если вы выберете исключительно по первой стоимости, ветряная турбина A будет …

Проект ветряных турбин Rosebud Sioux Tribe — первая в стране крупная ветряная турбина, принадлежащая и управляемая коренными американцами. Проект ветряной турбины Rosebud Sioux Tribe Проект ветряной турбины Rosebud Sioux Tribe Расположенный в резервации Rosebud Sioux в южно-центральной части Южной Дакоты, проект застопорился более года, так как были решены проблемы с финансированием и продажей энергии.Имея долгосрочный контракт с NativeEnergy, дополняющий краткосрочный вариант продажи части ветряной турбины, оставленный Племенем, племя сиу Роузбад приступило к окончательному финансированию строительства и разместило заказ на турбину. Проект был завершен в феврале 2003 года. Поскольку он оказался успешным, будет построено и введено в эксплуатацию гораздо больше турбин, а также собираются средства для Фазы 2 (http www.nativeenergy.com). Наши коренные американцы вполне могут начать пользоваться статусом и экономическими выгодами от того, что они станут крупнейшим производителем энергии в нашей стране, конкурируя с подобными…

Основываясь на предыдущем подразделе, современную большую ветряную турбину можно резюмировать как 3-лопастную противветренную турбину (с трубчатой ​​башней), используя только один из 10 ведущих производителей, предлагающий безредукторную (регулируемую) ветряную турбину. Между тем следует отметить, что существует ряд альтернативных конструкций ветряных турбин. Lagerwey использует конфигурацию h, но с 6-фазным синхронным генератором. Nordic Windpower предлагает конфигурацию с двумя лопастями против ветра. Vergnet также использует конфигурацию a, но в двухлопастной версии против ветра или ветра.Компания Scanwind начала строительство ветряной турбины, используя конфигурацию e на основе Windformer и сети постоянного тока. Тенденция цен на ветровые турбины проиллюстрирована на Рисунке 5 и Рисунке 6 на основе данных, представленных в Таблице 7. Удельная цена ветряных турбин на датском рынке снизилась с 12.000 датских крон за кВт для машин мощностью 20-30 кВт до уровня ниже 6.000 датских крон за кВт. для машин мощностью 450-600 кВт, как сообщается, например в (Hansen & Andersen, 1999) ….

(PDF) Ветряная турбина с низкой скоростью ветра в версии «сделай сам»

Ветряная турбина низкой скорости ветра в версии «сделай сам»

Алекс ван ден Босше

Лаборатория электрической энергии EELAB

Гентский университет

Гент Бельгия

Алекс[email protected]

Аннотация — Ветровая энергия все еще имеет место, поскольку она может генерировать

энергии зимой, когда доступно меньше солнца и когда скорость ветра

выше. В данной статье предлагается решение для недорогих лопастей

из полиэтиленовой трубы (ПЭ) и недорогого электровелосипедного генератора

, которое можно реализовать своими руками (DIY)

человека. Он предназначен для использования в качестве ветряной турбины с низкой скоростью ветра (LWWT).

Конструкция скорее оптимизирована в сторону низкой стоимости / площади захвата,

, а не стоимости / номинальной мощности. Он использует вариант принципа закрутки хвоста

на HAWT, чтобы избежать пружин или активного контроля рыскания

.

Ключевые слова: возобновляемые источники энергии; слабый ветер; ветряная турбина; прямой привод

; постоянный магнит, удвоитель напряжения

I. ВВЕДЕНИЕ

Небольшие ветряные турбины обычно проектируются для прибрежных районов

, где средняя скорость ветра составляет e.грамм. Доступны 6 м / с, при

максимальных точках мощности даже 12 м / с, это обеспечивает высокое число оборотов

и, следовательно, большую мощность для того же номинального крутящего момента генератора

. Предлагаемая конструкция

предназначена для использования в домашних условиях

и для

внутренних участков, чтобы иметь возможность

собирать мощность при более слабом ветре

со скоростями от 2 м / с до 6-

8 м / с. Скорость сокращения составляет около

2,5 м / с, и он продолжает вращаться со скоростью 2 м / с

.В турбине «сделай сам»

(рис. 1) были использованы материалы и

техники

, которые подойдут для не слишком опытного любителя

. Для экземпляра

сварка не требуется.

Рис. 1. Ветротурбина рядом с небольшим

ателье

II. КОНСТРУКЦИЯ ЛЕЗВИЯ

Маленькие лопасти и низкая скорость ветра, как правило, требуют выпуклого или

даже изогнутого поперечного сечения лопастей. Однако в обычной обработке

это непросто.Например, в более крупных ветряных турбинах используются лопатки, армированные волокном

, с намоткой из нити, где вогнутые поперечные сечения

трудно реализовать или требуют дорогостоящих технологий литья под давлением из смолы

[1]. Также в деревянных лопастях на

сложнее реализовать вогнутые поперечные сечения [2].

В коммерческих небольших ветряных турбинах вогнутые формы лопастей

снова возможны, поскольку они используют технологию литья под давлением.

Однако, начиная с полимерных труб, легко создать несколько лопастей

с изгибом или вогнутостью.При малых скоростях ветра и малой ширине лопастей

число Рейнольдса ниже, чем для больших ветряных турбин

. так что вогнутые лезвия могут работать лучше, или допускается не менее

.





Dv

Re  

Для v = 60 м / с, D = 50 мм,  = 1,2 кг / м3, µ = 18,6 10-6 Пас,

Re = 200000. Так что это число скорее максимальное, так как имеет место

более низких скоростей ветра. Если исходить из пластиковых труб

, то наиболее доступным материалом является ПВХ.Первая попытка

была сделана ранее для лезвия длиной 0,8 м.

метра, сделанного из водосточной трубы из ПВХ диаметром 80 мм. Полоса из нового пластика

была протестирована перед выдержкой в ​​морозильной камере при -18 °, и

была разбита об угол деревянного бруска, она отлично выдержала

, также ее можно согнуть в радиусе 2 см. без взлома

. Однако через 6 месяцев на небольшой испытательной турбине

лопасти сломались близко к основанию, но не у крепежных винтов.

Те же испытания при низкой температуре были проведены после испытания, и

ПВХ действительно вел себя как новые. После поиска в литературе

можно выяснить, что ПВХ чувствителен к механической усталости ПВХ

при 40% деформации текучести [3]. Таким образом,

не следует использовать этот материал в конструкции ветряных турбин

. То же испытание небольшой ветряной турбины

было проведено с лопастями

, сделанными из старого полиэтилена PE диаметром 80 мм

, трубки, возраст которой составляет 40

лет, что дает уже 4 года

«второй жизни» в ненагруженном

ветряк (есть только

).

Рис. 2. Испытание малогабаритного полиэтилена без генератора

диаметром 1,6 м из трубки

диаметром 80 мм.

Полиэтиленовые лопасти отлично противостоят усталости и солнечным лучам,

они, кажется, даже не выходят из строя при касании пилона, когда соединительный стержень

сломан. Есть еще один странный эффект сильно изогнутых лопастей

: они почти не вращаются, когда ветер 180 °

в неправильном направлении. Это упрощает конструкцию защиты.Недостатком

является то, что полиэтилен имеет более низкий Е-модуль, чем

ПВХ или армированный волокном пластик. Таким образом, необходимо использовать несколько более толстый материал

, а внешняя часть лезвия должна иметь форму

, предназначенную для правки под действием центробежных сил.