Парусный ветрогенератор своими руками

Недавно у меня возникла идея вырабатывать свою электроэнергию для дома. Это не было большой необходимостью, но мой интерес возрос к данной теме когда я прочитал статью про сборку ветряка с мотором от беговой дорожки и ПХВ-труб.

Предварительно прикинув по расходам – получалось около 150-200$ на ветряк, который мог бы вырабатывать приблизительно 50-250 Ватт электроэнергии (это выходит значительно дешевле, чем использовать солнечные батареи при той же выходной мощности).

И в этой статье я поделюсь с вами моим опытом изготовления ветряка своими руками.

Парусный ветрогенератор своими руками

Видео

Перед тем как рассказать об изготовлении, посмотрите видео моего ветряка в действии. На видео показаны различные конфигурации лопастей.

  • Конфигурация с длинными и тонкими лопастями (наилучшее решение)
  • Шестилопастная конфигурация (маленькая скорость при старте и большой вращающий момент)
  • Конфигурация с широкими лопастями (хороший старт, но очень медленно крутится)
  • Как работает ветряк?
  • Любой ветряк, независимо от его размеров и предназначения, работает согласно следующим принципам:
  1. Дует постоянный ветер.

  2. Флюгер (хвост ветряка) поворачивается по ветру.

  3. Лопасти, соединенные с генератором (напрямую или через редуктор) под силой ветра заставляют его вращаться.

  4. Из-за вращения, генератор вырабатывает электричество.

Звучит не так уж и сложно, не правда ли? Итак перейдем к конкретике.

  1. Инструмент
  2. Для изготовления ветряка не нужен какой-либо специализированный инструмент. Я использовал следующие инструменты:
    — ножовка
    — дрель и сверла для нее
    — рулетку
    — разводной ключ
    — газовый ключ
    — транспортир
  3. — наждачку (разной зернистости)
  4. Необходимые детали

Моей задачей было сделать ветряк с минимально возможными затратами (т.к. я студент и ограничен в финансах). Итак, я взял готовое решение изготовления простого ветряка с интернета и еще больше упростил его. Все необходимые запчасти можно купить на любом строительном рынке или в магазине. Многие, возможно окажутся в вашем гараже или сарае.

  • Итак, вот что я использовал:
    — лист металла 25х35см
    — 1/4″ х 25 см трубку
    — 1/4″ фланец
    — 20-25мм квадратную трубу L=1м
    — диск от пилы (для хаба)
    — штифт (для соединения диска с осью мотора)
    — два автомобильных хомута
    — 8″ x 4″ ПХВ труба
    — 30″ x 8″ ПХВ труба
    — DC-мотор (генератор)
    — болты, шайбы, гайки
    — саморезы по металлу
  • — диоды на ток 10-40А (можно и больше)

Достать эти запчасти нет никаких проблем, кроме моторчика. Из интернета, наиболее популярным является вариант использования мотора фирмы «Ametek» от старых магнитофонов. При подборе генератора (мотора) выбирайте те, у которых наибольшее кол-во вольт на оборот.

К примеру, моторчик «Ametek», который я использую выдает 30В при 325 об/мин, т.о. он прекрасно подходит для использования его в качестве генератора в ветряке. Также имейте в виду, что нужен моторчик не менее 12В, для инвертора или зарядки аккумулятора.

В моей конструкции, при хорошем ветре, обороты легко достигают значений в 300-400 об/мин.

Изготовление лопастей

Самой важной частью ветряка вероятно являются лопасти. Большинство, делают их из дерева или композитных материалов (стеклоткань и эпоксидка). Но я думаю, что реально их сделать из обычной водопроводной ПХВ-трубы (по эффективности они будут ничем не хуже).

Перед тем как продолжить, немного теории о лопастях ветряка…
— чем длиннее лопасти, тем легче они крутятся в слабый ветер, но у них будет низкая скорость вращения.

— на концах лопастей вращение будет больше чем у основания, поэтому необходимо рассчитывать отношение скорости вращения лопастей к скорости ветра (TSR) при их изготовлении (например старые ветряные мельницы круглый год вращаются с постоянной скоростью 40 об/мин.

)
— мощность, которую можно получить из энергии ветра, равна скорости ветра в третьей степени. Т.е. P=k*v^3, где k-постоянная ветряка, v-скорость ветра.
— согласно закону Беца, только ~59.3% энергии можно получить от ветра. Т.е. в реальности наша формула примет вид: . P=0.593*k*v^3, где k – потери в ветрогенераторе на механические трения и т.п.

  1. — чем выше ветряк установлен над уровнем земли, тем большее мощности можно извлечь из энергии ветра (рекомендуют 6-15 метров, но я установил на высоте 4 метра).
  2. Парусный ветрогенератор своими рукамиПарусный ветрогенератор своими руками

Сами лопасти изготовить из трубы очень легко. Нужно разрезать ПХВ-трубу на 3 секции: две по 150 град. и одна секция 60 град. (Я попытался изобразить это на рисунке очень приблизительно, в моей любимой CAD-программе –MS Paint 🙂 ). Красные линии – это лини реза. Чтобы удобнее было видеть линию реза по всей длине, рекомендую наклеить изоленту, скотч или просто бумагу.

Из отрезка трубы 150 град. получатся широкие лопасти, которые будут легко крутиться в слабый ветер, но медленно. Опытным путем вы сами можете подобрать оптимальный угол, исходя из практики, он находится где то между 75-150 град. Для начала вырежьте широкие лопасти, а потом если нужно будет, то подрежьте их сделав более узкими.

И запомните: «Семь раз отмерь – один раз отрежь».

Парусный ветрогенератор своими руками

После того, как все вырезано, я скруглил края. Если следовать аэродинамике, то нужно скруглить главную кромку и выровнять заднюю, но на практике, при использовании ПХВ-трубы я не увидел никакой разницы. В общем, вы можете сделать лопасти как эти (см. рис.)…

Изготовление узла крепления лопастей (Хаба)

Следующей задачей является изготовления узла крепления лопастей (ступица винта, хаб). Существует много различных способов изготовления.

Я рекомендую сделать его из диска для пилы, его легко можно найти и он легко поддается сверлению.

При помощи дрели просверлите 3 группы отверстий (по 2 в кадой) со смещением в 120 градусов (здесь вам может понадобиться транспортир). Расстояние в группе между двумя отверстиями – 1 дюйм (см. рис.).

Парусный ветрогенератор своими руками

Если в качестве хаба вы тоже планируете использовать диск от пилы, то не забудьте сточить все зубья на нем, иначе если он по какой-либо причине оторвется, то может нанести вред вам и окружающим.

После того, как все просверлено и мы уверены в надежности и безопасности хаба, то можете прикрутить лопасти к нему при помощи болтов и гаек. Обязательно поставьте гроверную шайбу или используйте гайку с уплотнителем.

Парусный ветрогенератор своими руками

Изготовление флюгера и шарнира для поворота

Теперь мы должны изготовить поворотную платформу, на которой будет установлен наш генератор. Для этого используем квадратную трубу, кусок ПХВ-трубы, фланец и небольшой лист металла. На рисунке ниже, можно посмотреть примерный набросок, как это будет выглядеть.

Парусный ветрогенератор своими руками Парусный ветрогенератор своими руками

В первую очередь из куска железа необходимо вырезать хвост ветряка (флюгер). Форма не сильно важна и служит в основном для придания эстетического вида.

Парусный ветрогенератор своими руками

Далее, вдоль квадратной трубы мы делаем пропил (легче это сделать болгаркой). Длина не сильно важна, я рекомендую 20-25 см. Затем вставляем в прорезь наш флюгер и сверлим сквозные отверстия в трубе и листе. Закрепляем болтами.

Парусный ветрогенератор своими руками

Также необходимо предусмотреть какой-нибудь чехол для генератора, от непогоды. Для этого мы также используем пластиковую трубу. На рисунке ниже я думаю понятно как это будет выглядеть (боковое отверстие служит для электрических выводов).

Затем все красим и собираем до кучи. Прикрепляем мотор и чехол для него, к трубе хомутами. Снизу трубы, ближе к мотору, устанавливаем фланец и крепим его саморезами.

  • Изготовление мачты

Любому ветряку необходима мачта (башня). Я изготовил ее из ПХВ-труб и различной фурнитуры для пластиковых труб. Для моей мачты понадобились: 1” ПХВ-труба, муфта для нее, 3 Т-образных отвода.

  1. Мачта проста в изготовлении и получилось что-то похожее на это:
  2. Далее, сажаем всю нашу конструкцию на получившуюся мачту.
  3. Ветряк готов
  4. Осталось только посадить наш хаб с лопастями на вал мотора и наш самодельный ветряк готов!

На рисунке ниже вы можете увидеть экспериментальную конструкцию с шестью лопастями. Она вращается практически в безветрие, но обороты не превышают 100 об/мин.

В батарейном отсеке, питание подается параллельно с солнечными батареями. Я использую 2 аккумулятора. Можно использовать обычные автомобильные аккумуляторы. Не забывайте припаять диоды между аккумуляторами и генератором ветряка, иначе ток от аккумуляторов пойдет в генератор.

В ходе экспериментов выяснилось, что более тонкие лопасти лучше работают при моих ветровых условиях. Поэтому я использовал большие белые лопасти (см. предыдущие фотографии) немного обрезав их. Результат — возросла скорость вращения (см. самое первое видео).

Перевод: Колтыков А.В.

Источник: https://cxem.net/greentech/greentech4.php

Самодельный ветрогенератор своими руками, как сделать ветряк на 220В

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.

Парусный ветрогенератор своими руками

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.

Читайте также:  Дачные бочки из пластика - декор своими руками

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:

  • Высота мачты (даже если ветрогенератор без лопастей) не может превышать установленных в вашем регионе норм. Кроме того, могут действовать ограничения, связанные с расположением вашего участка. Например, над вами может проходить посадочная глиссада к ближайшему аэродрому. Или в непосредственной близости от вашего участка проходит линия электропередач. Парусный ветрогенератор своими рукамиПри падении, конструкция может повредить столбы или провода. Общие ограничения при нормальной ветровой нагрузке составляют 15 метров в высоту (некоторые самодельные ветряки взмывают на 30 метров). Если мачта и корпус устройства имеют большую площадь сечения, к вам могут предъявить претензии соседи, на чей участок падает тень. Понятно, что такие жалобы обычно возникают «из вредности», но правовая основа имеется.
  • Шум от лопастей. Основной источник проблем с соседями. При работе классической горизонтальной конструкции, ветряк издает инфразвук. Это не просто неприятный шум, при достижении определенного уровня, волновые колебания воздуха оказывают неблагоприятное воздействие не организм человека и домашних животных. Самодельный генератор для ветряка, как правило, не является «шедевром» инженерной мысли, и сам по себе может издавать сильный шум. Крайне желательно официально протестировать ваше устройство в органах надзора (например, в СЭС), и получить письменное заключение о том, что установленные шумовые нормы не превышены.
  • Электромагнитное излучение. Любой электроприбор излучает эфирные помехи. Возьмем, к примеру ветряк из автомобильного генератора. Для снижения уровня помех автомобильного приемника, в машине устанавливаются конденсаторные фильтры. При разработке проекта обязательно учитывайте этот момент.
    Важно! Любое генерирующее устройство должно быть заземлено. Помимо обеспечения безопасности, это поможет снизить уровень помех.
    Претензии могут быть предъявлены не только от соседей, у которых возникнут проблемы с приемом теле радио сигналов. Если неподалеку расположены промышленные или военные приемные центры, не лишним будет проверить уровень помех в подразделении контроля радиоэлектронных помех (РЭБ).
  • Экология. Звучит парадоксально: казалось бы, вы используете экологически чистый агрегат, какие могут быть проблемы? Пропеллер, расположенный на высоте 15 метров и выше, может стать препятствием на пути миграции пернатых. Вращающиеся лопасти незаметны для птиц, и они легко попадают под удар.
    Совет: Чем больше у вас образуется документов, подтверждающих безопасность ветрогенератора для окружающих, тем проще будет впоследствии отражать «атаки» беспокойных соседей и назойливых проверяющих.
    Парусный ветрогенератор своими руками

Разновидности генераторов

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

По расположению генератора устройство может быть горизонтальным или вертикальным

  • Классическая конструкция — ось вращения расположена параллельно земле, плоскость лопастей — перпендикулярно. Такая схема предусматривает свободное вращение вокруг вертикальной оси, для позиционирования «по ветру».Парусный ветрогенератор своими рукамиЧтобы плоскость вращения всегда занимала эффективное положения перпендикулярно направлению ветра, требуется хвостовое оперение, которое работает по принципу флюгера. Принцип действия простой: ветер меняет направление, воздействует на хвостовую плоскость, ось вращения генератора всегда расположена вдоль движения потока воздуха. Единственная сложность — подключение силовых кабелей. Если корпус генератора совершит несколько оборотов вокруг вертикальной оси, провода намотаются на мачту, и оборвутся. Поэтому требуется установка ограничителя. Он не позволяет совершить полный оборот, но приводит к зависанию) корпуса в мертвых зонах.Промышленные образцы имеют электронный регулятор слежения за направлением, и поворачивает корпус с помощью встроенного электромотора.Решить проблему можно с помощью цилиндрического пропеллера, который принимает воздушный поток как поперек, так и вдоль оси вращения. Правда, эффективность зависит от угла атаки. Чем больше ветер отклоняется от угла 90°, тем ниже КПД.Парусный ветрогенератор своими рукамиНо такую конструкцию трудно сделать своими руками, из-за сложностей в аэродинамике движителя.
  • Оптимальный вариант — вертикальные генераторы (то есть, ось вращения вала располагается перпендикулярно земле). При таком расположении аэродинамического движителя, вы вообще не зависите от направления ветра. Вращение одинаково эффективно, и зависит только от силы потока воздуха.Парусный ветрогенератор своими рукамиФорма лопастей может быть самой разной, есть простор для инженерной мысли. Существует множество интересных аэродинамических проектов, разработанных научными учреждениями. Причем чертежи большинства их них представлены в свободном доступе. Причем конструкции, опубликованные в литературе технической направленности времен СССР, порой оказываются наиболее рациональными.Парусный ветрогенератор своими рукамиРоторные винты имеют неоспоримое преимущество: вертикальный генератор закреплен статично, что упрощает электрическое подключение. Нет необходимости устанавливать ограничители вращения, как в горизонтальных схемах.

По номиналу генерируемого напряжения

  • Ветрогенераторы, изготовленные своими руками на 220 вольт, не требуют дополнительных преобразователей величины напряжения, и являются конструкциями прямого применения. Однако их работа зависит от силы ветра. Как минимум, необходим стабилизатор на выходе, выполняющий функцию регулятора при разных оборотах вала. При отсутствии ветра, система просто не работает.Преимущества неоспоримы: как правило, используется мощный электродвигатель, на который можно устанавливать винт, непосредственно закрепив его к валу ротора. Переделки минимальны по трудозатратам, такие моторы уже имеют удобный постамент, остается лишь изготовить опорную площадку.Парусный ветрогенератор своими рукамиЭлектродвигатели можно найти с минимальными финансовыми затратами: от любой списанной электроустановки. Например, промышленного вентилятора. Подходят и моторы от бытовой техники: стиральные машины, пылесосы.
  • 12 вольт (реже 24 вольта). Наиболее популярная конструкция — ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора. Причем он демонтируется из автомобиля-донора в комплекте с преобразователем напряжения. Переделка схемы не требуется: на выходе мы получаем либо 14 вольт (в автомобиле таким напряжением заряжается аккумулятор), либо требуемые для питания вашей энергосистемы 12 вольт. Наличие шкива позволяет сконструировать ременную передачу с требуемым соотношением оборотов. Ответную часть также можно снять с автомобиля донора.Парусный ветрогенератор своими рукамиПри желании, лопасти крепятся непосредственно на вал.Такие ветрогенераторы можно использовать как для непосредственного подключения к потребителю, так и в автомобильном режиме, воспроизведя систему зарядки в комплекте с аккумулятором. Если для организации энергоснабжения требуется 12 вольт, питание берется напрямую с клемм аккумулятора. Для получения 220 вольт, используется преобразователь. Подходящий вариант — источник бесперебойного питания.Парусный ветрогенератор своими рукамиСистема работает следующим образом: если отбираемая мощность ниже, чем может обеспечить генератор — аккумуляторные батареи заряжаются. Если порог превышен — мощность генерируется от АКБ.

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

Источник: https://ProFazu.ru/elektrooborudovanie/samodelki-oborud/vetrogenerator-svoimi-rukami.html

Реальные парусные ветрогенераторы из сибири

8 октября 2012 года.
Поскольку мы не завод, а инициативная группа, то у нас может быть и личная жизнь. А некоторые ярые противники нашего сайта уже поднадоели своими ежедневными измываниями, типа: «У вас ничего не получилось, обломились ребята, только языком чесать умеете и всякое в таком роде». Поэтому для них особенно, и для всех слюбовью сообщаю:

Читайте также:  Бруски для топки своими руками

В этом году я очень занят на стройке века:

Дневники нашего строительства:
http://www.forum.domesworld.ru/viewtopic.php?f=9&t=140

Модель нашего проекта:
http://youtu.be/xpV4Uk4i3yk

Геокупольные дома в мире (с чего мы заинтересовались):
http://www.youtube.com/watch?v=4dZVIBhKqWc

В ближайшие три года, я планирую полный переезд своей семьи в Родовое Поместье, в наш новый дом, а пока мы здесь строимся с апреля по ноябрь.

Также сообщаю, что хоть сколько-нибудь свободного времени мне не удалось найти в этот строительный сезон на установку 20м мачты и ветряка соответственно. Это меня конечно же разочаровало, но видимо всему свое время и я еще насмотрюсь из окна своего дома на ветряк.
===========================================================

16 марта 2012 года.
В предверии лета и переноса действующей установки на ветряное место за город мы вчера сняли ветроголовку с мачты в городе. Лето в этом году приближается быстро. По решению совета, в дальнейшем, возможно снова установим на прежнее место ветроголовку, поэтому мачту оставили на месте.

После завтра планируем тестовую полную сборку на земле двадцати метровой мачты. Натянем центральную «нить» и проверим соосность.
===========================================================

24 февраля 2012 года.
Продолжаем делать 20м. ажурную мачту. У всех выходные, а у нас наоборот. Кому интересно, можете подъехать посмотреть на интересный процесс. Вся работа происходит под открытым небом, прямо у стоящего ветряка.

Парусный ветрогенератор своими руками Парусный ветрогенератор своими руками Парусный ветрогенератор своими руками Парусный ветрогенератор своими руками

===========================================================
24 февраля 2012 года.
Парусный ветрогенератор своими рукамиРазобрались с зарядным устройством для АКБ. Прошли тестирования на серийном американском контроллере заряда с выпрямителем. В итоге решили оставить выпрямитель в виде готового покупного блока, а вот контроллер проектируем сами. Тем более, что все функции на 90% доступны благодаря тем компонентам, что уже установлены и работают в нашем шкафе управления ветрогенератором

Кроме того планируем в этом году установить за городом 5,5кВт установку (на своем участке 🙂 ) Для этого сегодня приступили к сварке 20м мачты.
Парусный ветрогенератор своими руками Парусный ветрогенератор своими руками ===========================================================

Парусный ветрогенератор своими руками4 августа 2011 года.

Разработана четвертая версия шкафа управления Асинхронным Генератором.

На его основе будут запущены в серию печатные платы на заводе по производству таких плат. Наш электронщик посетил несколько таких предприятий в итоге была достигнута договоренность и сейчас готовятся несколько образцов печатных плат с монтажом непосредственно на заводе. Все это помогает нам выйти на еще более качественный уровень.

  • Смотреть подробнее >>
  • ===========================================================

6 апреля 2011 года.
Кройка и пошив парусов.

Парусный ветрогенератор своими руками Парусный ветрогенератор своими руками

Готовим заказанные комплекты оборудования

===========================================================
2 апреля 2011 года.
Договорились с заводом поставщиком мотор-редукторов об установке на наши комплекты двигателей с 8-ю парами полюсов. Это привело к росту показателей съема энергии.

Для примера: все поступающие мотор-редукторы мы тестируем на предмет выхода в генераторный режим. И если на нашей первой установке с 6-ю парами полюсов нам приходилось заметно раскручивать его, то на новых установках генерация начинается с пол оборота. Это означает еще большую утилизацию малых ветров.

С чем мы и поздравляем счастливых заказчиков. Ведь даже у нас такого еще нет 🙂

===========================================================
9 марта 2011 года.
Ведем изготовление заказанных наборов ветрогенераторов на 4кВт и шкафов управления.

Для пошива парусов обзавелись своей промышленной швейной машиной.

Наши девицы красавицы предложили в дальнейшем делать паруса с орнаментами 🙂 Вот во истину чудо будет, когда над головами завращается такой ветряк…

Заканчиваем монтаж цевок на обод экспериментального ветрогенератора на 15кВт. Опыт показывает, что — это чертовски трудозатратное дело. Мало того, что диаметр обода 4м.

Так он ведь на таком диаметре еще и не весь круглый. А для организации точной передачи на зведочки генераторов требуется точность на совпадение около 3мм.

В общем пришлось попотеть несколько недель над разметкой и сваркой цевок.

  1. Кроме того получен материал (Капролон) для изготовления звездочек — передачи на два асинхронных генератора, расположенных на борту этого ветроагрегата.
  2. ===========================================================
    3 марта 2011 года.
    Процесс сборки шкафов управления:

===========================================================
18 февраля 2011 года.
Установили вторую версию печатной платы для шкафа управления.

Теперь появилось много дополнительных возможностей. Среди них подключение к ПК и разветвитель сигнала с датчика ветра. Теперь один датчик можно использовать сразу для нескольких устройств. В нашем случае для отображения информации на шкафе управления и сбора данных Power-Анемометром. Кроме того теперь используются более точные датчики тока и напряжения.

Теперь любой пользователь шкафа управления сможет не только воочию наблюдать данные с индикаторов но и записывать все параметры работы шкафа управления на свой компьютер.

Кроме того, в прощивку контроллера запрограммированы управляющие команды на изменение настроек и теперь организовав доступ к рабочему столу вашего ПК через интернет, можно дистанционно изменять параметры работы. Вот до чего дошел прогресс !!!

  • Кроме того продолжаются работы по строительству 15кВт установки нового поколения парусных ветрогенераторов.
  • ===========================================================

Источник: http://parus.z42.ru/

Как сделать парусный ветрогенератор своими руками?

Единственная проблема, которую решают ветрогенераторы парусного типа – малая скорость ветра. Благодаря особой конструкции парусный ветрогенератор реагирует даже на малейшее дуновение ветра, начиная уже от скорости 1 м/с. Естественно, эта уникальная особенность только положительно сказывается на продуктивности и высоком КПД этих ветровых установок.

Лопастный генератор имеет существенный недостаток – требуется умеренно сильный или сильный ветер для эффективной работы. Для генераторов парусной конструкции теперь неважно ни место, где она установлена, ни высота. Эти неоспоримые преимущества позволяют вырабатывать электроэнергию практически в любой точке земного шара.

Преимущества:

  • минимально допустимая скорость ветра – 0,5 м/с;
  • мгновенное реагирование на поток воздуха;
  • легкие лопасти парусного устройства, что облегчает общий вес конструкции;
  • снижение риска повреждений из-за пропуска ветровой нагрузки на парусный ветрогенератор;
  • высокая ремонтопригодность при эксплуатации;
  • доступность к материалу в отличии от композитного пластика;
  • возможность соорудить своими руками всю конструкцию;
  • разнообразие конструкций (вертикальные, горизонтальные);
  • отсутствие радиопомех при работе;
  • полная безопасность для человека и окружающей среды;
  • простота при монтаже, компактность;
  • возможность обеспечения электричеством всего дома и приборов, которые в нем находятся.

Недостаток всего один — потеря преимущества при очень сильных ветрах.

Как выбрать

На сегодняшний день существует огромный выбор среди ветрогенераторов парусного типа. Тип, мощность, вес конструкции – все это отражается на эксплуатации и вырабатываемой электроэнергии, а значит, что эти параметры нужно учитывать при выборе.

Парусный ветрогенератор своими рукамиМонтаж ветряка «Ветролов»

Не менее важно уметь разбираться в трех составляющих:

  1. Ротор. Диаметр ротора влияет на производительность, а она в свою очередь зависит от скорости вращения и габаритов всего ротора.
  2. Вес общий и отдельных частей. Огромный вес не понадобится, но нужно, чтобы вся установка имела жесткость для большей устойчивости.
  3. Лопасти. Лопасти должны иметь определенные аэродинамические показатели, а также быть надежно выполнены, так как именно они испытывают наибольшую нагрузку.

Место установки

Парусные ветрогенераторы имеют один неоспоримый плюс – их можно устанавливать практически в любом более-менее доступном месте. Однако все же лучше будет позаботиться о том, чтобы площадка была максимально удалена от больших объектов.

Постройки, деревья – все это не столько препятствует потоку воздушных масс, сколько создает ненужную в данном случае турбулентность. Завихрения от посторонних объектов можно избежать, если поставить всю конструкцию на предварительно сооруженную башню.

 Ее высота должна быть выше близ расположенной постройки.

Парусный ветрогенератор своими рукамиСхема парусного ветроколеса

Законы аэродинамики таковы, что используя половину возможности ветра можно получить всего 1/8 его энергии. И наоборот – поймав максимально возможный поток, можно получить в восемь раз больше энергии. Также следует учитывать один очень важный нюанс – взгляд со стороны закона.

Парусный ветрогенератор своими рукамиВетряк Буктукова

Законодательство большинства стран предусматривает штрафы с последующим изыманием ветряка любого типа (в том числе и воздушного генератора), если его мощность превышает норму. Норма может колебаться в зависимости от страны и региона. Поэтому лучше изучить закон, чтобы не попасть в нелепую ситуацию – понести расходы при монтаже, а потом еще и в виде наказания от государства.

Какие бывают разновидности

  1. Тип Савониуса. Два и более полуцилиндра вращаются вокруг оси. Преимущество: вращение постоянное, независимое от направления ветра. Недостаток: низкий КПД.
  2. Ортогональный тип. Лопасти параллельны оси и находятся на некотором расстоянии от нее.

    Преимущество: больший КПД. Недостаток: создаваемый шум при работе.

  3. Тип Дарье. Две или более плоских полосы дугообразной формы. Преимущество: малошумный, низкая себестоимость. Недостаток: требует системы старта для начала работы.
  4. Геликоидный тип.

    Несколько (обычно три) лопастей отдалены от оси и имеют наклон. Преимущество: конструкция более долговечна. Недостаток: большая стоимость.

  5. Многолопастный тип. Два ряда лопастей вокруг оси. Преимущество: очень высокая производительность.

    Недостаток: шум при работе.

Самое главное – мощность

Если задумать изготовить ветровую электростанцию парусного типа, необходимо хотя бы приблизительно просчитать, какую мощность она будет давать. Существует универсальная формула, позволяющая это сделать:

Мощность (кВт) = плотность воздуха (кг/м3) * радиус площади лопастей (м2) * скорость ветра (м/с) * 3,14

Принцип работы ветряка

Учитываем:

  1. Плотность воздуха меняется с повышением и понижением температура. К примеру, летом плотность воздуха примерно 1,1 кг/м3, а зимой 1,2-1,4 кг/м3.
  2. Скорость ветра – величина непостоянная.
  3. Повышение радиуса лопасти пропорционально повышает мощность.

Покупная станция или сделанная своими руками – в любом случае это экономия в перспективе. Современный мир уже давно перешел на альтернативные источники энергии, теперь пришла и наша очередь.

Источник: https://energomir.biz/alternativnaya-energetika/veter/parusnyj-vetrogenerator.html

Парусный ветряк: анализ конструкции и примеры использования

Экология потребления.Наука и техника: Можно сказать, что парусный ветряк один из самых простых, но в тоже время один из самых неэффективных существующих ветряков. КИЭВ парусного ветряка не может быть выше 20% даже теоретически.

Человечество использует паруса с незапамятных времен, уже много тысяч лет. Вобщем, сколько себя помнит. Когда о аэродинамике еще и понятия не имели. Но ветряные мельницы уже крутились и лодки под парусами уже плавали.

Правда в те времена пользовались обычно плоскими парусами. В средние века были изобретены паруса более совершенные, что тут же повлекло резкий скачок в развитии мореплавания, и как следствие — наиболее громкие географические открытия.

Но до сих пор парус продолжает служить и будет служить людям до тех пор, пока дует ветер.

Как выглядит парусный ветряк вам должно быть понятно из фотографий. Не вдаваясь в дебри аэродинамики, можно сказать, что парусный ветряк один из самых простых, но в тоже время один из самых неэффективных существующих ветряков. КИЭВ парусного ветряка не может быть выше 20% даже теоретически.

Это означает, что вы будете получать только 1/5 часть мощности ветрового потока, попадающего на лопасти парусного ветряка. Например, если ветер дует со скоростью 5 м/с, а ветряк у вас 5 метров в диаметре, то мощность ветрового потока будет ок. 1500 Ватт. Вы же реально можете снять с ветряка только 300 Ватт (в лучшем случае).

И это с пятиметровой конструкции!

Парусный ветрогенератор своими руками

К счастью только низким КИЭВ (коэффициент использования энергии ветра) недостатки парусного ветряка и ограничиваются. Дальше идут только достоинства.

Парусный ветряк — самый тихоходный ветряк. Его быстроходность редко приближается к 2, а обычно находится в диапазоне от 1 до 1,5. И все из за его чудовищной аэродинамики.

С другой стороны, парусный ветряк — один из самых чувствительных ветряков. Он работает с самого низа диапазона скоростей ветра, начиная буквально от штиля, с 1-2 метров в секунду.

А это намаловажный фактор в условиях центральной России, где ветер редко бывает больше 3-5 метров в секунду. Тут, где более быстроходные ветряки по большей части бьют баклуши, парусный ветряк будет хоть что то выдавать.

Хотя, как вам наверное известно, Россия не славится ветряными мельницами, тут не приморская Голландия и ветра нас не балуют. Зато было много водяных мельниц.

Еще одним достоинством парусного ветряка является удивительная простота его конструкции. Вал ветряка, на подшипниках, естественно, на валу — ступица. К ступице прикреплены «мачты», обычно из от 8 до 24-х.

А от мачт отходят косые паруса из прочной тонкой материи, как правило, синтетической. Другая часть паруса крепится шкотами, которые выполняют и роль регуляторов угла поворота парусов и роль противоштормовой защиты. Т.е.

самое примитивное парусное вооружение, проще, чем на самой простой яхте.

Именно эта простота конструкции и не позволяет отправлять парусный ветряк в архив технических достижений человечества. Для переносного, перевозного, походного, аварийного варианта парусный ветряк — достаточно достойная конструкция.

В собранном варианте он представляет собой упаковку не больше, чем палатка. Паруса свернуты, мачты сложены.

Даже 2-х метровый парусный ветряк на ветре в 5 метров/сек даст верных 25-40 Ватт энергии, чего с лихвой хватит для зарядка аккумуляторов и связной и навигационной аппаратуры, да и для незамысловатой системы освещения на мощных светодиодах хватит.

Невысокая по определению мощность парусного ветряка наводит на мысль о применении в качестве генератора шагового двигателя аналогичной мощности ( 30-40 Ватт). Ему тоже не требуются высокие обороты, 200-300 в минуту вполне хватит. Что идеально согласуется с частотой оборотов ветряка.

Ведь он при быстроходности 1,5, будет выдавать эти 200 оборотов уже при ветре 4-5 метров в секунду. Используя готовый шаговый двигатель вы тем самым избавите себя от достаточно серьезной мороки по изготовлению электрогенератора.

Поскольку изначально подразумевается наличие редуктора или мультипликатора, то легко можно согласовать обороты парусного ветряка и генератора.

Если сделать вариант с жесткими (пластиковыми парусами), то можно будет несколько увеличить быстроходность, правда за счет некоторого снижения мобильности. В разобранном виде ветряк будет занимать больше места.

Парусный ветрогенератор своими руками

Поэтому если ваши амбиции по запряганию ветра в свою телегу ограничиваются мощностью в пару-тройку десятков Ватт для зарядки небольших и средних аккумуляторов, (до 100 А.

ч), организацией простого освещения с помощью инвертора до 220 вольт и энергосберегающих ламп, то парусный ветряк — весьма и весьма достойный вариант.

Это будет пусть и не самый эффективный в плане использования энергии ветра, но очень бюджетный и быстро окупаемый вариант. 2-3 метровый ветряк будет выдавать вам до 1 КВт энергии в сутки.

В качестве походного, парусный ветряк будет дешевле самого дешевого бензинового электрогенератора и окупит себя изначально.

Стационарные парусные ветряки строят изначально большие именно из-за их невысокого КИЭВ. Не менее 5-6 метров диаметром, иначе нет смысла. Такой ветряк уже стабильно будет выдавать до 2-3 Квт энергии в сутки.

И при рачительном ее использовании, их можно превратить в 3-5 Квт осветительной энергии (например для освещения теплицы или парника).

А при использовании теплового насоса — в 5-6 Квт тепловой энергии, что позволит отапливать небольшой садовый домик в 20-30 кв. метров и серьезно экономить топливо.

Поэтому парусный ветряк, несмотря на свою архаичность конструкции остается способом использования ветра все еще заслуживающим внимания. Особенно в зоне слабых ветров.

Верхний предел рабочей скорости ветра у парусного ветряка не более 10-12 метров в секунду. И то у самых надежных ветряков. Поэтому при конструировании парусного ветряка следует серьезно озаботиться штормовой защитой.

Например сделать «ломающиеся» мачты, на основе конструкции антенны Куликова, или придумать устройство расслабляющие шкоты, что бы превратить паруса во флаги, или складывать мачты при помощи тросов –растяжек, и т.д.

 опубликовано econet.ru 

Источник: https://econet.ru/articles/141877-parusnyy-vetryak-analiz-konstruktsii-i-primery-ispolzovaniya

Парусный ветрогенератор: материалы, принцип работы и изготовление своими руками

Ветрогенераторы как источники электроэнергии появились достаточно давно, чтобы успеть обрасти массой вариантов конструкции. Одним из старых, но до сих пор успешно применяющихся и развивающихся вариантов конструкции является парусный ротор. Долговечность конструкции вызвана высокой чувствительностью — большая площадь лопастей позволяет эффективно принимать энергию ветра.

На потоках с низкой скоростью, когда обычные лопастные турбины еще не запустились, парусники уже вращаются и вырабатывают энергию. Эти преимущества заставляют конструкторов постоянно совершенствовать конструкцию, создавать новые, более эффективные разработки.

Ветряк-водокачка

Прототипом нынешних парусных турбин был ветряк-водокачка. Он преобразовывал энергию ветра во вращательное, а затем — в возвратно-поступательное движение, заставляя двигаться помпу, подающую из скважины воду на поверхность. Конструкция была проста и весьма надежна, такие ветряки существуют до сих пор.

Примечательно, что внешний вид ветроколеса был практически таким же, что и на нынешних моделях, хотя со времени появления первых промышленных образцов прошло более 100 лет. Единственным отличием является жестяные лопасти у старых образцов и мягкие тканевые у современных.

Современные ветрогенераторы с парусным ротором

Нынешние конструкции выполняют несколько другую задачу. Они вырабатывают электроэнергию, хотя принцип действия остается прежним — превращение энергии ветра во вращательное движение.

С появлением новых технологий и материалов изменился и внешний вид парусного ротора. Лопасти теперь представляют собой рамы лепестковой формы из трубы. На нее натягиваются паруса из плотной синтетической ткани, не боящейся влаги или перепадов температуры. Иногда рама не имеет замкнутой формы, представляя собой подобие буквы «Г».

Обычно парус имеет треугольную форму с вершиной у центра вращения. Одна из сторон треугольника, примыкающая к вершине, не присоединена к раме. Под давлением ветра она несколько выгибается, образуя лопасть с оптимальным для данной силы ветра профилем. Вращение начинается при малых скоростях ветра — уже при 3-4 м/сек генератор способен заряжать аккумуляторные батареи.

Парусный ветрогенератор своими руками

Основное преимущество парусников — простота конструкции и возможность отремонтировать или целиком изготовить ее самостоятельно.

По сравнению с лопастями, склеенными из стеклоткани или нарезанными из полипропиленовых труб, изготовление и замена не составляют никакого труда. При этом, существуют и промышленные образцы.

Они, как правило, производятся небольшими коллективами, но конструкции весьма интересны. Так, есть модели, объединяющие парус и диффузор.

Лопасти расположены не в плоскости, а наподобие лепестков полураскрывшегося цветка. Поток ветра попадает в такой раструб, уплотняется и с максимальным усилием действует на основание лопасти. Давление на этот участок не опасно, а энергия передается наиболее эффективным образом.

Известны также парусники с вертикальной осью вращения. Они во многом повторяют обычные конструкции, в основном, карусельного типа. Строение паруса имеет специфический тип, исключающий одинаковое воздействие на рабочую и тыльную стороны лопастей.

Парусник своими руками

Высокие достоинства парусных ветрогенераторов побудили многих любителей заняться изготовлением подобных конструкций. Принципиальным отличием от других типов ветряков является только сам ротор, остальные элементы установки у всех разновидностей ветрогенераторов одинаковы.

Крыльчатка парусного типа имеет малую массу и вес. Это означает, что инерция покоя мала, нагрузка на опорные конструкции и подшипники также невелика.

Еще одной особенностью является способность парусников самостоятельно наводиться на ветер, что снижает сложность создания ротора.

Диаметр крыльчатки можно сделать достаточно большим, увеличивая способность принимать энергию потока с большей эффективностью.

Для изготовления лопастей используются металлические трубы. Распространенный вариант — изготовление замкнутой окружности наподобие обруча, от центра расходятся радиусные планки, являющиеся креплениями парусов.

Их количество может быть разным, в зависимости от силы ветров в регионе — чем сильнее поток, тем большее число лопастей понадобится сделать.

Такое соотношение делается для образования большего количества щелей в плоскости крыльчатки, пропускающих ветер и снижающих излишнюю нагрузку.

Крыльчатка должна быть качественно отбалансирована. Это особенно важно при больших диаметрах (для мощных ветряков, способных обеспечить весь дом, понадобится до 10 м диаметра).

Кроме того, надо предусмотреть возможность торможения колеса и смены парусов при выходе их из строя.

Установка ветряка производится на отдалении от дома или построек, высота мачты должна обеспечивать контакт с достаточно мощными потоками ветра.

Рекомендуемые товары

Источник: https://Energo.house/veter/parusnyi-vetrogenerator.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector