Самодельные ветроэлектростанции: Ветрогенератор для дома своими руками смастерил тернопольский пенсионер

Ветрогенератор для дома своими руками смастерил тернопольский пенсионер

Несколько лет назад житель Тернополя Ярослав Бендас стал известным на всю Украину благодаря своей мини-электростанции. Однако мало кто знает о ее уникальности и значительном отличии от существующих аналогов. 73-летний изобретатель и сейчас пребывает в поиске рациональных идей, которые сразу же реализует. Одна из последних его работ – фонтан в форме Эйфелевой башни с подачей воды в циклическом замкнутом круге.

Даже при слабом ветре – два-три метра в секунду – домашняя ветроэлектростанция Ярослава Бендаса способна производить энергию. «Чтобы при ураганных ветрах ничего не перегорело, оснастил ветряк специальными тормозами, которые замедляют вращение лопастей до допустимого уровня», – рассказывает пенсионер.

Благодаря четырем специальным подставкам установка не деформирует крышу и не создает никаких вибраций, отмечает разработчик. В свое время на строительство самодельной ВЭС тернопольский рационализатор потратил около 300 долларов.

С тех пор семья изобретателя экономит значительные средства: использование газа в зимние месяцы уменьшилось наполовину – с 400 до 200 кубометров.

О своих интересных изобретениях украинский умелец рассказал изданию “Тернополь вечерний“:

– Ярослав Николаевич, в чем основа вашей любви к электронике и вообще к технике. Вы специалист в этом деле или просто любитель?

– Это дело моей жизни. В свое время закончил общетехнический факультет Тернопольского пединститута. Долгое время работал на одном из крупнейших промышленных гигантов нашего края – ВО “Ватра”. Последние 16 лет перед выходом на пенсию с этого предприятия продолжал трудовую деятельность в межшкольном учебно-производственном комбинате. Там преподавал детям теорию и практику по электротехнике. Сейчас уже и такого учебно-производственного учреждения нет, а тогда оно играл важную роль в профориентации учащихся. Выйдя на пенсию, занимаюсь любимым делом.

– Вы не только в Тернополе, но и на всю Украину известны своей мини-электростанцией. А до этого мастерили интересные вещи?

– До создания этой установки я придумал много разных приборов, которые были полезными в быту. В свое время занимался аквариумами, электрооборудованием для них, сделал автоматически раздвижные шторы и различные приспособления в собственном доме.

– А как вам пришла идея создать домашнюю мини-электростанцию. Это было потребностью в энергосбережении или предметом рационализаторской мысли?

– В свое время один приятель подарил мне генератор от передвижной киноустановки. Десять лет назад, когда я достраивал свой дом на улице Ломоносова, задумал использовать этот механизм с пользой. Для этого соорудил прочную плоскую крышу, на которой впоследствии установил почти полутонную конструкцию – большой ветряк на трехметровой мачте, оснащенный 8 лопастями с размахом крыльев 2 м 80 см.

Читайте также: Ветрогенератор для дома: особенности, которые нужно обязательно знать владельцу частной электростанции

– Сначала ветряк крутился в горизонтальном положении. Что заставило вас кардинально перестроить ветровую электроустановку?

Действительно, сначала так и было. Я хотел, чтобы электроустановка работала независимо от направления ветра. В таком положении, откуда бы ни дул ветер, лопасти все равно крутятся, но меня не устраивало небольшое количество оборотов и слабая мощность. А чтобы переоборудовать с горизонтального на вертикальное положение, надо было полностью переделать всю конструкцию. Но, как сделать, чтобы установка одновременно поворачивалась к ветру и крутилась? Для этого я приспособил задний мост от «Жигулей». Заглушив одну из полуосей, установил на ее место хвост. А вторую полуось применил для ветряка. Поэтому вертикальная ось идет к тонвалу, который начинает крутить, а передача идет к генератору.

Ваша ветровая электроустановка отличается от тех, что есть в серийном производстве в западных странах?

– Для ветровых установок необходим тихоходный генератор, который имеет небольшое количество оборотов, а у меня он – от кинопередвижки. Если его использовать для освещения, то необходимы аккумуляторы и преобразователи энергии. Для этого надо было затратить немалые средства. Я пошел другим путем. Использовал то, что генератор в зависимости от силы ветра производит электрический ток определенного напряжения. Поставил тэны в обогревательный котел, параллельно использую для отопления дома природный газ и энергию с электроустановки. Если генератор работает, тэны соответственно производят напряжение, температура воды поднимается, и подача газа автоматически выключается. Я только устанавливаю необходимую температуру. Когда пользовался исключительно газом для отопления своего дома, то при сильных морозах использовал почти по 400 кубометров голубого топлива в месяц, а теперь использование газа уменьшилось наполовину. Для семейного бюджета это существенная экономия.

Ярослав Николаевич, то есть вы уже десять лет размышляете над проблемой энергосбережения для отопительных устройств?

– Тогда эта тема не была столь актуальной, но уже намечалось подорожание энергоносителей. И надо было думать, как решить эту проблему в отдельно взятом доме. И выгода от мини-электростанции очевидна. За рубежом, особенно в прибрежных зонах Франции, Нидерландов, Германии, Испании, Португалии – довольно много ветряных мельниц. Поставят их 50 или 100 и работают они как единая энергосистема. Почему наша промышленность не выпускает такие генераторы? Их можно эффективно использовать на дачных участках, в частных домах в городе или в деревне, на различных туристических объектах.

– Сделав уникальную ветровую электроустановку, вы не остановились в поисках рационализаторских идей. Недавно вы смастерили фонтан в виде Эйфелевой башни. Расскажите, пожалуйста, о своем очередном творении?

– Я не могу сидеть без дела. В прошлом году идею создать небольшой фонтан у дома мне подкинула дочь, но потом сама же отказалась от замысла. Мол, для функционирования фонтана необходимо задействовать водопровод, а это большие финансовые затраты. Я решил эту проблему другим способом.

Заливаю два ведра воды, которая циркулирует в системе. Когда она частично испаряется, доливаю необходимое количество воды.

– Какой принцип у этой циркуляции?

– Я сделал диафрагменный насос, который под давлением качает воду, забирая ее из бачка и подавая наружу. Подачу через редуктор осуществляет низкоэнергозатратный электрический моторчик. Вода снова стекает в бачок и дальше идет по кругу. Эта конструкция хоть и уже работает более месяца, еще не завершена.

– Что-то планируете в ней доработать?

– Сейчас под водяным напором движется мяч. Хочу, чтобы там крутилось колесо или двигалась какая-то фигурка. Планирую также облагородить это место насаждениями и декоративной травой. Люди, которые проходят мимо моего дома, заглядываются на фонтан. А я хочу, чтобы он радовал их глаз.

– Ярослав Николаевич, ваши родные утверждают, что у вас ненужных вещей не бывает?

– Дочка часто упрекает, зачем мне столько барахла? А я считаю, что рано или поздно из него что-то сделаю полезное. Многие вещи люди просто выбрасывают, не зная, что их еще можно с пользой применить. У меня была незадействованная ванна, которую, наполнив водой, установил на крыше. Подсоединил к водоснабжению и в теплое время есть бесплатный душ. Видеоголовка от старой камеры и различные электронные устройства применил в системе видеонаблюдения за собственным подворьем. Старое электронное оборудование использую как для создания различного напряжения и пайки, так и управления антеннами для телевидения. Каждую вещь можно где-то приспособить и она принесет пользу.

Читайте также: 80-летний украинский инженер сконструировал ветряк по собственному проекту

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Мощная стационарная ветроэлектростанция своими руками – конструкция и чертежи » Полезные самоделки

Последний год целые города остаются без света. Вообще-то сия проблема социальная. Но, не имея возможности влиять на общественные процессы, многие читатели хотят решить ее чисто техническим путем. Письма с просьбой прислать чертежи ветроэлектростанции (ВЭС) поступают к нам каждый месяц.

---

Не следует думать, что достаточно насадить пропеллер на вал генератора – и ветряная электростанция готова! Скорость ветра очень непостоянна. Потому скорость вращения вала генератора будет меняться по много раз на день. Вслед за ней станет изменяться и напряжение, частота тока.

Согласно стандартам напряжение подаваемого в наши дома переменного тока в 220 В выдерживается с точностью плюс десять – минус пятнадцать процентов. А точность частоты в 50 Гц и того выше – одна десятая процента. Получить от ВЭС ток такого качества крайне трудно. 

Однако всегда ли оно необходимо? Все зависит от подключаемого электроприбора. Например, для компьютера или телевизора строгое соблюдение всех параметров абсолютно необходимо. Для электронагревательных приборов частота почти безразлична. При понижении напряжения в 1,5 раза некоторые из них, например утюг или электрокамин, сохраняют работоспособность. Лампа накаливания при уменьшении напряжения в 1,5 раза уменьшает свой световой поток в 4,3 раза. Но нет худа без добра, срок службы возрастает в 38 раз!

По сообщениям наших корреспондентов из «горячих точек», где отключение электроэнергии длилось месяцами, появились простейшие любительские ВЭС на основе пропеллера диаметром около двух метров, соединенного ременной передачей с велосипедным генератором. 

Нередко их устанавливали на балконах городских домов. Такие электростанции больше служили поднятию морального духа, чем каким-либо практическим целям. Цель данной статьи – изложить общие принципы, которые можно было бы положить в основу при самостоятельном изготовлении небольшой, достаточно эффективной ВЭС.

До революции Россия была на первом месте в мире по использованию энергии ветра. Общая мощность наших ветроэнергетических установок (в основном это были мельницы и насосные станции) достигала 1,2 миллиона кВт. В США к 1945 году общая мощность ветродвигателей достигла 6 миллионов кВт, причем среди них преобладали электростанции, впоследствии цены на нефть резко снизились, и интерес к ветроэнергетике везде резко упал. Сегодня общая мощность ветросиловых установок всего мира ниже, чем в дореволюционной России.

Однако возросли цены на нефть. Катастрофических размеров достигло вызванное сжиганием топлива загрязнение среды, и вновь возник интерес к энергии ветра. И нашей стране на территории Калмыкии создан комплекс ветроэлектростанций мощностью около 1000 кВт каждая. Это огромные сооружения с высокими башнями, увенчанные стометровыми роторами.

ВЭС, способная дать свет и тепло дому для 1 семьи. Это сооружение высотой 10 – 15 метров, с ротором диаметром 5 – 7 метров и мощностью около 10 кВт. Она оснащена системами автоматического поддержания параметров тока, батареей аккумуляторов и резервной дизельной электростанцией на случай длительного бездействия. За рубежом такие установки выпускаются в массовом масштабе и стоят не дороже автомобиля.

Прекрасные ВЭС мощностью до 250 Вт были разработаны в нашей стране еще в довоенное время (рис. 3). При массовом производстве они были бы не дороже мопеда и вполне доступны для самостоятельного изготовления. Чертежи одной из таких установок, ВИСХОМ Д-1,5 с максимальной мощностью 120 Вт, нам удалось найти в старой литературе. Она настолько проста, что ее можно сделать в школьных мастерских.

Во все времена стремились добиться постоянства скорости вращения ветряка. В начале XX века ветроэнергетика значительно продвинулась в своем развитии за счет идей, взятых М авиации.

Так, например, появился винт переменного шага с поворотом лопастей относительно продольной оси. На ветродвигателе Д-1,5 для поворота лопастей служили специальные грузики (рис. 1). При вращении ротора на них возникал гироскопический эффект, стремящийся развернуть лопасть вдоль потока. Но на оси лопасти была еще и пружина, которая при этом закручивалась, препятствуя повороту. При определен ном подборе массы грузиков за счет противоборства сил инерции и упругости пружины удавалось поддерживать скорость вращения ротора с точностью до 6% при изменении скорости ветра от 4 до 12 м/с.

Однако винт переменного шага дорог и сложен. Его применение на маломощных ветродвигателях экономически не оправдывалось.

Наиболее дешевые ветряки оснащались деревянным винтом постоянного шага. Поддержание постоянства скорости осуществлялось при помощи «лопаты» (рис. 2). Она стремилась развернуть плоскость вращения винта по ветру, что уменьшало скорость вращения. Хвост же ветродвигателя, напротив, ставил плоскость вращения винта перпендикулярно ветру, чем достигалось ее увеличение. Регулирование опять-таки достигалось в результате противоборства этих двух сил. Однако без введения дополнительных сложных устройств качество регулирования получалось невысоким. Сегодня подобное регулирование осуществляется с помощью электроники.

Поддерживая постоянство скорости вращения, можно получать стабильное напряжение и частоту тока. Мощность же, развиваемая генератором, по-прежнему зависит от скорости ветра. Например, ветродвигатель Д-1,5 при скорости 4 м/с развивал мощность на клеммах генератора 2,5 Вт; при 5 м/с – 13 Вт; при 7 м/с – 60 и начиная с 8 и более м/с – 109 Вт. Поэтому без применения аккумуляторных батарей, сглаживающих эту неравномерность получаемой мощности, пользоваться ветряными электростанциями трудно.

 

Среднегодовая выработка энергии зависит от средней скорости ветра в данной местности. Там, где часто дуют сильные

ветры, а значит, могут прекрасно работать ветряки, например 1 Калмыцких степях, людей не так уж много. В обжитых же местностях либо дуют слабые ветры, либо сильный ветер час. Но сменяет безветрие. Поэтому ветряная электростанция Д-1,5 в местности со средней скоростью ветра 4 м/с выдает за год 191 кВт/ч. А при среднегодовой скорости ветра 7 м/с – 548 кВт/ч в год.

Учтем, что КПД электрогенератора малой мощности в те годы не превышал 50 %. Таким же низким был и КПД зарядно-разрядного цикла тогдашних аккумуляторов. Таким образом, потребитель получал лишь четвертую часть энергии от лопастей ветродвигателя. Сегодня эффективность подобной электростанции была бы в два раза выше.

Есть смысл сравнить ее с небольшими бензиновыми электростанциями. Обычно они расходуют около 400 г бензина на кВт/ч. Получается, что крохотная ветроэлектрическая станция довоенного образца экономит от 100 до 300 л бензина в год, а ее современное исполнение в два раза больше.

Ветроэлектростанция Д-1,5 крепилась на верхушке обычного зарытого в землю деревянного столба, применяемого для прокладки сельских линий электропередачи. Она состояла из автомобильного электрогенератора постоянного тока с двухлопастным пропеллером на валу. Он вращался со скоростью 900 – 1200 об/мин. Сам генератор был снабжен хвостом и мог свободно поворачиваться на оси под действием ветра. Общее представление о креплении головки ветродвигателя к оси дает рисунок 4. Конструкция это-го узла может быть и иной, более соответствующей вашим возможностям.

Важнейшая деталь двигателя – воздушный винт. От  его изготовления зависит вся работа электростанции (рис.5, 6). Чертеж лопасти винта взят из старого пособия. Заготовка ее состоит из 2 – 3 слоев толстой фанеры, склеенных казеиновым клеем. Готовая лопасть должна быть тщательно отлакирована и отполирована.

На рисунке 7 втулка винта с механизмом изменения шага. Его вам придется конструировать самостоятельно, приведя в соответствие с размерами современных шарикоподшипников и диаметром вала выбранного вами генератора. Поворот лопасти осуществлялся под действием инерционных сил, возникавших на поперечной стальной штанге (длина – 150, диаметр – 8 мм). На рисунке 8 – пружина регулирования, длина заготовки – 1175 мм, число витков – 14.

Сегодня опыт создания ветродвигателей утерян. Людей, практически знакомых с ними, почти нет. Опыт вам придется нарабатывать с нуля. На наш взгляд, целесообразно вначале изготовить винт постоянного шага, регулировку производить при помощи лопаты. Ее размеры следует подобрать экспериментально.

Электрогенератор, систему регулирования и аккумуляторную батарею можно взять от легкового автомобиля. В этом случае освещение дома можно производить с помощью автомобильных ламп накаливания. Но более целесообразно применить люминесцентные лампы, питаемые от постоянного тока по специальной схеме.

Как видите, заставить ветер освещать дом не так уж просто. Бог вам в помощь!

Мир самоделок – Простая ветроэлектростанция

Пробовали вы запрячь ветер, чтобы заставить его работать на себя? Ведь энергия ветра – одна из самых дешевых и легкодоступных!
Построить ветроустановку для выработки электроэнергии, пусть небольшую, маломощную, сможет каждая семья, живущая в сельской местности, каждая школа. Энергии, выработанной ветроустановкой, хватит, чтобы включить насос для поливки огорода или сада, чтобы осветить дом или двор.

Мы будем использовать известную еще в давние времена схему ветроустановки с самовращающимся барабаном.
Устройство представляет собой две половинки полого цилиндра, которые после его разрезки раздвигались в стороны от общей оси. Образовавшееся тело обладало ярко выраженной аэродинамической несимметричностью. Набегающий поперек его оси поток воздуха как бы соскальзывал с выпуклой стороны одного полуцилиндра. Зато другой, обращенный к ветру своеобразным карманом, оказывал значительное сопротивление. Барабан поворачивался, полуцилиндры менялись местами все быстрее и быстрее, и вертушка таким образом быстро раскручивалась.
Вот этот принцип и возмем за основу своей будущей ветроэлектростанции.
Подобная схема выгодно отличается от ветроустановки с пропеллерной вертушкой. Во-первых, она не требует при изготовлении большой точности и дает широкий выбор применяемых материалов. Во-вторых, она компактна.
Судите сами. Мощность ветрогенератора, приводимого в действие барабаном диаметром всего около метра, будет такой же, как при использовании трехлопастного пропеллера диаметром 2,5 м! И если пропеллерную вертушку нужно устанавливать на высокой штанге или на крыше дома (этого требует техника безопасности), то вертушку-барабан можно ставить прямо на земле, под навесом. Есть у барабана и еще ряд достоинств: большой крутящий момент при малых оборотах (значит, можно обойтись либо совсем без редуктора, либо использовать простейший одноступенчатый), отсутствие щеточного токосъемного механизма.
Для ветроэлектростанции достаточно использовать двухлопастный барабан. И все же мы советуем увеличить количество лопастей до четырех. Тяговые характеристики такой установки значительно улучшатся.
Итак, начнем с изготовления барабана (рис. 2). Лопасти можно сделать из фанеры, кровельного железа, дюралюминиевого листа или листового пластика подходящих размеров. В любом варианте старайтесь избегать применения излишне толстых заготовок – ротор должен быть легким. Это уменьшит трение в подшипниках, а значит, барабан будет легче раскручиваться ветром.
Если вы воспользуетесь кровельным железом, вертикальные края лопастей усильте, подложив под отбортовку металлический пруток диаметром 5-6 мм. Если вы решили сделать детали вертушки из фанеры (ее толщина должна быть 5-6 мм), не забудьте пропитать заготовки горячей олифой. Щеки барабана можно изготовить из древесины, пластмассы или легкого металла. Собирая барабан, не забудьте промазать места стыков густой масляной краской.

На рисунке 3: 1 – резистор; 2 – обмотка статора генератора; 3 – ротор генератора; 4 – регулятор напряжения; 5 – реле обратного тока; 6 – амперметр; 7 – аккумулятор; 8 – предохранитель; 9 – выключатель.

Крестовины, соединяющие отдельные лопасти в ротор, лучше сварить или склепать из стальных полос сечением 5 x 60 мм. Можно использовать и древесину: толщина заготовки не менее 25 мм, ширина – 80 мм.
Ось для вертушки проще всего сделать из двухметрового отрезка стальной трубы с внешним диаметром около 30 мм. Перед тем как подбирать заготовку для оси, найдите два шарикоподшипника, желательно новые. Согласовав размеры трубы и подшипников, вы избавите себя от лишней работы по подгонке трубы к внутренним обоймам подшипников. Стальные крестовины ротора привариваются к оси, деревянные крепятся эпоксидным клеем и стальными штифтами диаметром 5- 6 мм, проходящими одновременно через каждую крестовину и трубу. Лопасти смонтируйте на болтах M12. Внимательно проверьте расстояния от лопастей до оси: они должны быть одинаковыми – 140-150 мм. Собрав барабан, снова покройте стыки деталей густой масляной краской.
Главный элемент установки готов, остается изготовить станину, сварив или склепав ее из металлического уголка (годится и деревянный вариант). На готовую станину установите шарикоподшипники. Проследите, чтобы не было перекоса, иначе ротор не сможет легко вращаться. Все детали установки дважды покройте масляной краской, на нижнем конце оси закрепите набор шкивов различного диаметра. Перекинутый через шкив вертушки ремень соедините с генератором электрического тока, например автомобильным. Построенный образец ветросиловой установки при скорости ветра 9-10 м/с сможет обеспечить мощность, передаваемую на генератор, равную 800 Вт.
Ну а если стоит безветренная погода или ветер слишком слаб, чтобы давать необходимую электроэнергию? Перебоев в выработке электричества не будет, если воспользоваться накопителем энергии – аккумулятором. Ветер есть – пускайте электричество напрямую к потребителю, ветра нет – включайте заряженные от ветроустановки аккумуляторы. На рисунке 3 мы показали схематическое устройство электрической цепи такой ветроустановки.
Если ветряк будет использоваться для поливки огорода или сада, его нужно смонтировать прямо над источником воды.

С. Курнев, В. Н. Шумеев.
Журнал “Юный техник”  

Страница не найдена ⋆ Электрик Дома

Своими руками

Практические все известные сегодня нагревательные устройства и приборы функционируют благодаря работе трубчатых электронагревательных элементов,

Светодиодные ленты

Разноцветные светодиодные ленты способны не только осветить помещение, но и украсить его. Чтобы можно

Бытовые электроприборы

Представьте себе на минутку, как человек, используя кувалду, пытается расколоть орех? Применяя слишком большую

Своими руками

Если вам предстоит проведение монтажных работ, которые могут привести к повреждению скрытой проводки, то

Электропроводка и соединения

В XX веке все электросчетчики считали потребляемую энергию единственным образом. Сегодня появились счетные устройства,

Бытовые электроприборы

Подходить к выбору домашних ламп или светильников нужно со всей ответственностью, обращая внимание на

Теплый пол

В домах и квартирах все чаще и чаще используются теплые электрические полы. Технология укладки

Светодиодные ленты

Сегодня разберёмся что такое ШИМ и с чем его едят, а также как сделать

Электродвигатели

Асинхронные трехфазные двигатели распространены в производстве и быту. Особенность заключается в том, что подсоединить

Своими руками

В электрике принято обозначать провода различными цветами. Это существенно облегчает монтаж, а также дальнейшую

Электропроводка и соединения

В процессе строительных и ремонтных работ часто возникает вопрос о том, куда и как

Бытовые электроприборы

При радиаторной системе отопления теплый воздух, нагретый батареями, устремляется вверх, а холодный – опускается

Электродвигатели

Сегодня мы рассмотрим подключение однофазного двигателя переменного тока. К таким относят асинхронные и синхронные

Как это устроено

Устройство плавного пуска электродвигателя (сокращенно УПП) – это механизм, используемый для сдерживания роста пусковых

Светодиодные ленты

Для монтажа светодиодной ленты требуется комплект оборудования, состоящий из блока питания, самой ленты и

Как это устроено

Стабилизатор напряжения – это устройство, к входу которого подается напряжение с неустойчивыми или неподходящими

Теплый пол

Использование в помещениях системы отопления в виде укладки теплого пола позволяет эффективно решить все

Своими руками

Беспроводной дверной звонок не нужно подключать, так как сигнал передается радиоволнами, – это главное

Своими руками

Как сделать индукционный котел своими руками? Для создания индукционного котла в качестве нагревательных деталей

Бытовые электроприборы

В настоящее время светодиоды нашли широкое применение для замены традиционного светотехнического оборудования. Яркость светодиодов

“Библиотека юного конструктора” за 1956 год.

Самодельная ветроэлектростанция. Б.Кажинский, С.Перли..  Скачать Djv. В этой брошюре подробно описаны способы изготовления самодельных ветродвигателей нескольких типов с диаметрами ветроколеса 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 м, мощностью от 50 до 1000 вт. Получаемая от подобных установок мощность (при условии укомплектования аккумуляторами) достаточна для точечного электроосвещения, зарядки аккумуляторов радиосвязи и т.д. Брошюра рассчитана на широкий круг читателей, в особенности на молодежь, интересующуюся радиозарядными установками.   Самодельные телефонные аппараты.  П.Г.Стрелков. Скачать Djv. Из введения: …Трудно переоценить политическое и хозяйственное значение телефонной связи в нашей стране. Невозможно себе представить работу различных отраслей народного хозяйства без четкой телефонной связи. Большую роль сыграл телефон в Великой Отечественной войне. Управление артиллерийским огнем, боевыми операциями на широких участках фронта нередко производилось с помощью телефонной связи… Цель этой брошюры – помочь юному связисту ДОСААФ изготовить самодельный телефонный аппарат. Брошюра полезна также для школьных кружков ДОСААФ, юных изобретателей и конструкторов. Модели телефонных аппаратов можно сделать из подручных материалов при помощи простейших инструментов. Прежде чем конструировать телефонные аппараты нужно изучить их принцип работы и знать назначение деталей.

Вертикальный ветряк и самодельные генераторы

>>источник. По всем вопросам вы можете связаться с автором этих материалов на его блоге.

Сам ветрогенератор получился вот такой: ниже на фото вышка для ветрогенератора, высота 9 метров.

>

Секция ветроколеса – диаметр 2 м высота секции 2 м. Планируется установка двух таких секций

>

Так-как обороты ветро-колеса очень низкие, то требуется низко-оборотный генератор. Самое простое это переделать автомобильный генератор, или асинхронный двигатель. Мы решили опробовать сразу четыре варианта генераторов.

1.Мы решили сделать дисковый генератор на постоянных магнитах, 16 сверхсильных неодимовых магнитов и 8 катушек статора

2. Генератор из авто-генератора с мультипликатором

3. Асинхронный двигатель – ротор которого будет переделан на неодимовые магниты

4. Асинхронный двигатель – статор которого будет перемотан

Ниже на фото авто-генератор с мультипликатором

>

Далее асинхронный двигатель 1. 1 кВт- ротор извлечён и проточен на фрезерном станке под магниты

>

Перемотанный статор асинхронного двигателя. Все концы и начала катушек выведены наружу для определения оптимального соединения. Ротор проточен и установлено 24 магнита парами итого 12 полюсов. Перемотано на 500 об/мин 3 фазы – провод взят в 2 раза толще родного.

>

Данные по генератору – с не перемотанным статором (родной обмоткой) примерно на 450 об/м генератор выдал 58 Вт под нагрузкой лампочки 12 вольт. Мощность как видите не большая и было решено проточить ротор, возможно железо ротора замыкает полюса и поэтому такая слабая отдача. Кроме того установлено 8 магнитов толщиной 3мм. Можно поставить еще 4 или 8 магнитов чтобы расширить полюса, иначе магниты покрывают только половину площади ротора.

После переделки ротора и перемотки статора нагрузили генератор лампочкой 70 Вт 12 В, и с каждой фазы получено примерно 100Вт, итого по трём фазам должно получиться около 300Вт при 450 об/мин. Очень неплохо, но есть один недостаток – это залипание ротора из-за кратности числа магнитов и фаз. На роторе 12 магнитов, а 12 кратно 3, а также 36 пазов кратно 12-ти полюсам – неудачное стечение обстоятельств, поэтому чтобы избежать залипания решено сдвинуть магниты на роторе таким образом чтобы магнит не мог вставать четко напротив паза.

Ниже на видео заснята работа ротора ветрогенератора

Сверхупругая гофрированная оболочкаСверхупругая гофрированная оболочка

 New Wind Turbine Invention

Изобретение относится к области энергетики, в частности к ветроэлектростанциям, в которых

используется энергия ветра.

Для достижения технического результата, конструкция ветроэлектростанции обладает следующими преимуществами:

• упрощение конструкции;
• уменьшении массы изделия,
• увеличении ресурса работы;
• расширении диапазона рабочих скоростей ветра за счет дозирования ветрового потока, попадающего на лопасти турбины через отверстия конфузора (при штормовом ветре), а также при частом изменении скорости ветра;
• снижение шумового воздействия от вращения лопастей турбины на окружающую среду;
• защищенная от внешних воздействий вращающаяся часть, не допускающие попадания птиц на лопасти турбины
• разделение воздушного потока на струи, подаваемого на лопасти турбины, что в несколько раз увеличивает мощность турбины, в отличие от осевых ветровых установок, где энергия отбирается от составляющей скорости потока вдоль оси.
• при обтекании ветровым потоком конуса конфузора, за конфузором образуется разреженную область, которая будет втягивать воздух из отверстий конфузора, увеличивать скорость воздушного потока, проходящего через отверстия конфузора и лопасти турбины, тем самым обеспечивая дополнительную мощность на лопастях турбины за счет тяги (разность давления на остром конце и раструбе конфузора).

Направляющий аппарат выполнен в виде тонкостенных ребер жесткости, закрепленных на внутренней поверхности конфузора на участке его длины от входа в конфузор до турбины, закрученных по винтовой линии в направлении вращения турбины, на концах которых в зазоре между горловиной конфузора и цилиндрическим корпусом генератора консольно закреплены упругие пластины с определенным углом закручивания на концах пластин.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

1.  Ветроэлектростанция, содержащая конфузор, установленный на вершине вертикальной поворотной опоры, закрепленный в зоне горловины конфузора электрический генератор с турбиной на его оси, направляющий аппарат, установленный перед турбиной, отличающаяся тем, что направляющий аппарат выполнен в виде тонкостенных ребер жесткости, закрепленных на внутренней поверхности конфузора на участке его длины от входа в конфузор до турбины, закрученных по винтовой линии в направлении вращения турбины, на концах которых в зазоре между горловиной конфузора и цилиндрическим корпусом генератора консольно закреплены упругие пластины с углом закручивания на концах пластин, превышающим на 10 — 15º угол закручивания ребер жесткости, лопасти турбины выполнены из упругого ленточного материала в виде вогнутых со стороны воздушного потока и гофрированных в направлении потока пластин, закрепленных консольно со стороны выхода воздушного потока на полых аэродинамического профиля стойках на ступице турбины, конфузор на поворотной опоре установлен шарнирно с горизонтальной осью вращения, перпендикулярной оси конфузора, и соединен со стороны входа воздушного потока пружиной растяжения с поворотной опорой, на наружной поверхности конфузора по конической винтовой спирали с направлением закручивания, противоположным направлению вращения турбины, закреплено тонкостенное ребро жесткости, конфузор на поворотной опоре установлен в месте, соответствующем пересечению оси поворотной опоры с центром тяжести оболочки конфузора.

2. Ветроэлектростанция по п. 1, отличающаяся тем, что угол конусности конфузора выбран равным 60 — 80º, угол закручивания ребер жесткости на внутренней поверхности конфузора выбран равным 30 — 40º, угол установки концевого сечения лопасти турбины по отношению к оси турбины выбран равным 85 — 100º, шаг конической винтовой спирали наружного ребра жесткости на конфузоре выбран равным 300 -600 мм, высота наружных и внутренних ребер жесткости выбрана уменьшающейся в направлении от входа к выходу конфузора в 3 — 5 раз, толщина ребер жесткости выбрана равной толщине конфузора, высота гофр на лопастях турбины выбрана возрастающей в направлении к стойкам.

3. Ветроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что электрический генератор выполнен бесколлекторным трехфазным с магнитоэлектромагнитным возбуждением и с встроенным бесконтактным регулятором напряжения.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области энергетики, в частности к ветроэлектростанциям, в которых используется энергия ветра.

Известны ветроэлектрические установки, содержащие ветроколесо с лопастями и электрический генератор, соединенные между собой и установленные на поворотной головке на вершине опоры с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, нижний конец которой эакреплен на фундаменте, устройство регулирования шага лопастей ветроколеса, которые выполнены поворотными, устройство ориентации оси ветроколеса по направлению ветра, устройство блокировки ветроколеса при скоростях ветра, превышающих допустимую величину (см. Автономная ветроэнергетическая установка У6-4М. Журнал ИР, N 6, 1994, с. 22).

Недостатками известных ветроэнергетических установок является низкая эффективность преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию вращательного движения ветроколеса, обусловленная направлением потока ветра по нормали к ветроколесу и малой эффективной площадью при малом числе лопастей ветроколеса, сильная зависимость мощности установки от скорости ветра (близка к квадратичной).

Известны также ветродвигатели, содержащие конфузор, установленный на вершине вертикальной поворотной опоры, размещенный в конфузоре вал с закрепленным на нем в зоне горловины турбиной, и регулирующий скорость турбины направляющий аппарат, выполненный в виде радиально-поворотных лопастей, установленных перед турбиной (см. патент РФ N18091581, М.кл. F 03 D 1/04).

Недостатками таких ветродвигателей являются сложность конструкции трансмиссии с вала к потребителям механической энергии и дистанционного управления поворотом в радиальном направлении лопастей направляющего аппарата, малый диапазон рабочих скоростей ветра, при которых обеспечивается стабилизация частоты вращения вала (см. Ветроэнергетика / Под ред. Д. де Рензо.- М. : Атомэнергоиздат, 1982, с. 143), большая масса конфузора, обусловленная необходимостью выбора большой толщины конфузора, обеспечивающей требуемую жесткость прочность конфузора.

Целью изобретения является упрощение конструкции, уменьшение массы, увеличение ресурса, расширение диапазона рабочих скоростей ветра.

Для достижения этой цели в известной ветроэлектростанции, содержащей конфузор, установленный на вершине вертикальной поворотной опоры, закрепленный в зоне горловины конфузора электрический генератор с турбиной на его оси, направляющий аппарат, установленный перед турбиной, направляющий аппарат выполнен в виде тонкостенных ребер жесткости, закрепленных на внутренней поверхности конфузора на участке его длины от входа в конфузор до турбины, закрученных по винтовой линии в направлении вращения турбины, на концах которых в зазоре между горловиной конфузора и цилиндрическим корпусом генератора консольно закреплены упругие пластины с углом закручивания на концах пластин, превышающим на 10-15^o угол закручивания ребер жесткости, лопасти турбины выполнены из упругого ленточного материала в виде вогнутых со стороны воздушного потока и гофрированных в направлении потока пластин, закрепленных консольно со стороны выхода воздушного потока на полых аэродинамического профиля стойках на ступице турбины, конфузор на поворотной опоре установлен шарнирно с горизонтальной осью вращения, перпендикулярной оси конфузора, и соединен со стороны входа воздушного потока пружиной растяжения с поворотной опорой, на наружной поверхности конфузора по конической винтовой спирали с направлением закручивания, противоположным направлению вращения турбины, закреплено тонкостенное ребро жесткости, конфузор на поворотной опоре установлен в месте, соответствующем пересечению оси поворотной опоры с центром тяжести оболочки конфузора, угол конусности конфузора выбран равным 60-80^o, угол закручивания ребер жесткости на внутренней поверхности конфузора выбран равным 30-40^o, угол установки концевого сечения лопасти турбины по отношению к оси турбины выбран равным 85-100^o, шаг конической винтовой спирали наружного ребра жесткости на конфузоре выбран равным 300-600 мм, высота наружных и внутренних ребер жесткости выбрана уменьшающейся в направлении от входа конфузора в 3-5 раз, толщина ребер жесткости выбрана равной толщине конфузора, высота гофр на лопастях турбины выбрана возрастающей в направлении к стойкам, электрический генератор выполнен бесколлекторным трехфазным с магнитоэлектромагнитным возбуждением и с встроенным бесконтактным регулятором напряжения.

Новизна и изобретательский уровень предлагаемой ветроэлектростанции определяются следующим существенными отличительными признаками:

• выполнением направляющего аппарата в виде тонкостенных ребер жесткости, закрепленных на внутренней поверхности конфузора на участке его длины от входа до турбины, закрученных по винтовой линии в направлении вращения турбины, на концах которых в зазоре между горловиной конфузора и цилиндрическим корпусом генератора консольно закреплены упругие пластины с углом закручивания на концах пластин, превышающем на 10-15^o угол закручивания ребер жесткости,
• лопасти турбины выполнены из упругого ленточного материала в виде вогнутых со стороны воздушного потока и гофрированных в направлении потока пластин, закрепленных консольно со стороны выхода воздушного потока на полых аэродинамического профиля стойках на ступице турбины,
• шарнирной установкой конфузора на поворотной опоре с горизонтальной осью вращения, перпендикулярной оси конфузора, с верхней маятниковостью, соединением со стороны входа воздушного потока конфузора с поворотной опорой пружиной растяжения и образования упругой качающейся в плоскости воздушного потока системы подвески конфузора на поворотной опоре, закреплением на наружной поверхности конфузора по конической спирали с направлением закручивания, противоположным направлению вращения турбины тонкостенного ребра жесткости, установкой конфузора на поворотной опоре в месте, соответствующем точке пересечения оси поворотной опоры с центром тяжести оболочки конфузора, что позволяет упростить конструкцию повысить ветроэлектростанции за счет исключения радиально-поворотных лопастей направляющего аппарата, уменьшить массу конфузора за счет уменьшения толщины оребренного конфузора, увеличить эффективность регулирования мощности турбины при возрастании скорости ветра за счет упругих деформаций изгиба пластин на концах внутренних ребер жесткости на 10-12^o, упругих изгибных деформаций лопастей турбины на 10-15^o и наклона конфузора в вертикальной плоскости на 60-70^o, уменьшающего миделевое сечение входного отверстия конфузора и увеличивающего потери в конфузоре, приблизить зависимость мощности ветроэлектростанции от скорости ветра к линейной, уменьшить влияние скорости ветра на частоту напряжения с выходных обмоток генератора, расширить в 2-3 раза диапазон рабочих скоростей ветра, исключить возможность разрушения ветроэлектростанции при ураганном ветре за счет того, что конфузор в этом случае под воздействием давления ветра ложится на упор, обеспечить автоматическую ориентацию конфузора по направлению ветра за счет флюгерного момента, создаваемого давлением ветра на боковую поверхность конфузора относительно оси поворотной опоры.

Новизна и изобретательский уровень предлагаемой ветроэлектростанции определяются также следующими отличительными признаками:

• выбором угла конусности конфузора, равным 60-80^o, и угла закручивания ребер жесткости на внутренней поверхности конфузора, равным 30-40^o, что соответствует малым потерям на концентрацию и закручивание воздушного потока в конфузоре / см. А. Д. Альштуль, П.Г.Кисилев. Гидравлика и аэродинамика М.: Стройиздат, 1975, с. 210/,
• в 3-5 раз большему коэффициенту преобразования кинетической энергии воздушного потока вращательного движения турбины по сравнению с турбиной, в которой воздушный поток не закручен /см. Ветроэнергетика. /Под ред. Д.де Рензо. — М.: Энергоатомиздат, 1982, с.150/,
• выбором угла установки концевого сечения лопасти турбины по отношению к оси турбины, равным 85-100^o, что соответствует максимальному значению коэффициента преобразования кинетической энергии закрученного воздушного потока в механическую энергию вращательного движения турбины,
• выбором шага конической винтовой спирали для наружного ребра жесткости на конфузоре, равным 300-600 мм в зависимости от диаметра конфузора и его толщины, удовлетворяющим условию прочности оребренной тонкостенной оболочки конфузора при максимальной скорости ветра 54 м/с,
•  выбором высоты наружных и внутренних ребер жесткости уменьшающейся в направлении к турбине в 3-5 раз что обусловлено увеличением локальной жесткости на изгиб оболочки конфузора в направлении к горловине конфузора,
• выбором толщины ребер жесткости, равной толщине оболочки, что повышает технологичность и надежность сварной конструкции оребренного конфузора,
• выбором высоты гофр на лопастях турбины возрастающей в направлении к стойкам лопастей, что позволяет уменьшить максимальные изгибающие напряжения при больших /до 10-15^o/ угловых деформациях лопастей турбины, соответствующих большим скоростям ветра.

Новизна и изобретательский уровень предлагаемой ветроэлектростанции определяется также выполнением электрического генератора бесколлекторным трехфазным с комбинированным магнито-электромагнитным возбуждением и встроенным бесконтактным регулятором напряжения, что повышает ресурс, надежность и автономность работы ветроэлектростанции.

На фиг.1 изображена конструкция ветроэлектростанции, общий вид в разрезе; на фиг.2 — вид снизу на упругую подвеску конфузора, разрез А-А; на фиг.3 — вид на конфузор по стрелке Б; на фиг.4 — разрез В-В конфузора в месте консольного закрепления упругих пластин на концах внутренних ребер жесткости; на фиг. 5 — вид на полости турбины и концы ребер жесткости с упругими пластинами по стрелке C/ оболочка конфузора условно не показана/.

Ветроэлектростанция содержит тонкостенный конфузор 1 с закрепленным в зоне его горловины электрическим генератором 2 с турбиной 3 на его оси, закрепленный шарнирно с верхней маятниковостью на верхнем основании 4 вертикальной опоры 6, нижний конец которой закреплен на фундаменте 7. На внутренней поверхности конфузора 1 с углом конусности 60-80^o на участке его длины от входа в конфузор до турбины 3 закреплены по периметру, например, контактной сваркой тонкостенные ребра жесткости 8 и укороченные 9, размещенные по винтовой линии в направлении вращения турбины с углом закручивания 30-40^o, на концах ребер жесткости 8 в зазоре между горловиной конфузора 1 и цилиндрическим корпусом электрического генератора 2 консольно закреплены упругие пластины 10 с углом закручивания на концах пластин, на 10-15^o превышающим угол закручивания ребер жесткости 8 и 9, высота ребер жесткости 8 и 9 выбрана уменьшающейся в 3-5 раз в направлении от входа к выходу конфузора. Конфузор 1 с ребрами жесткости 9 и 8 с упругими пластинами 10 на концах представляет собой концентратор воздушного потока, закрученного в направлении вращения турбины 3, угол падения которого на плоскость турбины 3 будет зависеть от скорости ветра. Укороченные ребра жесткости 9, уменьшая шаг между ребрами конфузора 1, позволяют уменьшить высоту ребер жесткости 8 и 9 на входе конфузора 1, необходимую для эффективного закручивания воздушного потока в конфузоре 1.

Турбина 3 установлена в конфузоре 1 на полых аэродинамического профиля стойках 11, ориентированных в конфузоре 1 по направлению воздушного потока, лопасти 12 турбины 3 выполнены из упругого ленточного материала с высоким пределом упругости в виде вогнутых со стороны воздушного потока и гофрированных в направлении потока пластин, закрепленных консольно со стороны выхода воздушного потока на полых аэродинамического профиля стойках 13 на ступице 14 турбины 3, высота гофр 15 на лопастях 12 выбрана возрастающей в направлении к стойкам 13, угол установки концевого сечения лопасти 12 по отношению к оси турбины выбран равным 85-100^o.

На наружной поверхности конфузора 1 по конической винтовой спирали с шагом 300-600 мми направлением закручивания, противоположным направлению вращения турбины 3, закреплено тонкостенное ребро жесткости 16, высота которого выбрана уменьшающейся в 3-5 раз в направлении от входа к выходу конфузора 1, причем толщина внутренних ребер жесткости 8 и 9 и наружного 16 равна толщине конфузора 1. С увеличением входного диаметра конфузора 1 толщина оболочки конфузора 1 и ребер жесткости 8, 9 и 16, а также шаг винтовой спирали ребра жесткости 16 увеличиваются.

Подвеска конфузора 1 на вертикальной поворотной опоре 5 с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной оси конфузора, выполнена в виде рамы 17 из тонкостенного профиля, например, уголка, соединенной с ребром жесткости 16, установленной на верхнем основании 4 вертикальной поворотной опоры 5 на осях 18, причем со стороны входа воздушного потока конфузор 1 и верхнее основание 4, на котором закреплен кронштейн 19, соединены между собой цилиндрической винтовой пружиной растяжения 20, уравновешивающей опрокидывающий момент от действия массы электрического генератора 2 с турбиной 3 и аэродинамический момент от действия воздушного потока на конфузор 1, который является функцией скорости ветра.

Вертикальная поворотная опора 5 и вертикальная опора 6 выполнены из труб, между которыми установлены подшипники 21 и 22. На раме 17 установлен упор 23, ограничивающий опрокидывания конфузора 1 при больших скоростях ветра углом в 65-70^o. На выходе конфузора 1 может быть установлен диффузор, а входное отверстие конфузора 1 может быть закрыто ограждающей сеткой, препятствующей попаданию посторонних предметов на горловину конфузора 1 и в турбину 3 (на чертежах не показаны).

Электрический генератор 2 выполнен в цилиндрическом корпусе с обтекателем трехфазным бесколлекторным с магнитоэлектромагнитным возбуждением с обмоткой возбуждения на статоре и постоянными магнитами на роторе и с встроенным регулятором напряжения (бесконтактным). Соединительные провода могут быть выведены через полую стойку 11, полую вертикальную поворотную опору 5 и через отверстие в нижней части вертикальной опоры 6 (на чертежах не показаны).

При отношении диаметров входного и выходного отверстий конфузора 8-10 и отношении диаметров выходного отверстия конфузора и ступицы турбины 1,4-1,6 коэффициент усиления конфузора по скорости воздушного потока составит 5,0-5,5 при коэффициенте полезного действия конфузора с направляющим аппаратом 85-90%.

Конфузоры ветроэлектростанций большой мощности с целью упрощения транспортировки могут выполняться в виде отдельных оребренных секторов с отбортовками, а сборка конфузора и ветроэлектростанции может производиться на месте установки.

Конфузор целесообразно изготавливать из листа из алюминиевого сплава типа АМг5 толщиной 0,5-2,0 мм, а упругие пластины 10 и лопасти 12 со стойками 13 — из ленты из стали типа 18 ХНАГС толщиной 0,1-0,25 ммс пределом текучести _т= 1450 МПа..

При номинальной частоте вращения трехфазного генератора переменного тока n = 1000 об/мин число пар полюсов вращающегося магнитного поля машины, соответствующее частоте напряжения сети F = 50 Гц, должно быть равно 3. Установка редуктора между турбиной 3 и электрическим генератором 2 с передаточным отношением i = 3-4 позволит уменьшить число пар полюсов до 1 и существенно снизить массу и габариты бесколлекторного генератора переменного тока, однако надежность работы ветроэлектростанции при этом уменьшается.

ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

Под действием давления ветра боковую поверхность конфузора 1, создающего флюгерный момент вокруг вертикальной оси поворотной опоры 5, конфузор 1 вместе с маятниковой подвеской и опорой 5 автоматически устанавливается в положение, при котором входное отверстие конфузора 1 направлено навстречу воздушному потоку.

Воздушный поток, проходя конфузор 1 с направляющим аппаратом в виде закрученных ребер 8 и 9, концентрируется и закручивается и проходит через турбину 3, создавая вращающий момент, который приводит во вращение ротор электрического генератора 2. При этом в выходных обмотках генератора 2 находится ЭДС, действующее значение которых не зависит от частоты вращения ротора генератора 2, которые и создают ток в нагрузке.

При малых скоростях ветра давление ветра на конфузор и аэродинамический момент относительно оси 18 подвеса конфузора 1 малы, пружина 20 уравновешивает этот момент при малом угле поворота конфузора 1 в направлении действия воздушного потока, входное отверстие конфузора 1 практически остается вертикальным, обеспечивая максимальный захват воздушного потока конфузором 1. При этом изгибная деформация упругих пластин 10, закрепленных на концах ребер жесткости 8 и упругих лопастей 12 турбины 3 минимальны, тангенциальная составляющая скорости воздушного потока перед турбиной 3, коэффициент преобразования кинетической энергии воздушного потока турбиной 3 и коэффициент полезного действия ветроэлектростанции максимальны, а частота вращения ротора генератора 2 при заданной величине потребляемой электрической мощности будет меньше номинальной.

При средних скоростях ветра давление ветра на конфузор 1 и аэродинамический момент относительно оси 18 подвеса конфузора возрастают, возрастает и угол поворота конфузора 1 в направлении действия воздушного потока, эффективная площадь захвата конфузором 1 воздушного потока незначительно уменьшается, скорость воздушного потока V _T на выходе конфузора 1 и давление на упругие пластины 10 на концах ребер жесткости 8 и на упругие лопасти 12 турбины 3 возрастают, возрастает и изгибная деформация пластин 10 и лопастей 12, что приводит к уменьшению коэффициента преобразования кинетической энергии воздушного потока турбиной 3, частота вращения ротора генератора 2 при этом возрастает, увеличивается и электрическая мощность, отдаваемая генератором потребителям при меньшей коэффициенте полезного действия ветроэлектростанции.

При больших скоростях ветра давление ветра на конфузор 1 и аэродинамический момент относительно оси 18 подвеса конфузора максимальны, максимален и угол поворота конфузора 1 в направлении действия воздушного потока, эффективная площадь захвата конфузором 1 воздушного потока уменьшается в 1,5-2,0 раза, скорость воздушного потока V_T на выходе конфузора 1, давление на упругие пластины 10 на концах ребер жесткости 8 и на упругие лопасти 12 турбины 3 и изгибная деформация пластины 10 и лопастей 12 приближаются к максимальным значениям, что приводит к уменьшению коэффициента преобразования кинетической энергии воздушного потока турбиной 3 в 2-3 раза, уменьшению коэффициента полезного действия ветроэлектростанции в 3-4 раза при большем значении электрической мощности, отдаваемой генератором 2 потребителю, увеличению частоты вращения ротора генератора 2 и частоты переменного напряжения.

При очень больших скоростях ветра 30-54 м/с конфузор 1 под действием аэродинамического момента поворачивается вокруг осей 18 подвеса на максимальный угол, упор 23 на раме подвеса 17 упирается в вертикальную опору 6. При этом ветроэлектростанция вырабатывает энергию при малой эффективной площади захвата воздушного потока конфузором 1 и больших потерях кинетической энергии в самом конфузоре, малом коэффициенте преобразования кинетической энергии воздушного потока турбиной 3. При уменьшении скорости ветра конфузор 1 автоматически устанавливается под действием момента пружины 20 в положение, соответствующее новому значению скорости ветра.

Предлагаемая конструкция ветроэлектростанции обеспечивает автономность ее работы, не требует обслуживающего персонала, упрощает профилактические работы, которые проводятся в опрокинутом положении конфузора 1, позволяет приблизить зависимость выходной мощности ветроэлектростанции от скорости ветра к линейной (вместо кубической при отсутствии устройств регулирования мощности).

Мощность ветроустановки P=1/2ρ*Cp*A*V*V*V, где P – Мощность, Вт; ρ – Плотность воздуха, кгс/м3; Cp – Коэффициент мощности; A – Площадь сечения потока, м2; V – Скорость ветра, м/с.

Или, так, где энергия — это функция двух переменных, площади охвата и скорости ветра. см. ниже

Аналитическая записка «Перспективы развития альтернативной энергетики» см. ниже

Западные аналоги патента Увакина А.В. Инновационные идеи ветряных электростанций от различных авторов:

1. Аналог Wind Tamer Turbine  патента 2131995 на изобретение Увакина В.Ф. «Ветроэлектростанция».

По сравнению с патентом Увакина А.В. имеется ряд существенных недостатков: не происходит аккумулирование воздушного потока ветра на ветровой турбине, вследствие чего при малой скорости ветра турбина не будет вращаться (данный недостаток отсутствует в патенте Увакина А.В., т.к. раструб конфузора работает как парус и концентрирует ветровой поток на лопастях турбины).

Описание конструкции и технические характеристики можно посмотреть в буклете производителя Wind Tamer Turbine Performance Report

2.   Аналог от австралийской компании Eco Whisper ™ Turbine патента 2131995 на изобретение Увакина В.Ф. «Ветроэлектростанция».

Австралийская компания из Брисбена Renewable Energy Solutions Australia (RESA) недавно продемонстрировала свою первую рабочую установку, генерирующую электричество из энергии ветра. Как утверждает компания, Eco Whisper Turbine является самой тихой ветровой турбиной в мире. Буклет производителя можно посмотреть здесь Eco Whisper ™ Turbine Combined-data-sheet-325-+-650 )

Имея высоту, примерно вполовину меньшую по сравнению с обычными ветряками, и гораздо меньшие лопасти, турбина при 6,5 м диаметр лопастей способна производить 20 кВт электроэнергии, а при 3,25 м лопастях производит 5 кВт электроэнергии. Кроме того, турбина может автоматически регулировать положение лопастей для максимального захвата потоков ветра.

Следующий видеоролик демонстрирует Eco Whisper Turbine в действии:

 Компания RESA представляет первые в мире тихую турбину работающую на энергии ветра.  Есть 2 модели: Eco Whisper 650 Turbine, которая генерирует до 20 кВт (в настоящее время в продаже) для коммерческого / промышленного применения и Eco Whisper 325 Turbine, которая генерирует до 5 кВт (должна выйти в продажу в 2013 году) для небольших жилых потребителей.

Eco Whisper ™ Turbine имеет уникальный дизайн из 30 лезвий, который практически бесшумен и до 30 процентов эффективнее, чем традиционные шумные 3-лопастные конструкции.

Eco Whisper 650 Turbine установлена на мачте 21м в высоту. Этим можно добиться высокой производительности энергии при низких или высоких скоростях ветра. Для сравнения, площадь солнечных батарей для аналогичной мощности требуется около 250 м2.

Исследование существующих ветровых турбин используемых в Австралии представлен в отчете The Viability of Domestic Wind Turbines for Urban Melbourne (Источник: сайт Ассоциации альтернативных источников энергии)

3. Новый тип ветряных энергетических установок под названием AeroGreen © (Россия) подробнее о конструкции см. здесь

 

5. Вертикальная турбина ANYWIND Производство компании Pishon Energy Inc., Korea  http://ekkolenergy.com.  6. donQi Urban Windmill Это donQi городская ветровая турбина, которая собирается в Роттердаме. 

 

8. Примерный расчет силы ветра по СНиП

9. В Оклахома-Сити установлена крупнейшая в мире крышная ветровая электростанция

10. DARWIND5: новый дизайн ветровой турбины

11.  Ученый Джон Дабири спроектировал более эффективную вертикальную ветротурбину

12. Aerogenerator X: ветровая турбина следующего поколения, более мощная, более легкая

13. Начаты продажи «гибридных» ветряков

14. Ученые разработали ветровую турбину, которая собирает энергию без лопастей

15. Электростанция на энергии ветра. Цилиндрический дирижабль с турбиной

16. Google приобрёл производителя летающих ветряков

17. Идея о создании летающей ветряной электростанции

18. Двух зайцев одним выстрелом: ветряные турбины с солнечными панелями

19. Воздушный змей в помощь энергетике: перспективная технология от голландских ученых

20. Использование кинетической энергии ветра для создания шагающих конструкций

21. Ветровая турбина Honeywell: компактное, высокопроизводительное устройство от Windtronics

22. Ветровая Турбина BTPS6500 (WT6500) small wind turbine Windtronics,  Долгожданный Honeywell Wind Turbine от WindTronics официально запускает продажи.  Это небольшая ветровая турбина, — вот видео из одного спиннинг. Поддержка продаж с помощью глобальной сетью дистрибьюторов, партнеров и розничных продавцов, готовых продать уникальную турбину от стартовой цены $ 5795, плюс установка.

она может начать производить энергию со скоростью ветров, как низко как 2 миль в час (и до 42 миль в час). $ 5995, скоро, чтобы быть запущен небольшой ветер турбина может производить до 2000 кВтч / год в классе 3 ветров и до 2752 кВт / год в классе 4 ветров.

По WindTronics , WT6500 .

23. Nuovi impianti eolici FloDesign Wind Turbine

http://www.youtube.com/watch?v=8AMvwXaQ2y0

http://youtu. be/8AMvwXaQ2y0

основатель FloDesign ветротурбины корпорации и вице-президент Стэнли Ковальски III, справа, демонстрирует новый дизайн ветровой турбины для для губернатор Массачусетса Деваль Патрик.

FloDesign wind prototype

24. WIND TAMER™ Turbine

25. Электростанция на основе искусственного торнадо

https://youtu.be/8AMvwXaQ2y0

Другие статьи по теме «Ветроэлектростанция» можно посмотреть здесь

http://youtu. be/8AMvwXaQ2y0

Ветряк своими руками – возобновляемые источники энергии

Может быть, вы живете на лодке, отдыхаете в уединенной хижине или живете вне сети, как я. Или, может быть, вы просто хотите снизить счет за электроэнергию. В любом случае, с помощью горстки недорогих и легких материалов, вы можете построить самодельный ветрогенератор, который сделает электричество вашим, пока дует ветер. Вы сможете осветить эту кладовую, включить электричество в свой сарай или использовать генератор, чтобы поддерживать все аккумуляторные батареи вашего автомобиля.

Электроэнергия для моей автономной кабины поступает от солнечной и ветровой энергии, хранящейся в группе из четырех 6-вольтовых батарей для гольф-каров, подключенных к 12-вольтовой системе. Контроллер заряда и аккумуляторная батарея предохраняют мою систему от недостаточной или чрезмерной зарядки. Весь шебанг обошелся мне меньше чем в 1000 долларов, и у меня есть освещение, вентиляторы, телевизор и стереосистема, холодильник и дискотечный шар, который поднимают для особых случаев.

Если вы можете поворачивать гаечный ключ и работать с электродрелью, вы можете собрать этот простой генератор за два дня: один день на поиск деталей и один день на сборку компонентов.Четыре основных компонента включают автомобильный генератор переменного тока со встроенным регулятором напряжения, вентилятор и блок сцепления General Motors (GM) (я использовал один из двигателя GM 350 1988 года), опору или столб, на котором можно установить генератор (15 футы использованных 2-дюймовых трубок обошлись мне в 20 долларов) и металл для сборки кронштейна для крепления генератора на мачте или столбе. Если вы любитель Ford или Mopar, это нормально – просто убедитесь, что в вашем генераторе есть встроенный регулятор напряжения. Вам также понадобится электрический кабель или провода, чтобы подключить генератор к аккумуляторным батареям.Я использовал 3-жильный кабель 8-го калибра, украденный из масляного пятна. (И они сказали, что переход от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии займет годы. Пфф!)

Узел муфты вентилятора к генератору

Лопасти ветрогенератора заменены на муфту вентилятора автомобиля. Чтобы прикрепить лопасти к генератору, вы можете приварить ступицу муфты вентилятора непосредственно к ступице генератора – просто убедитесь, что вентилятор идеально совмещен с валом генератора.Кроме того, убедитесь, что разъемы для встроенных проводов генератора расположены в нижней части генератора. Если у вас нет доступа к сварочному аппарату, вы можете подключить муфту вентилятора к генератору, используя следующие материалы:

• Шайба 5/8 дюйма на 3 дюйма, толщина 3/16 дюйма
• Электродрель
• Метчик с резьбой 1/4 дюйма
• Сверло, соответствующее специальному метчику с резьбой
• (4) 1 / Болты от 4 дюймов на 1-1 / 2 дюйма до 2-1 / 2 дюйма с соответствующими гайками и стопорными шайбами ​​

Создайте соединение, используя 3-дюймовую шайбу и четыре болта, которые будут скреплять вместе муфту вентилятора и генератор.Просверлите четыре отверстия в шайбе, чтобы они совпадали с отверстиями в муфте вентилятора, а затем нарежьте резьбу в отверстиях с помощью метчика на 1/4 дюйма. Вкрутите болты в отверстия. Чтобы определить длину болтов, которые вам понадобятся, поместите вентилятор на верхнюю часть генератора так, чтобы шкив вентилятора опирался на шкив генератора и оба вала были на одной линии. Измерьте длину по двум валам от задней части вентилятора генератора до задней части ступицы муфты вентилятора. Используйте эту длину для болтов. Отвинтите гайку шкива генератора и снимите шкив и небольшой вентилятор.Наденьте соединение, которое вы сделали из шайбы и четырех болтов на вал генератора, так, чтобы болты были направлены в сторону от генератора. Затем снова прикрепите вентилятор генератора и гайку к валу, не снимая шкив. Большая гайка удерживает соединение на месте. Присоедините узел муфты вентилятора к болтам, которые теперь выступают из генератора, и затяните гайки с установленными стопорными шайбами.

Кронштейн в сборе для установки генератора

Если у вас есть сварщик, сделать кронштейн несложно.Я использовал 1-дюймовую квадратную трубку для всех частей кронштейна и кусок 1-дюймовой трубы длиной 2 фута для вращающегося стержня, который помещается внутри стойки. Если у вас нет сварщика, не бойтесь. Кронштейн в сборе может быть соединен с оцинкованной трубой 1/2 дюйма и фитингами. Вот список фитингов, которые вам, скорее всего, понадобятся:

• (5) тройников 1/2 дюйма
• (2) колена 1/2 дюйма
• (2) штуцера 1/2 дюйма на 12 дюймов
• (2) 1/2 дюйма- ниппели размером 6 дюймов
• (2) ниппели 1/2 дюйма на 1 1/2 дюйма
• (2) ниппели 1/2 дюйма на 2 дюйма
• (3) 1 / 2-дюймовые соски

Хвостовой плавник должен быть прикреплен к 12-дюймовому ниппелю в задней части кронштейна, чтобы вращать генератор и выровнять его с направлением ветра.Вы можете вырезать плавник высотой около 1 фута и длиной 2 фута из старого оловянного сайдинга или кровли с помощью ножниц или резака – лучше всего подойдет прямоугольный треугольник. Если вы используете гофрированный металл, обязательно обрезайте ребро так, чтобы гофры проходили горизонтально. После того, как плавник будет вырезан, положите его поверх одного из 12-дюймовых сосков и просверлите три пилотных отверстия через нижнюю часть хвостового плавника и сбоку от соска. Используйте три винта (подойдут стальные кровельные винты), чтобы прикрепить хвост к ниппелю.

Башня ветрогенератора

Я использовал старую телевизионную антенную вышку высотой 20 футов вместе с трубой диаметром 2-1 / 2 дюйма для верхней части. Вам также потребуется приварить или закрепить болтами упор в верхней части мачты, который будет контактировать с упором на вашем узле кронштейна. Ограничители позволяют генератору вращаться только на 360 градусов по часовой стрелке или против часовой стрелки, поэтому ваш кабель не перекручивается вокруг мачты и мачты.

Соединение 2–3 / 8-дюймовых толстостенных металлических труб длиной от 10 до 20 футов (или высотой после возведения) создает хорошую башню после того, как ее прикрепят к зданию или другой прочной, стационарной конструкции.Убедитесь, что он надежен, и при необходимости рассмотрите возможность использования растяжек.

После того, как вы скрепили все компоненты генератора вместе и прикрепили к кронштейну в сборе, установите его на неизвлекаемую мачту или башню. Вставьте трубу на кронштейне генератора в опору или верх башни. Используйте две стальные шайбы, сложенные вместе, чтобы создать гладкую поверхность, которая будет служить опорой между генератором и башней. Присоедините положительный и отрицательный провода к генератору и закрепите их на кронштейне и вдоль опоры с помощью стяжек, тюков или изоленты.(На самом деле он не самодельный, если на нем где-то не есть небольшая проволока и клейкая лента, не так ли?) Убедитесь, что в проводах достаточно провисания, чтобы ветрогенератор мог вращаться на 360 градусов.

Скорее всего, вам понадобится помощь, чтобы поставить башню и генератор в вертикальное положение, так как они будут довольно тяжелыми. Веревки и попутчик помогут, если вы поднимаетесь довольно высоко. Если в вашем районе всегда ветрено, вам нужно только подняться достаточно высоко над землей, чтобы движущиеся части могли безопасно находиться над головой.Надежно закрепите башню на месте. Ветер может быть обманчиво сильным, поэтому не срезайте углы на этом этапе окончательной сборки. После того, как вы установили свой ветрогенератор, подключите провода к аккумуляторной батарее с контроллером заряда между ними, чтобы предотвратить недозаряд или перезарядку.

Теперь вы готовы зажигать свет, заводить джемы и исполнять те старые дискотечные трюки, которые, я знаю, вы копили на электрическую горку с семьей и друзьями.

Небольшой отказ от ответственности: создавайте и используйте на свой страх и риск.Мой генератор работает нормально, но вы несете ответственность за свою работу. Удачи и сил!

---

Роберт Д. Коупленд разводит и продает мясной скот, откормленный травой, и является владельцем автономного пансионата в Техасе под названием The Sunflower , укомплектованного соломенными тюками и домиками из глины, свежих органических питание, обучение пермакультуре, семинары и многое другое!

Другие статьи о ветроэнергетике:

Энергия ветра – это полностью переработанное и обновленное издание руководства для частных лиц и предприятий, заинтересованных в установке небольших ветроэнергетических систем.Это практическое руководство, написанное для непрофессионала, дает точное и беспристрастное представление обо всех аспектах малых ветроэнергетических систем, в том числе:

• Опции для ветроэнергетических систем
• Способы оценки ветровых ресурсов на вашем участке
• Ветряные турбины и башни
• Инверторы и аккумуляторы
• Монтаж и обслуживание систем
• Стоимость и преимущества установки ветроэнергетической установки

Читатели получат знания, необходимые им для принятия мудрых решений при проектировании, покупке и установке небольших ветроэнергетических систем, а также для эффективного общения с установщиками ветряных систем, а также смогут помочь сделать наиболее разумный и экономичный выбор.Заказ в магазине новостей Матери-Земли или по телефону 800-456-6018.

---

Первоначально опубликовано: апрель / май 2017 г.

Как я построил ветряную турбину, вырабатывающую электроэнергию: 15 шагов (с изображениями)

Теперь, когда я разобрал все механические части, пришло время перейти к электронной части проекта. Система ветроэнергетики состоит из ветряной турбины, одной или нескольких батарей для хранения энергии, вырабатываемой турбиной, блокирующего диода для предотвращения потери энергии от батарей при вращении двигателя / генератора, вторичной нагрузки для сброса энергии от турбины, когда аккумуляторы полностью заряжены, а контроллер заряда для работы всего.

Есть много контроллеров для солнечных и ветровых систем. Они есть в любом месте, где продаются альтернативные источники энергии. Их также всегда много в продаже на Ebay. Но я решил попробовать построить свой собственный. Итак, мы вернулись к поиску в Google информации о контроллерах заряда ветряных турбин. Я нашел много информации, в том числе несколько полных схем, которые были довольно хороши и очень упростили сборку собственного юнита. Я основал свое устройство на схеме того, что можно найти на этом веб-сайте:

http: // www.fieldlines.com/story/2004/9/20/0406/27488

На этом веб-сайте подробно рассказывается о контроллере, поэтому здесь я буду говорить о нем только в общих чертах. Опять же, хотя я следовал их общему рецепту, я делал некоторые вещи по-другому. Я с детства увлекался электроникой, и у меня уже есть огромный запас электронных компонентов, поэтому мне пришлось покупать совсем немного, чтобы собрать контроллер. Я заменил некоторые детали другими компонентами и немного переработал схему, чтобы я мог использовать детали, которые у меня уже были под рукой.Таким образом, для сборки контроллера мне не пришлось покупать почти ничего. Единственное, что мне пришлось купить, это реле. Я построил свой прототип контроллера заряда, прикрутив все детали к фанере, как показано на первой фотографии ниже. Позже я перестроил бы его во всепогодный корпус.

Собираете ли вы собственное или покупаете, вам понадобится какой-то контроллер для вашей ветряной турбины. Общий принцип, лежащий в основе контроллера, заключается в том, что он контролирует напряжение аккумулятора (-ов) в вашей системе и либо отправляет энергию от турбины в батареи для их подзарядки, либо сбрасывает мощность от турбины на вторичную нагрузку, если батареи полностью заряжен (для предотвращения чрезмерной зарядки и разрушения аккумуляторов).Схема и описание на указанной выше веб-странице хорошо объясняют это. Более подробную информацию о сборке контроллера заряда, в том числе более крупные и удобные для чтения схемы, можно найти на моем веб-сайте http://www.mdpub.com/Wind_Turbine/index.html

В процессе работы ветряная турбина подключена к контроллеру. Затем линии идут от контроллера к батарее. Все нагрузки снимаются прямо с АКБ. Если напряжение аккумулятора падает ниже 11,9 В, контроллер переключает мощность турбины на зарядку аккумулятора.Если напряжение аккумулятора повышается до 14 вольт, контроллер переключается на сброс мощности турбины на фиктивную нагрузку. Есть подстроечные регуляторы для регулировки уровней напряжения, при которых контроллер переключается между двумя состояниями. Я выбрал 11,9 В для точки разряда и 14 В для точки полного заряда, основываясь на рекомендациях множества различных веб-сайтов по вопросу правильной зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов. Все сайты рекомендовали немного разные напряжения. Я как бы усреднил их и получил свои цифры.Когда напряжение аккумулятора составляет от 11,9 В до 14,8 В, систему можно переключать между зарядкой и сбросом. Пара кнопок позволяет мне переключаться между состояниями в любое время в целях тестирования. Обычно система работает автоматически. Во время зарядки аккумулятора горит желтый светодиод. Когда аккумулятор заряжен и мощность передается на фиктивную нагрузку, горит зеленый светодиод. Это дает мне минимальную обратную связь о том, что происходит с системой. Я также использую свой мультиметр для измерения как напряжения батареи, так и выходного напряжения турбины.Я, вероятно, в конечном итоге добавлю в систему либо панельные измерители, либо автомобильные измерители напряжения и заряда / разряда. Я сделаю это, когда он у меня будет в каком-то корпусе.

Я использовал свой настольный источник питания переменного напряжения, чтобы смоделировать аккумулятор в различных состояниях заряда и разряда, чтобы проверить и настроить контроллер. Я мог установить напряжение источника питания на 11,9 В и настроить подстроечный резистор для точки срабатывания низкого напряжения. Затем я мог поднять напряжение до 14 В и установить подстроечный резистор для подстроечного резистора высокого напряжения.Мне нужно было установить его, прежде чем я возьму его в поле, потому что у меня не было бы возможности настроить его там.

Я на собственном опыте убедился, что в этой конструкции контроллера важно сначала подключить аккумулятор, а затем подключить ветряную турбину и / или солнечные панели. Если вы сначала подключите ветряную турбину, дикие колебания напряжения, исходящие от турбины, не будут сглажены нагрузкой на аккумулятор, контроллер будет вести себя хаотично, реле будет сильно щелкать, а скачки напряжения могут разрушить микросхемы.Поэтому всегда сначала подключайтесь к батарее (-ам), а затем подключайте ветряную турбину. Кроме того, не забудьте сначала отключить ветряную турбину при разборке системы. Отсоединяйте аккумулятор (-ы) в последнюю очередь.

Постройте эту ветряную турбину «сделай сам» с открытым исходным кодом за $ 30

Начало работы с проектами в области ветроэнергетики для дома может обойтись вам в копеечку, если вы купите готовый продукт, но если вы немного удобны и не возражаете искать материалы и проявлять творческий подход в гараже или на заднем дворе, вы можете попробовать ваши руки в создании одной из этих ветряных турбин своими руками примерно за 30 долларов в материалах.В конце концов, это неделя #iheartrenewables!

Материалы, необходимые для создания собственной ветряной турбины

Ранее мы уже рассказывали о планах Дэниела Коннелла по созданию концентрированных солнечных коллекторов с открытым исходным кодом, но теперь он вернулся с еще одним замечательным проектом DIY в области возобновляемой энергии – ветряной турбиной с вертикальной осью, основанной на конструкции подъемника + сопротивления Lenz2. Дизайн Коннелла требует использования алюминиевых форм для литографической офсетной печати, чтобы ловить ветер, которые, по его словам, можно дешево (или даже бесплатно) получить в компании офсетной печати, а также различные аппаратные средства и велосипедное колесо.

«В турбине используется механически эффективная конструкция Lenz2 с подъемом и сопротивлением примерно на 40%. Она полностью сделана из подручных материалов, за исключением болтов и заклепок, и должна стоить около 15-30 долларов за трехлопастную версию, которую может изготовить одна человек за шесть часов без особых усилий “. – SolarFlower

Помимо основных инструментов, включая ручную дрель, вам нужно будет купить или одолжить заклепочник и различное оборудование (болты, гайки и шайбы), чтобы построить это устройство. Согласно заметкам Коннелла, эта ветряная турбина, сделанная своими руками, которая может быть построена в трех- или шестилопастной версии, успешно выдержала устойчивый ветер со скоростью 80 км / ч (трехлопастной) и до 105 км / ч для шестилопастной версии. .

Вывод и приложения

Вот небольшой видеоролик о ветряной турбине с вертикальной осью, которую бросает вызов сильному ветру:

Чтобы получить энергию от этой ветряной турбины, необходимо добавить к ротору генератор переменного тока, а также способ хранения электроэнергии, но его также можно использовать просто для механического вращения, например, для перекачивания воды или вращения. маховик для других приложений.

Хотя существует ряд переменных, которые могут повлиять на мощность этой ветряной турбины, сделанной своими руками, включая эффективность используемого генератора (и, очевидно, скорость ветра в месте его расположения), по словам Коннелла, при использовании автомобильного генератора с КПД 50% (самый простой и дешевый вариант) должен производить 158 Вт электроэнергии при скорости ветра 50 км / ч и 649 Вт при скорости 80 км / ч с этой конструкцией.

[ Обновление : в разговоре по электронной почте с Коннеллом он заявил, что «шестилопастная версия с эффективным генератором переменного тока должна производить не менее 135 Вт электроэнергии при скорости ветра 30 км / ч и 1,05 кВт при 60 км / ч». ]

Эта самодельная ветряная турбина не обязательно будет питать ваш дом (хотя серия из них потенциально может быть использована для выработки достаточного количества электроэнергии для зарядки аккумуляторной батареи для скромного домашнего использования), это может быть отличным практическим школьным проектом или домашнее обучение по ветроэнергетике.

[H / T в Sustainablog]

6 лучших домашних ветряных турбин (для жилых домов)

Интерес к альтернативным источникам энергии быстро растет, поэтому мы выбрали 6 лучших домашних ветряных турбин , доступных в настоящее время на рынке. Поскольку расходы на проживание растут, все больше домовладельцев стремятся сократить расходы.

Выработка собственного электричества – это простой способ сократить ваши счета за электроэнергию вдвое . В то время как солнечная энергия, как правило, является экологически чистым вариантом, энергия ветра – отличное решение для тех, кто живет в районах с надежной скоростью ветра .

Если вы живете в сельской местности и не имеете доступа к электросети, или живете в пригороде и хотите снизить счет за коммунальные услуги, домашние ветряные турбины – отличное решение. Все, что требуется, – это немного ноу-хау, немного земли и аккумуляторная батарея высокого напряжения. Примерно за $ 800 вы можете купить себе домашний ветряк среднего класса, который удовлетворит ваши потребности.

6 лучших домашних ветряных турбин

Лучший в целом: WINDMILL 1500 Вт ветрогенераторный комплект

• Скорость ветра: 31 миль / ч
• Выход энергии: 1500 Вт
• High Points: Оборудован высоковольтной емкостью и выходом энергии.
• Не совсем: Это одна из самых дорогих домашних ветряных турбин на рынке.

Как самая популярная домашняя ветряная турбина в нашем списке, комплект Windmill 1500 W действительно впечатляет. Обладая множеством функций и прочным, долговечным корпусом, турбина предлагает домовладельцам возможность сократить свои счета за электроэнергию и потребление невозобновляемых источников энергии.

В целом Windmill 1500W на дороже, чем на , чем другие модели на рынке, но компенсирует это по стоимости. Встроенный контроллер заряда, высокая выходная мощность и относительно легкий дизайн – все это возможности экономии денег для домовладельцев, которые плохо знакомы с ветряными турбинами.

Что говорят рецензенты?

Некоторые обозреватели столкнулись с проблемами при конструкции лопастей. Тем не менее, сервисная служба производителя великолепна, и они готовы и могут заменить все дефектные блоки, не задавая вопросов.

Вдобавок покупатели сообщают, что турбина абсолютно бесшумна и не шумит даже в ветреную погоду.Это отличный аргумент для домовладельцев, которые хотят установить свои турбины в более густонаселенных районах или рядом со своим домом.

Особенности и соображения

Трехлопастная турбина изготовлена ​​из высококачественного стекловолокна с защитным покрытием от УФ-излучения. Он разработан для работы на полную мощность при скорости ветра 31 миль в час.

Минимальная скорость ветра составляет 5,6 миль в час , что означает, что эта турбина лучше всего подходит для мест с умеренным ветром. И если турбина сталкивается с сильными порывами или скачками ветра, система автоматического торможения может быстро исправить и предотвратить перезарядку аккумулятора.

Система 24 В имеет рекомендованную емкость батареи 200 А или выше и способна питать небольшие автономные домашние системы. Хотя мощность 1500 Вт с выходной мощностью 150016 не предназначена для удовлетворения потребностей всего домашнего хозяйства, ее можно легко подключить к солнечной батарее. Это предлагает большую гибкость для домовладельцев, которые хотят полностью экологизировать и уменьшить свою зависимость от городских сетей.

Турбинный генератор также оснащен встроенным контроллером заряда MPPT . Интегрированная система не требует лишних наворотов и полностью автономна, без батареи. В случае неисправности каких-либо деталей Windmill предлагает гарантию производителя сроком на один год.

Посмотреть цену на Amazon

Лучшее: ветрогенератор Tumo-Int 1000 Вт с контроллером усиления ветра

• Скорость ветра: 28 миль / ч
• Выходная энергия: 1000 Вт
• Основные моменты: Хорошая выходная мощность и низкая скорость включения.
• Not-So: Довольно большой и тяжелый, который не идеален для установки на крыше или дома на колесах.

Длинная и тонкая ветряная турбина Tumo-Int на первый взгляд кажется небольшой промышленной ветряной турбиной. Его белая 3-лопастная турбина оснащена генератором мощностью 1000 Вт , который может заряжать батарею 48 В, батарея , что является впечатляющим достижением для ветряной турбины в жилых помещениях.

Цена приемлемая для такой турбины, хотя вы можете найти более высокую мощность по более низкой цене у других марок.И хотя весь блок работает с огромными 77 фунтами ., турбина практически бесшумна, и не производит шума.

Что говорят рецензенты?

В целом, рецензенты остались довольны ветряком Tumo-Int. Его возможности превосходят другие модели, представленные на рынке, и он составляет надежных и эффективных. Один опытный покупатель использовал их для замены своих старых стандартных ветряных турбин юго-запада в Скалистых горах.

Однако будущим покупателям следует с осторожностью относиться к установке .Это непростой процесс, если вы не являетесь опытным домашним мастером, и контроллер трудно сбросить до ваших предпочтительных настроек. Хотя поначалу это может оттолкнуть, компания предоставляет англоязычный персонал по обслуживанию клиентов, который поможет с любыми проблемами, которые могут возникнуть.

Особенности и соображения

Начальная скорость ветра составляет всего 5,6 миль в час , что означает, что он отлично подходит для климата со слабым ветром. Он может выдержать скорость до 90 миль в час , поэтому не следует размещать его в местах, подверженных ураганам, торнадо или сильным штормам.В идеале подходящая среда – это территория с годовой скоростью ветра менее 8 миль в час.

При максимальной эффективности турбина Tumo-Int может генерировать 1050 Вт мощности, на твердую 50 Вт сверх номинальной мощности. В комплект также входит контроллер MPPT и дамп нагрузки, который определяет и регулирует напряжение в реальном времени. В запатентованном генераторе используется термостойкая тефлоновая проволока, а корпус колеса устойчив к коррозии для максимальной защиты.

Посмотреть цену на Amazon

Лучший бюджетный выбор: Happybuy Wind Turbine 600W White Lantern

• Скорость ветра: 27 миль / ч
• Выходная энергия: 600 Вт
• Основные моменты: Вертикальный фонарь отлично подходит для городских территорий.
• The Not-So: Его генератор производит лишь небольшое количество энергии.

Happybuy Wind Turbine 600W – одна из самых уникальных домашних ветряных турбин, представленных на рынке. Эта турбина с изогнутыми вертикальными лопастями, имитирующими форму фонаря , предназначена для выработки энергии без необходимости в большом количестве воздушного пространства.

Футуристический вид сочетается со скромной производительностью по выработке энергии, а сам бренд предлагает ряд вариантов мощности от 100 Вт до 600 Вт .Хотя это и близко не соответствует потребностям среднего домохозяйства, компактная конструкция ножей позволяет размещать несколько устройств на одном заднем дворе, удваивая или утраивая потенциал мощности.

Что говорят рецензенты?

Изрядное количество рецензентов прокомментировали неожиданный размер устройства, поскольку он на намного больше, чем указано в списке продуктов . Это может вызвать беспокойство у тех, кто ищет незаметную и небольшую ветряную турбину, которую можно спрятать подальше от глаз.

Однако установка проста и проста в использовании, , поэтому впервые покупатели остались довольны процессом по сравнению с другими более сложными моделями. Большинство из них соединили свои турбины с наборами солнечных панелей для максимальной выработки электроэнергии и использовали турбину для небольших устройств, таких как фонтаны для воды на открытом воздухе и инверторы для жилых автофургонов.

Особенности и соображения

Одной из самых продаваемых характеристик ветряной турбины Happybuy является то, что она может работать в районах со слабым ветром. При начальной скорости ветра 4,5 миль / ч турбина может быстро начать выработку энергии. Однако это только начальная скорость ветра, поэтому генератор не сможет производить указанную мощность до тех пор, пока не достигнет номинальной скорости ветра 27 миль в час.

Фонарь уникальной конструкции позволяет устанавливать его в тесных помещениях. Имея вдвое меньший средний радиус ротора стандартной домашней ветряной турбины, Happybuy Wind Turbine легкий, компактный и простой в установке на небольших задних дворах или на крыше.Турбина также может собирать энергию из турбулентного воздушного потока вокруг зданий и сооружений, что делает ее идеально подходящей для городских условий.

Турбина предлагается в двух холодных цветах, включая белый и красный. Каждая модель оснащена 5 лезвиями из углеродного волокна, которые обладают антикоррозийной и УФ-защитой . Встроенный контроллер отслеживания максимальной мощности регулирует ток и напряжение генератора 24 В, а система автоматического торможения защищает турбину от внезапных порывов ветра.

Посмотреть цену на Amazon

Лучший вариант среднего уровня: Windmax HY400 500 Вт ветрогенератор для дома

• Скорость ветра: 27 миль / ч
• Энергетическая мощность: 500 Вт
• Основные моменты: Обновленная 5-лопастная модель хорошо работает в условиях слабого ветра.
• Not-So: Низкая мощность и напряжение означает, что он подходит только для питания устройств малой емкости.

Хотя ветряная турбина Windmax HY400 имеет только генератор 500 Вт, она по-прежнему работает как шарм.В общем, Windmax – отличная покупка для начинающих покупателей, которые ищут надежную и эффективную модель среднего класса.

С черными лопастями и белым ротором турбина не самая стильная на рынке. Тем не менее, его обновленная модель с 5 лопастями по сравнению с предыдущей моделью Windmax с 3 лопастями по-прежнему может помочь снизить ваши счета за электроэнергию в безветренные дни. Это бесшумный, прочный и позиционируется как , не требующий обслуживания . Для большинства это проверяет все возможности домашней ветряной турбины с низким уровнем шума.

Что говорят рецензенты?

От островитян до жителей Северного Техаса рецензенты сообщают об успехе своей турбины Windmax HY400. Турбина надежна, но не вырабатывает много энергии, если не будет ветра со скоростью более 30 миль в час . Однако рецензенты сообщают, что лопасти все равно будут вращаться в условиях слабого ветра.

Некоторые покупатели использовали свои турбины для увеличения производства зеленой энергии в ночное время, когда солнечные панели не работают. Это позволяет на больше альтернативной энергии для домовладельцев, не подключенных к электросети.

Особенности и соображения

Windmax HY400 может похвастаться первоклассной совместимостью с солнечными панелями . В сочетании с солнечной батареей ветряная турбина может работать на 650 Вт . Однако при использовании только ветра номинальная мощность составляет всего 400 , а максимальная мощность составляет 500 в ветреные дни.

Лопасти из нейлона и армированного стекловолокна управляются с помощью аэродинамического ограничения скорости лопастей и электромагнитного управления превышением скорости.Эти дополнительные меры защиты обеспечивают безопасную и эффективную работу даже в условиях сильного ветра со скоростью более 60 миль в час.

В дополнение к комплекту вам необходимо приобрести столб для установки турбины и аккумуляторную батарею для сбора собранной энергии. Турбина оснащена контроллером и проводом, длина которого составляет около 20-30 футов, , поэтому в целях безопасности монтажный столб не должен быть выше 25 футов

.

Посмотреть цену на Amazon

Лучшая домашняя ветряная турбина для влажных районов: морской ветрогенератор мощностью 2000 Вт

• Скорость ветра: 28 миль / ч
• Выход энергии: 2000 Вт
• High Points: Можно использовать на суше и в воде.
• Не так: Очень дорого и требует больших вложений для большинства домовладельцев.

Эта ветряная турбина современного вида – , гладкая и эффективная . Морская ветряная турбина с 3 лопастями из углеродного волокна способна собирать достаточно энергии для питания небольших устройств и бытовой техники без звука.

Турбина оснащена всем стандартным оборудованием, а также несколькими дополнительными функциями, такими как защита от превышения скорости . Домовладельцы могут свободно размещать свои турбины, где им заблагорассудится, даже в открытых водоемах , не беспокоясь.Годовая ограниченная гарантия также предлагает чувство комфорта для начинающих покупателей, которые могут опасаться высокой цены.

Что говорят рецензенты?

Рецензенты в целом впечатлены конструкцией морской ветряной турбины. Обладая легким и небольшим корпусом , турбина все еще остается сильной и прочной. Это пригодится тем, кто живет в районах, подверженных неблагоприятным погодным условиям, например, ураганам.

С другой стороны, рецензенты также хвалят производительность турбины.Хотя это не промышленная ветряная электростанция, турбина выполняет свою работу и работает хорошо. Это незаменимый для тех, кто полагается исключительно на энергию ветра для получения электричества в автономных ситуациях.

Особенности и соображения

Ключевым аргументом в пользу этой домашней ветряной турбины является то, что ее можно установить на суше или в водоеме , таком как озеро, пруд или пляж. В отличие от других моделей, турбина с защитным покрытием для морских судов способна выдерживать суровые погодные условия и водяные брызги.Если вы живете в прибрежной зоне или имеете домик у озера, то эта турбина идеальна.

Морская ветряная турбина также может производить до 2000 Вт при скорости ветра 28 миль в час . Скорость включения ветра составляет 7 миль в час, что является довольно высоким показателем для отрасли. В конечном счете, турбина не подходит для использования в не ветреных районах и должна использоваться только домовладельцами, которые живут в районах с высокой скоростью ветра.

Корпус изготовлен из прочного литого алюминия и может выдерживать ветер со скоростью до 110 миль в час , что делает его устойчивым к погодным условиям.В комплект не входит необходимая металлическая опора для установки, которая является стандартной, поэтому также следует приобрести 1,5-дюймовую стальную трубу. В целом установка довольно проста, так как для сборки требуется всего 5 деталей.

Турбина поставляется с трехфазным синхронным генератором , который может использоваться для зарядки аккумулятора 12 В . Этой мощности достаточно для работы небольших устройств, таких как ноутбуки, инструменты, фонари или телефоны. Если вы хотите обеспечить электроэнергией все домашнее хозяйство, следует использовать как минимум 3 турбины.Их можно связать вместе, как солнечные батареи, при условии, что они расположены на расстоянии примерно 58 футов друг от друга.

Посмотреть цену на Amazon

Лучшая домашняя ветряная турбина для высоких скоростей ветра: ветряная турбина General Freedom II мощностью 2000 Вт с 11 лопастями, штат Миссури,

• Скорость ветра: 15 миль / ч
• Выход энергии: 2000 Вт
• Основные моменты: Выдерживает скорость ветра до 125 миль в час.
• Не так: Нет хороших отзывов пользователей.

Обладая звездообразным дизайном, сверхсовременный и элегантный Missouri General Freedom II является одной из самых привлекательных домашних ветряных турбин серии на рынке. Турбина бывает черного или белого цвета и предлагает колоссальную выходную мощность 2000 Вт. При скромной цене турбина большой мощности на более доступна, чем другие модели в том же диапазоне мощности.

Бренд

Missouri Wind and Solar известен в энергетической отрасли по количеству меди, используемой в своих установках.Их ротор Freedom PMG содержит , вдвое больше меди , чем PMA в стиле Delco, что означает, что он может заряжать аккумуляторную батарею быстрее, чем другие генераторы. Более того, компания предлагает 3-летнюю ограниченную гарантию на и пожизненную гарантию, что их турбина не сломается при нормальном использовании.

Что говорят рецензенты?

В то время как спецификации, перечисленные в описании продукта, содержат высококачественные детали и максимальную мощность, обзоры говорят о другом. Судя по опыту покупателей, Missouri General Freedom II не производит такой мощности, как рекламируемый .Один такой покупатель заявил, что они не собирали много энергии, даже когда в их районе прошел сильный шторм.

С другой стороны, один рецензент утверждает, что задний подшипник на его агрегате вышел из строя через три месяца после покупки. Подшипник был неисправен, и его пришлось заменить самостоятельно. Это стоило времени и денег рецензенту. Исходя из этих отрицательных отзывов, эта ветряная турбина находится ниже в нашем списке , чем другие бренды, у которых может не так много разрекламированных наворотов.

Особенности и соображения

В комплект входит 11 лопастей из оцинкованного углеродного волокна , которые способны выдерживать невероятную скорость ветра и ненастную погоду без ржавчины и повреждений. Это отлично подходит для тех, кто живет в районах, подверженных прибрежной влажности или сильным штормам, которые часто дуют.

Скорость ветра при включении 6 миль / ч не самая высокая и не самая низкая на рынке. И хотя турбина может эффективно работать в широком диапазоне ветровых условий, она лучше всего подходит для средней скорости 15 миль в час.Эта относительно низкая скорость ветра частично объясняется большим количеством лопастей.

В турбине используется система натяжения проволоки , а не контактные кольца , которые могут сломаться или выйти из строя. Freedom II PMG также сконструирован с использованием 28 магнитов и более надежен, чем роторы со щетками. Таким образом, хотя цена выше, чем у дешевых моделей ветряных турбин, ваши деньги хорошо вложены, поскольку Missouri General Freedom II надежен и долговечен.

Посмотреть цену на Amazon

В начало

Полное руководство покупателя домашних ветряных турбин

Выбор подходящей ветряной турбины для вашего дома

Домашняя ветряная турбина – безусловно, вложение.Модели высшего уровня могут легко стоить вам 1000 долларов или более , поэтому важно сначала учесть несколько ключевых факторов, прежде чем делать свой выбор.

Планируете ли вы использовать ветряную турбину для освещения сарая или подземного бункера, существуют различные модели, которые удовлетворят ваши потребности. От дешевых устройств малой мощности до комплектов морского класса – каждый найдет что-то для себя.

Насколько ветрено в вашем районе?

Это самое важное соображение, которое вы должны учитывать при выборе турбины для своего дома.Если вы получаете очень низкие скорости ветра , живете в густонаселенной местности или часто испытываете ураганные ветры, то ветряная турбина, вероятно, не лучший вариант.

В среднем домашние ветряные турбины нуждаются в минимальном количестве ветра для работы. Это зависит от модели, но большинство часов составляет около 6-7 миль в час . Номинальная скорость ветра для полного производства энергии обычно составляет около 27 миль в час для стандартных агрегатов. Если вы живете в районе, где постоянно дует ветер, подойдет обычная бытовая турбина.

Однако, если вы регулярно сталкиваетесь с низкой скоростью ветра, вам нужно искать модели с более низким порогом. Одним из самых важных факторов являются лезвия. Те, у которых больше лопастей, например с 9 по 11, имеют на большую площадь поверхности, вес и крутящий момент на , чтобы ротор вращался. Это означает, что они по-прежнему смогут работать в условиях слабого ветра, в то время как модели с 3 лопастями – нет.

Приобретая домашнюю ветряную турбину, обратите внимание на со следующими характеристиками:

• Начальная скорость ветра
• Скорость врезки
• Номинальная скорость ветра
• Безопасная скорость ветра

Каково ваше среднее потребление энергии?

Среднее американское домохозяйство с современной техникой потребляет около 8000-9400 кВтч электроэнергии в год. Если вы хотите полностью отказаться от сети, вам необходимо достичь минимального порогового значения выходной мощности от 5 до 15 кВт. Большинство домашних ветряных турбин не соответствуют этому минимуму, поэтому их необходимо использовать вместе с другими турбинами или другим источником энергии.

Если вам нужны только небольшие устройства, такие как насос для уличного пруда, тогда вам подойдет небольшая турбина средней мощности. Те, у кого мощность 400-1000 Вт и , могут заряжать небольшие приборы, такие как ноутбуки, телефоны, фонари, электроинструменты и многое другое.Если вы хотите использовать турбину в сочетании с инвертором для дома на колесах, вам, вероятно, понадобится больше.

Где вы планируете установить ветряную турбину?

Ветровые турбины предназначены для размещения высоко в воздухе. Турбина и генератор должны быть установлены на высокой опоре, имеющей высоту около 25-60 футов . Однако турбины не ограничиваются только большими полями или вершинами холмов; домашние ветряные турбины также можно разместить на крыше (например, в вашем саду на крыше) или в водоеме.

В зависимости от имеющейся у вас площади квадратных футов , существует множество вариантов. Для тех, кто живет в более компактных условиях, необходима турбина с небольшим радиусом ротора. С другой стороны, если вы хотите установить турбину на крыше, вам понадобится модель , которая не будет тяжелой и громоздкой.

Имейте в виду, что каждая турбина должна быть помещена в буферную зону . Две турбины никогда не должны располагаться рядом друг с другом.Самый простой способ определить правильное расстояние для размещения – это умножить радиус лопастей турбины на 10. Это даст вам общую оценку, хотя предпочтительнее проконсультироваться с производителем.

Собираетесь ли вы соединить ветряную турбину с альтернативным источником энергии?

Ветряные турбины отлично работают, когда работает в паре с солнечной батареей , поскольку это максимизирует вашу способность производить энергию. В течение дня солнечные панели могут поглощать солнечные лучи, а ветряная турбина может генерировать энергию с помощью вечерних порывов ветра.Если вы хотите полностью отключиться от электросети, то эта пара – самый надежный выбор, поскольку вы не всегда можете гарантировать, что будете получать достаточно ветра каждый день.

С другой стороны, если вы действительно хотите использовать исключительно ветряную энергию, вам нужно искать комплекты высокой мощности. 100–1000 Вт не будет производить достаточно энергии и просто тратит ваше время, деньги и энергию. Те, у которых более 3 лезвия и выходная мощность Вт 2000 Вт, намного лучше подходят для обитателей домиков и автономных систем.

В начало

Критерии отбора: как мы оценили лучшие домашние ветряные турбины

На основании ряда факторов, включая количество лопастей, вес, номинальную скорость ветра, выходную мощность и характеристики, мы выбрали 6 лучших ветряных турбин для дома на рынке.

В нашем рейтинге особое внимание уделяется полезности, эффективности и надежности , , а также цене и практическому опыту. В качестве источника зеленой энергии для жилых домов эти ветряные турбины также должны иметь минимальное количество энергии.

Лезвия

Количество и размер лопастей влияют на общую эффективность и полезность ветряной турбины. Те, у которых меньше лопастей, заставят ротор вращаться быстрее, генерируя больше энергии на более высоких скоростях. А те, у кого больше лопастей, будут воспринимать низкие скорости ветра и могут работать без необходимости постоянно сильного ветра.

С другой стороны, длина лезвия также является важным фактором.Если лопатка длинная, то для турбины потребуется буферная зона большего размера. Лезвия с маленькими или компактными лезвиями лучше подходят для городских районов, где пространство имеет большую проблему.

Рейтинг скорости ветра

Рейтинг скорости ветра – это среднее количество ветра , необходимое для работы турбины с максимальной эффективностью или для турбины. Хотя турбина по-прежнему будет вырабатывать электроэнергию на скоростях ниже номинальной, она не сможет обеспечить указанную мощность, если не получит номинальную скорость ветра или выше.В общем, те, у кого более низкая скорость ветра, оцениваются выше, потому что они предлагают наибольшую гибкость для домовладельцев.

Вес

Хотя общий вес комплекта не является самым важным фактором, он все же влияет на размещение. Если комплект тяжелый, то для его поддержки потребуется дорогая и прочная штанга . Его также нельзя размещать на крышах или вокруг других конструкций, которые могут быть повреждены в случае выхода из строя опоры. В конечном итоге чем легче прибор, тем лучше. Вы также получите дополнительный бонус в виде меньшей оплаты доставки!

Выход энергии

В общем, выходная мощность генератора является наиболее важным фактором для большинства покупателей. В конце концов, вся цель ветряной турбины – преобразовывать энергию ветра в электричество. Любая модель мощностью менее 500 Вт бесполезна, если только вы не планируете использовать ее для питания цепочки уличных фонарей или зарядки телефона. Средняя мощность недорогой домашней ветряной турбины составляет около 1000 Вт .Это отличная отправная точка для начинающих покупателей.

Характеристики

Ветряные турбины – это простые устройства, которые обычно не оснащены множеством наворотов. Однако есть несколько особенностей, благодаря которым одна турбина стоит выше другой.

Как и большинство других вещей, чем больше возможностей предлагает домашняя ветряная турбина, тем лучше соотношение цены и качества. Это особенно актуально для тех, у кого есть встроенные дампы нагрузки и контроллеры заряда MPPT.

Вот наиболее распространенные предлагаемые функции:

• Системы автоматического торможения
• контроллеры заряда
• Эффективность при малом ветре
• защитное покрытие (морское, УФ, антикоррозийное)

В начало

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как работают ветряные турбины?

Основная работа ветряной турбины на самом деле довольно проста: ветер вращает лопасти турбины вокруг ротора, который затем раскручивает генератор, чтобы создать электричество , которое хранится во внешней аккумуляторной батарее.Будь то ветряная турбина промышленного уровня на ветряной электростанции или небольшая бытовая турбина на заднем дворе, общий принцип один и тот же.

В целом, вы должны размещать ветряные турбины в зоне с минимальным ветром. Для средней домашней ветряной турбины это обычно скорость ветра 5,5 миль в час или более . Без этого минимального количества ветра лопасти просто не будут вращаться, и электричество не будет производиться.

Однако номинальная выходная мощность турбины не может быть достигнута, если турбина не имеет доступа к ее номинальной скорости ветра, которая составляет среднее количество ветра, необходимое , чтобы генератор работал с максимальной мощностью.Например, турбина 500 Вт , рассчитанная на скорость ветра 27 миль в час, будет генерировать около 100 Вт мощности только при скорости ветра 10–12 миль в час.

Какова средняя выходная мощность ветряной турбины?

Большинство домашних ветряных турбин рекламируют от до 2000 Вт и мощности. Однако фактическая мощность зависит от скорости ветра и эффективности генератора. Хотя некоторые модели имеют высокую номинальную мощность, они могут работать только при очень высоких скоростях ветра, недоступных для большинства домовладельцев в их районе.

Дорогие устройства могут производить 2000 Вт и заряжать батареи 12-24-48 В . В сочетании с 3 или более блоками турбины могут полностью обеспечить энергией небольшое домашнее хозяйство. Однако большинство домовладельцев не хотят создавать мини-ветряные электростанции на своей территории, поэтому сеть турбин и солнечных панелей – лучший вариант, если вы планируете полностью отказаться от электросети.

Может ли ветряная турбина выдерживать ненастную погоду?

В зависимости от модели, которую вы покупаете, ветряные турбины обладают удивительной способностью выдерживать сильные штормы , штормы и порывы ветра.Как правило, домашние ветряные турбины могут управлять скоростью ветра до 90-100 миль в час , прежде чем они начнут ломаться или выходить из строя.

Тем, кто живет в районах, подверженных ураганам или частым торнадо , не следует устанавливать ветряные турбины , поскольку они могут представлять угрозу безопасности и обязательно выйдут из строя в какой-то момент. В этом случае солнечная батарея более эффективна в качестве альтернативного источника энергии.

Что касается дождя, практически все турбины среднего класса покрыты антикоррозийными материалами , устойчивыми к ржавчине и воздействию воды.Некоторые модели можно даже разместить в морской среде, например, в прибрежных районах или небольших водоемах в сельской местности.

Сколько денег мне сэкономит ветряк в месяц?

Сумма, которую вы сэкономите, используя ветряную турбину, полностью зависит от среднего потребления электроэнергии в семье и стандартной цены на электроэнергию в вашем районе. В среднем американское домохозяйство будет использовать около 780 кВтч в месяц .

Если у вас достаточно ветряных турбин для производства 5 кВт , вам нужно будет удовлетворить свои потребности в энергии и иметь доступ к разумной скорости ветра в течение всего года, тогда вы сможете сократить свои счета за электроэнергию до нуля.Фактически, электрическая компания может заплатить вам за любую дополнительную энергию, которую вы произведете и продадите обратно.

Однако, чтобы выполнить эту квоту, вам потребуется установить минимум трех турбин мощностью 2000 Вт , что является дорогостоящим предварительным вложением. С другой стороны, небольшой ветроэнергетический комплекс, который включает в себя 1 или 2 турбины на вашем участке, может легко сократить ваши счета за электричество вдвое, и вы можете значительно сократить расходы на коммунальные услуги в самые ветреные времена года.Для преданных домашних мастеров обычная экономия составляет от 50 до 90%.

В начало

Малые ветряные электрические системы | Министерство энергетики

Если у вас достаточно ветровых ресурсов в вашем районе и ситуация подходящая, небольшие ветровые электрические системы являются одной из самых экономически эффективных домашних систем возобновляемой энергии – с нулевыми выбросами и загрязнением.

Небольшие ветряные электрические системы могут:

• Снизить ваши счета за электроэнергию на 50–90%
• Помогите вам избежать высоких затрат, связанных с продлением линий электропередачи до удаленного места
• Помогите источникам бесперебойного питания выдержать длительные отключения электроэнергии .

Небольшие ветряные электрические системы могут также использоваться для множества других применений, включая перекачку воды на фермах и ранчо.

На наших страницах, посвященных планированию малой ветроэнергетической системы, а также об установке и техническом обслуживании небольшой ветровой электрической системы, есть дополнительная информация.

Как работает небольшая ветровая электрическая система

Ветер создается из-за неравномерного нагрева поверхности Земли солнцем. Ветровые турбины преобразуют кинетическую энергию ветра в чистое электричество.Когда ветер вращает лопасти ветряной турбины, ротор улавливает кинетическую энергию ветра и преобразует ее во вращательное движение, чтобы привести в действие генератор. Большинство турбин имеют автоматические системы управления превышением скорости, чтобы ротор не выходил из-под контроля при очень сильном ветре. В нашей анимации по ветровой энергии вы найдете больше информации о том, как работают ветровые системы, и о преимуществах, которые они предоставляют.

Небольшая ветровая система может быть подключена к электросети через вашего поставщика электроэнергии или может быть автономной (вне сети).Это делает небольшие ветровые электрические системы хорошим выбором для сельских районов, которые еще не подключены к электросети.

Компоненты малой ветроэнергетической системы

Ветряная электрическая система состоит из ветряной турбины, установленной на опоре для обеспечения лучшего доступа к более сильным ветрам. В дополнение к турбине и башне, небольшие ветряные электрические системы также требуют компонентов балансировки системы.

Турбины

Большинство малых ветряных турбин, производимых сегодня, представляют собой машины с горизонтальной осью, направленными против ветра и имеющими две или три лопасти.Эти лезвия обычно изготавливаются из композитного материала, например из стекловолокна.

Рама турбины – это конструкция, на которой крепятся ротор, генератор и хвостовая часть. Количество энергии, которое будет производить турбина, в первую очередь определяется диаметром ее ротора. Диаметр ротора определяет его «рабочую площадь» или количество ветра, перехватываемого турбиной. Хвост удерживает турбину направленной против ветра.

Башни

Поскольку скорость ветра увеличивается с высотой, небольшая ветряная турбина устанавливается на башне.Как правило, чем выше башня, тем больше мощности может производить ветровая система.

Относительно небольшие вложения в увеличенную высоту градирни могут дать очень высокую доходность при производстве электроэнергии. Например, чтобы поднять 10-киловаттный генератор с 60-футовой башни до 100-футовой башни, необходимо увеличить общую стоимость системы на 10%, но он может производить на 25% больше энергии.

Большинство производителей турбин предоставляют комплекты ветроэнергетических систем, которые включают башни. Выделяют два основных типа башен: самонесущие (отдельно стоящие) и с оттяжками.Существуют также оттяжные версии башен с оттяжками. В большинстве домашних ветроэнергетических установок используются башни с оттяжками, которые являются наименее дорогими и более простыми в установке, чем самонесущие башни. Однако, поскольку радиус оттяжек должен составлять от половины до трех четвертей высоты башни, башни с оттяжками требуют достаточно места для их размещения.

Хотя откидные опоры более дороги, они предлагают потребителю простой способ обслуживания небольших легких турбин, обычно 10 киловатт или меньше.Опускающиеся башни также можно опускать на землю во время опасных погодных условий, таких как ураганы. Алюминиевые башни склонны к растрескиванию, и их следует избегать.

Баланс компонентов системы

Баланс компонентов системы, которые вам понадобятся для небольшой ветроэнергетической системы – помимо ветряной турбины и башни – будет зависеть от вашего приложения. Например, детали, необходимые для водяной насосной системы, будут сильно отличаться от того, что вам нужно для бытового применения.

Требуемый баланс компонентов системы также будет зависеть от того, является ли ваша система подключенной к сети, автономной или гибридной.

Большинство производителей могут предоставить вам системный пакет, который включает в себя все компоненты, необходимые для вашего конкретного приложения. Для приложений, подключенных к жилой сети, компоненты баланса системы могут включать в себя следующее:

• Контроллер
• Аккумуляторные батареи
• Инвертор (блок кондиционирования питания)
• Проводка
• Электрический разъединитель
• Система заземления
• Фундамент под башню.

Информация и факты об энергии ветра

Ветер – это движение воздуха из области высокого давления в область низкого давления. На самом деле ветер существует потому, что Солнце неравномерно нагревает поверхность Земли. Когда горячий воздух поднимается, более холодный воздух заполняет пустоту. Пока светит солнце, будет дуть ветер. А ветер издавна служил источником энергии для людей.

Древние мореплаватели ловили ветер парусами. Когда-то фермеры использовали ветряные мельницы для измельчения зерна и перекачивания воды.Сегодня все больше и больше ветряных турбин выжимают из ветра электричество. За последнее десятилетие использование ветряных турбин увеличивалось более чем на 25 процентов в год. Тем не менее, он обеспечивает лишь небольшую часть мировой энергии.

Погода 101

Погода на нашей планете может быть очень суровой – от волн тепла и града до тайфунов и торнадо. Узнайте, что заставляет природу высвободить свою ярость.

Как это работает

Большая часть энергии ветра поступает от турбин, которые могут достигать высоты 20-этажного здания и иметь три лопасти длиной 200 футов (60 метров).Ветер вращает лопасти, которые вращают вал, соединенный с генератором, вырабатывающим электричество.

Самые большие ветряные турбины вырабатывают достаточно электроэнергии в год (около 12 мегаватт-часов) для снабжения около 600 домов в США. Ветряные электростанции имеют десятки, а иногда и сотни таких турбин, выстроенных вместе в особенно ветреных местах. Небольшие турбины, установленные на заднем дворе, могут производить достаточно электроэнергии для одного дома или небольшого предприятия.

Быстро развивающаяся ветроэнергетика

Ветер – это чистый источник возобновляемой энергии, не вызывающий загрязнения воздуха и воды.А поскольку ветер здесь бесплатный, эксплуатационные расходы после установки турбины практически равны нулю. Массовое производство и технический прогресс удешевляют турбины, и многие правительства предлагают налоговые льготы, чтобы стимулировать развитие ветроэнергетики.

К недостаткам можно отнести жалобы местных жителей на уродливые и шумные ветряные турбины. Медленно вращающиеся лезвия также могут убивать птиц и летучих мышей, но не так много, как автомобили, линии электропередач и высотные здания. Ветер тоже переменчив: если он не дует, электричество не вырабатывается.

Тем не менее, ветроэнергетика процветает. Благодаря глобальным усилиям по борьбе с изменением климата, таким как Парижское соглашение, возобновляемые источники энергии переживают бум роста, причем энергия ветра лидирует. С 2000 по 2015 год совокупная ветровая мощность во всем мире увеличилась с 17 000 мегаватт до более чем 430 000 мегаватт. В 2015 году Китай также обогнал ЕС по количеству установленных ветряных турбин и продолжает лидировать в установке.

Отраслевые эксперты прогнозируют, что при сохранении таких темпов роста к 2050 году одна треть мировых потребностей в электроэнергии будет удовлетворяться за счет энергии ветра.

Как работает ветряная турбина?

Что такое ветряк?

Ветряная турбина – это самая современная версия ветряной мельницы. Проще говоря, он использует силу ветра для производства электричества. Наиболее заметны большие ветряные турбины, но вы также можете купить небольшую ветряную турбину для индивидуального использования, например, для обеспечения энергией каравана или лодки.

Что такое ветряная электростанция?

Ветряная электростанция – это группа ветряных турбин. Довольно впечатляет мысль о том, что электричество, которое так сильно влияет на нашу жизнь – от зарядки наших телефонов до того, чтобы мы могли приготовить чашку кофе и, все чаще, заправлять наши автомобили – могло начаться с простого порыва ветра. .

Как работает ветряная турбина?

Сначала давайте начнем с видимых частей ветряной электростанции, которые мы все привыкли видеть – этих высоких белых или бледно-серых турбин. Каждая из этих турбин состоит из набора лопаток, коробки рядом с ними, называемой гондолой, и вала. Ветер – а это может быть просто легкий ветерок – заставляет лопасти вращаться, создавая кинетическую энергию. Вращающиеся таким образом лопасти также заставляют вращаться вал в гондоле, а генератор в гондоле преобразует эту кинетическую энергию в электрическую.

Что будет дальше с электричеством, вырабатываемым ветряной турбиной?

Для подключения к национальной сети электрическая энергия затем пропускается через трансформатор на объекте, который увеличивает напряжение до уровня, используемого в национальной электроэнергетической системе. Именно на этом этапе электричество обычно направляется в передающую сеть National Grid, готовую к передаче, чтобы в конечном итоге ее можно было использовать в домах и на предприятиях. В качестве альтернативы, ветряная электростанция или отдельная ветряная турбина могут вырабатывать электроэнергию, которая используется частным образом отдельным лицом или небольшой группой домов или предприятий.

Почему ветряки обычно белые или бледно-серые?

Ветряные турбины обычно бывают либо белыми, либо очень бледно-серыми – идея состоит в том, чтобы сделать их визуально ненавязчивыми, насколько это возможно. Обсуждается, следует ли их перекрашивать в другие цвета, особенно в зеленый, в некоторых условиях, чтобы помочь им лучше вписаться в окружающую среду.

Насколько сильным должен быть ветер для работы ветряной турбины?

Ветровые турбины могут работать при любых скоростях ветра – от очень слабого до очень сильного.Они генерируют около 80% времени, но не всегда на полную мощность. При очень сильном ветре они отключаются, чтобы предотвратить повреждение.

Где расположены ветропарки?

Ветряные электростанции, как правило, располагаются в самых ветреных местах, чтобы максимально использовать энергию, которую они могут производить – вот почему вы с большей вероятностью увидите их на склонах холмов или на побережье. Ветряные электростанции, расположенные в море, называются оффшорными ветряными электростанциями, а расположенные на суше – наземными ветряными фермами.

Где была первая ветряная турбина и первая ветряная электростанция?

Самая первая ветряная турбина, вырабатывающая электричество, была создана профессором Джеймсом Блайтом в своем доме отдыха в Шотландии в 1887 году.Он был 10 метров в высоту и имел парусину.

Первая в мире ветряная электростанция открылась в Нью-Гэмпшире в США в 1980 году.

Вредны ли ветряные электростанции для птиц?

Дело в том, что изменение климата представляет собой самую серьезную долгосрочную угрозу для птиц и других диких животных. А возобновляемые источники энергии, ключевым компонентом которых являются ветряные турбины, необходимы для сокращения парниковых газов .

Королевское общество защиты птиц Великобритании ( RSPB ) признает эту более широкую картину, заявляя: «Переход на возобновляемые источники энергии сейчас, а не через 10 или 20 лет, необходим, если мы хотим стабилизировать выбросы парниковых газов в атмосфера на безопасном уровне.

Разработчики ветряных электростанций работают в тесном сотрудничестве с RSPB и местными экологическими группами в рамках процесса консультаций по выбору ветровых электростанций, чтобы продолжить рост наземной и морской ветроэнергетики, одновременно компенсируя любой потенциальный вред птицам из-за потери среды обитания, нарушения и столкновение.

В отчете США делается вывод о том, что влияние энергии ветра на популяции птиц относительно невелико по сравнению с падением жертвой кошек и столкновениями с высотными зданиями.