Генератор для ветрогенератора, часть 1, расчёты
Содержание:
Расчёт мощности генератора строится по закону Ома, характеристики генератора зависят от выходного напряжения, и сопротивления фаз генератора.
Задача спроектировать генератор так, чтобы он работая в паре с ветроколесом (винтом), был максимально эффективен. Я хочу получить максимально возможное на ветре 4-7м/с, но чтобы зарядка АКБ начиналась как можно раньше, желательно с 2м/с.
Расчёт дискового аксиального генератора должен начинаться с чертежей, чтобы понять какой диаметр дисков нужен, какие размеры катушек, и какого диаметра заливать смолой статор генератора. Без рисования ничего не получится, а рисовать можно хоть на бумаге (вспомнив уроки геометрии), или на компьютере. Но потом всё равно придётся рисовать на фанере, чтобы точно разместить катушки перед заливкой статора.
Все размеры генератора строятся исходя из размеров магнитов. Я купил 16 магнитов размером 50×30×10 мм, магниты дорогие, поэтому денег хватило только на 16 штук. Вкратце скажу что прямоугольные магниты лучше чем круглые, и чем крупнее магниты, тем потом легче делать катушки, так-как и катушки тогда тоже будут по размерам крупнее.
Расчёт диаметра дисков генератора
Оптимальное расположение магнитов по кругу должно быть с расстоянием между магнитами равным половине ширины магнитов. У меня магниты 50×30×10 мм. Ширина магнитов 30 мм, прибавляем половину ширины (30+15=45 мм), и умножаем на 8 магнитов, и делим на π(3.14). Внутренний диаметр по магнитам (30+15*8:π= 114.5 мм) равен 114мм. Чтобы узнать внешний диаметр нужно прибавить высоту магнитов, у меня высота магнитов 50 мм. Значит (114+50+50=214 мм). Теперь я знаю диаметр дисков, я сделаю диски диаметром не 214 мм, а 220 мм, добавлю 6мм в диаметре.Для примера: если вы хотите например поставить по 12 магнитов на дисках, а магниты размером 40×40×10 мм, то тогда получится (40+20*12:π+40+40) диаметр 309мм. Или если магниты 45*25*8 мм, то (45+22,5*12:π+45+45) диаметр дисков получится 347 мм. В общем не важно какие по размерам магниты, и их число по кругу, диаметр дисков строится от ширины магнитов, и расстояния между магнитами должно быть равным половине ширины магнитов.
У меня получилось вот так, я рисовал не на бумаге, а в планшете. Потом снова придётся рисовать уже на реальных дисках. Я думаю проблем с разметкой на дисках быть не должно, размечается диск на секторы, в моём случае на 8 секторов, и наклеиваем магниты.
>
Расчёт размеров статора и катушек
Теперь вычислим размеры статора и катушек. Так-как у нас внешний диаметр по магнитам 214мм, то рисуем круг диаметром 214мм. Высота магнитов 50 мм, значит (214-50-50=114 мм), рисуем второй круг внутри первого диаметром 114мм. Катушек у нас должно быть 12 штук, значит делим круг на 13 секторов, это по 30° на сектор.В каждый сектор должна поместится катушка, при этом внутреннее отверстие катушки по высоте должно быть равно высоте магнита, то-есть 50 мм. А внешняя высота будет зависеть от ширины намотки катушки, А ширина катушки должна быть равна размерам сектора. Ниже на рисунке я думаю всё понятно.
Катушки треугольной формы будут лучше, так-как чем прямей витки тем выше эффективность катушки.
>
Расчёт катушек сколько поместится витков провода
Теперь когда нам известны размеры катушек тот можно подумать каким проводом мотать катушки и сколько витков поместится. Если магниты шириной 10мм, то статор должен быть по ширине 8 м, так-как расстояние между магнитами на противоположных дисках должно быть 10 мм. Но я хочу сделать статор толщиной 10 мм, а расстояние между магнитами получится тогда 12 мм. Статор толщиной 10 мм, и по 1мм это зазор между статором и магнитами.Ширина борта катушки у меня получилась 14 мм, можно сделать и меньше, можно чуть больше уменьшив внутреннее отверстие катушки. Я выбрал оптимально 14 мм. Если мотать проводом диаметром 1 мм, то поместится ровно 14 витков по ширине борта катушки. Толщина статора 10 мм, значит и толщина катушки 10 мм, но так как провод начала катушки выходит сбоку, то он съедает 1мм, и остаётся 9 мм. Таким образом размеры под витки провода 14*9мм, это 126 витков.
Если провод будет например 1,5 мм в диаметре, то поместится (14:1.
>
Расчёт Напряжения, сопротивления, и мощности генератора
Напряжение генератора зависит от магнитной индукции магнитов (Тл), скорости движения магнитов, количества витков в катушках, и длины активного проводника. Напряжение или будет правильней – ЭДС (электродвижущая сила) зависит от магнитной индукции магнитов. Неодимовые магниты имеют индукцию на поверхности магнита 1.2-1.6 Тесла. Но какая индукция будет в зазоре между магнитами мы не можем знать, если у нас нет измерителя. Поэтому при расчёте генератора если расстояние между магнитами равно ширине магнитов, то магнитную индукцию магнитов можно брать как 0.8-1 Тл. Ели магниты марки N35 то 0.8Тл, если N52 то 1Тл, но в реальном генераторе может быть всё не так.Если расстояние больше то понятно что магнитная индукция в зазоре будет ниже, ну а если ближе то выше.
(L) – Активная длина проводника это та часть, которая попадает под магнит. У меня магнит по высоте 50 мм, значит активная длина 50 мм, или 0.05 метра.
Теперь соберём полученные цифры, (0.8*0.34*0.05=0.0136V), напряжение одного витка у нас получилось 0.0136V. В катушках у нас по 126, а катушек в одной фазе 4, значит (0.0136*126*4=6.8V). Таким образом напряжение одной фазы генератора при 60об/м будет 6.8 вольта. При соединении фаз звездой напряжение возрастёт в 1.7 раза,и составит 11.5 вольт. Напряжение линейно зависит от скорости движения магнитов, по этому если увеличить скорость в 5 раз, то и напряжение увеличится в 5 раз, если в 10 раз увеличить скорость, то напряжение увеличится в 10 раз. Например при 600 об/м напряжение составит 115 вольт, а при 300 об/м 57.5 вольт.
Сопротивление фазы генератора рассчитывается очень просто
, нужно вычислить общую длину медного провода в фазе. У меня средняя длинна витка в катушках равна примерно 0.
16 метра, значит (0.16*126*4=80.64 м). В фазе 80.64 метра провода, провод диаметром 1 мм, сопротивление одного метра провода сечением 1 мм равно 0,0224 Ом. Значит (80.64*0.0224=1.8 Ом). Сопротивление проводов различного диаметра можно посмотреть здесь Таблица сопротивлений медного провода
Расчёт мощности генератора
Теперь зная напряжение генератора, и сопротивление обмотки можно вычислить мощность генератора при разных оборотах. Напряжение генератора будет проседать до напряжения аккумулятора, а сила тока при просадке напряжения будет зависеть от сопротивления обмотки генератора. Например при 300 об/м напряжение генератора соединённого звездой 57.5 вольт, отнимем напряжение аккумулятора (13V), тогда (57-13=44V). То-есть при 300 об/м напряжение генератора при заряде акб просядет на 44 вольта. А ток заряда заряда АКБ зависит от сопротивления обмоток. При соединении звездой сопротивление увеличивается в два раза от сопротивления одной фазы, по-этому сопротивление (1.
Вот так можно вычислить мощность на любых оборотах. Но нужно ещё помнить про КПД генератора, чем больше просадка напряжения тем ниже КПД. При садке напряжения на треть КПД около 80%, а дальше он только ухудшается. Это нужно помнить при расчёте винта, чтобы подобрать правильно мощность винта, чтобы она соответствовала мощности генератора.
У меня получилась вот такая картина по мощности генератора соединённого звездой.
Начало заряда при 70 об/м 13,7 вольта.
60/11,5//0/0/
120/23/2,7/36
180/34/6/77
240/46/9/120
300/57/12/160
360/69/15/202
420/80/19/243
480/92/22/285
540/103/25/326
600/115/28/368
В итоге при соединении звездой мощность не впечатлила, и слишком рано начинается зарядка АКБ.
Быстроходный винт подобрать не получается, а с тихоходным обороты получаются низкие. Вообще вот когда вы рассчитаете мощность генератора, только после этого нужно подбирать винт. Винт нужно смотреть в программе, смотреть на мощность винта, его обороты, быстроходность, КИЭВ, и подгонять под генератор.
Этот генератор будет работать на АКБ 24 гораздо лучше при соединении фаз звездой, на я собираюсь заряжать 12в АКБ, по-этому придётся генератор соединить треугольником. При этом сопротивление генератора станет равно фазному, это 1.8 Ом, и напряжение станет равно напряжению одной фазы, то-есть 6.8 вольт.
Значит начало заряда при 120 об/м,
обороты/напряжение ХХ/ток заряда/мощность
120/13.6/0/0
180/20/4/53
240/27/7.8/102
300/34/11.6/151
360/41/15.5/200
420/47/19/249
480/54/23/300
540/61/27/350
600/68/30/400
Расчёт винта для ветрогенератора
Теперь когда параметры будущего генератора известны можно рассчитать винт для него.
В программе по расчёту лопастей из ПВХ труб я прикинул винт диаметром 2,6 метра, с быстроходностью Z7. Я долго подгонял размеры винта, и размеры лопастей чтобы и зарядка начиналась как можно раньше, и чтобы винт был максимально эффективен в широком диапазоне.
Начало зарядки акб у меня получилось при 2,5 м/с. При 4 м/с мощность ветрогенератора составит 50-55 ватт, при этом мощность винта при 180 об/м составит 75 ватт. Запас по мощности это на КПД генератора. При 5 м/с мощность ветрогенератора составит около 100 ватт. А при 6 м/с будет уже 200 ватт, и винт будет иметь максимальный КИЭВ 0.45, обороты при этом 300-310 об/м. При 10 м/с с падением КИЭВ до 0.27 винт сможет раскрутить генератор до 600-650 об/м. Мощность у винта при этом будет около 850 ватт, а генератор сможет дать около 500 ватт мощности.
В общем с этим винтом ветрогенератор получится мощностью 500 ватт при 10 м/с, и максимальная эффективность будет при ветре 5-7 м/с. При этом работать ветряк будет с 2,5 м/с.
Стартовый момент таких быстроходных лопастей очень низкий, всего 0.13 Нм, но так-как генератор не имеет залипания я думаю проблем со стартом не будет, и ветряк будет запускаться с 2-3м/с.
Ниже скриншоты из программы по расчёту лопастей. Первый это основные данные винта, а второй это данные для вырезания лопасти из трубы.
>
>
При подборе винта для генератора нужно понимать что у винта есть быстроходность, обороты, и КИЭВ, который изменяется. Например Я сначало взял винт диаметром 3 метра, посмотрел и понял что у винта не хватает оборотов при хорошем КИЭВ. Если увеличивать быстроходность то КИЭВ резко падает, а при среднем и сильном ветре у вита перебор по мощности так-как он не может крутить генератор быстро. То-есть несоответствие мощности винта и генератора, от этого общий КПД ветрогенератора очень низкий.
Тогда я стал уменьшать диаметр сначала добившись чтобы при ветре 3-4 м/с мощность генератора и винта была одинаковой.
Я уменьшил винт до 2,4 метра, и поставил 5 лопастей. При слабом ветре 3-4 м/с стало не плохо, КИЭВ 0,45, но оборотов маловато. Тогда я оставил три лопасти и поднял диаметр до 2.6 метра. При этом я получил и хороший показатель на ветре 3-4 м/с с оборотами при этом ветре 120-180 с КИЭВ 0,35-0,40. И максимальная эффективность достигается при 6 м/с с КИЭВ 0,45. При этом винт максимально быстроходный, и так-сказать тяговитый в широком диапазоне ветра, и быстроходности.
Если бы я сделал тихоходный пяти-лопастной винт, то я бы получал на 30% меньше энергии в сравнении с этим трёх-лопастным. Шести-лопастной дал бы результат ещё, так-как у него обороты в два раза ниже чем у трёх-лопастного. По-этому я отказался от тихоходных винтов, что я зря такие деньги потратил на магниты, провод и прочее, чтобы потом получать намного меньше чем это возможно.
Хотя если сделать двухлопастной винт, ро можно ещё на 30% увеличить обороты и мощность ветрогенератора. Но тогда придется делать всё очень точно и сбалансировано, иначе будут вибрации при работе, что очень не приятно.
Также двух и однолопастные винты сильно “колбасит” при разворотах, и это тоже неприятно. По-это трёхлопастной винт это оптимально для ветрогенератора, что в принципе давно определили производители.
Следующий этап это по имеющимся размерам сделать чертежи деталей генератора, об этом в следующей части… Чертежи деталей для генератора
Перемотка генератора в тихоходный для ветряка или с 12 м/с делаем 5 м/с | Пелинг
Перейти к содержимому
Имеется генератор с током 25А, рассчитанный на ветер минимум 12 м. с. В Российских условиях, это через чур сильный ветер, и он может быть большой редкостью. В связи с этим, я и взялся за переделку генератора для ветряка любезно предоставленным мне за 4000 т.р. Парнем из Штатов. Эти генераторы используются в ветряках мощностью 500-600 Ватт. А еще чаще они служили моторами в электротранспорте, картингах и т.д.
На фотографии видно, что он имеет две независимых обмотки соединенных последовательно.
При тесте дрелью, 300 оборотов, он показал ток 5А напряжение 4В, при 800 оборотах показал 25А 17 В. Эти показатели никуда не годятся в наших условиях.
Для переделки нам понадобится провод лакированный сечением 0.6 -0.7 мм цена бобины порядка 200-500р на рынке можно также использовать провод из трансформаторов, рэле , катушек, и тд. Но только провод на всем диаметре должен быть целым и не иметь скруток, и быть одинаковым.
Как только мы его приобрели , можно переходить к разборке генератора. В моем случае, откручивается 2 винта, и он разбирается на 4 части, нам нужен центр где обмотки.
Сразу находим самую последнюю обмотку. Обязательно не стирающимся маркером ставил отметки где она начинается, и на контактной площадке ставим отметку.
Берем мелкие кусачки и со стороны где провод прижат в контакту, аккуратно приподнимаем зажатую часть. Дальше начинаем раскручивать , если же провод залит смолой, его надо аккуратно расковыривать выбивать и т.
д. не повреждая посадочную площадку. Так что запаситесь терпением!
Далее, когда все удалено чистим места для посадки провода!
Нюансы упущу, скажу одно, надо все снимать, записывать, или зарисовывать. Потому, что придется наматывать провод в обратной последовательности.
Далее считаем контакты под щетки, если их 16 и больше будет отличный генератор если меньше слабоватый! Проверенно.
В маем варианте 16 обмоток на 16 контактов! 20 -оборотов проводом, сечения 1 мм выше я немного ошибся с его диаметром 🙂
Нам надо сделать так 50 Оборотов проводом сечения 0.6 — 16 раз
Или 45 оборотов проводом 0.7 -16 раз- почему меньше да просто не войдет столько!
Меньше сечение не рекомендую, ток будет очень маленький!
И все начинаем мотать, обязательно снимите все, чтобы видеть в какую сторону мотаются витки , и с какой стороны выходит и заходит провод!
Если все правильно намотано генератор начинает показывать примерно как у меня.
300 оборотов 7 вольт 3А — 800 об 24В 10А
Если поставить мультик можно получить неплохой результат, или даже не переделывать генератор с самого начала.
Советы:
Перематывать рекомендую в перчатках. Лак в месте, где выход на контакт, зачищать аккуратно, канцелярским ножом, чтобы его не оборвать! После того как все проверено, и все работает, рекомендую провод припаять в месте зажима. Аккуратно припой не должен попасть на место движения щеток!
Вот и все удачных переделок!!
НУ и маленькое видео :
Понравилось это:
Нравится Загрузка…
DmitriyN.
Администратор проектов Peling
Похожая запись
You missed
%d такие блоггеры, как:
5 Лучшие ветряные турбины для низких скоростей ветра
Итак, вы живете в бедном ветром районе «класса 1», но все же хотите приобрести ветряную турбину. Если переезд в богатое ресурсами сообщество «класса 7» не входит в ваши планы на будущее, вы все равно можете найти ветряную турбину, которая будет работать на вас даже при самых низких скоростях ветра.
Первое, что вам нужно знать, это то, что мощность ветра пропорциональна кубу скорости ветра, а это означает, что если турбина вырабатывает 1 кВт при скорости 10 миль в час, эта же турбина будет генерировать 8 кВт при скорости 20 миль в час (удвоить скорость ветра3 = 2 х 2 х 2).
Такова реальность энергии ветра. К счастью, новые ветряные турбины рассчитаны на работу при скорости ветра всего 0,5 мили в час. Да, менее 1 мили в час, ветер такой слабый, что вам будет трудно заставить перышко развеваться по воздуху. Хотя количество энергии, которую ваша турбина будет производить на этих скоростях, ничтожно мало, это свободная энергия. Вместо того, чтобы ваша турбина простаивала, вы могли бы использовать ее. Вот пять турбин, которые специализируются на ловле слабого ветра.
Безредукторный с регулятором скорости ветра
Ветряные турбины с безредукторным или прямым приводом прекрасно подходят для районов, где в нормальных условиях ветер практически отсутствует.
Как правило, они легче с меньшими затратами на техническое обслуживание. Вам также не нужно беспокоиться о замене коробки передач, так как у них ее нет. Они особенно хороши для многолюдных или структурно-плотных районов, где скорость ветра может быть рассеяна или иным образом рассеяна.
Tumo-Int — одна из лучших безредукторных ветряных турбин для жилых домов, доступных на сегодняшний день. Он может производить максимум 1500 Вт мощности при надлежащих условиях, но обычно регулярно и безопасно выдает 1000 Вт мощности. Вы также можете использовать эту турбину вместе с солнечными панелями той же компании.
Турбогенератор имеет встроенный амперметр, а также контроллер заряда MPPT, поэтому вы можете легко контролировать параметры работы и генерации.
Турбину Tumo-Int легко собрать и установить самостоятельно, она поставляется со всеми необходимыми комплектами и расходными материалами. Отзывы клиентов свидетельствуют о том, что распаковать, собрать и установить во дворе, на крыше дома или даже на автофургоне было просто и без проблем.
Сама турбина изготовлена из высококачественного полипропилена, а лопасти – из прочного стекловолокна. Он полностью защищен от атмосферных воздействий, чтобы увеличить его активный срок службы и обеспечить долговечность.
Наряду с материалами и уплотнением, эта ветряная турбина имеет защитное покрытие от УФ-излучения, систему автоматического торможения, позволяющую выдерживать внезапные сильные ветры, и возможность ручного отключения на случай, если батарея начнет перезаряжаться.
Компактная технология ускорения ветра
Турбина Optiwind была специально разработана для использования в населенных пунктах с медленным ветром класса 2 (примерно 12 миль в час). Эта турбина увеличивает количество вырабатываемой энергии ветра на 75 процентов, используя инновационную технологию ускорения ветра, которая направляет ветер на пять лопастей.
Эта новая технология предлагает дополнительные преимущества. Турбины не должны быть такими же высокими, как облака, чтобы вырабатывать электричество, маленькие лопасти вряд ли навредят птицам и летучим мышам, поскольку их ширина равна башне, а турбина тихая и простая в эксплуатации.
Многороторный
Если стая гусей летает эффективнее одинокого гуся, парусная лодка с большим количеством парусов движется быстрее, чем лодка с одним парусом, а животное с четырьмя ногами бегает быстрее, чем одно с двумя, то почему бы и нет ветряк с несколькими роторами производит больше энергии, чем ветряк с одним ротором? Это вопрос, который задавали себе конструкторы Selsam Innovations при разработке своей многороторной системы.
Хотя роторы большего размера захватывают больше ветра, они намного тяжелее. Конструкторы Selsam считают, что, поскольку более низкая скорость вращения не оправдывает большего захвата ветра, они разработали систему с несколькими небольшими легкими роторами, установленными на одном приводном валу. Вал направлен вниз, а роторы расположены на достаточном расстоянии друг от друга, так что каждый ротор получает свежий ветер. В ходе испытаний, проведенных в Техачапи, Калифорния, и отслеживаемых Windtesting.com, их модель генерировала такое же количество энергии при половине скорости ветра, как обычная горизонтальная турбина.
При той же скорости ветра в шесть раз больше.
В нем используется 21 лопасть, чтобы использовать даже самый слабый ветер и вырабатывать энергию, вращая обычный генератор. Этот метод оптимизирует генерируемую мощность при минимизации необходимого ввода и скорости ветра, необходимых для активации турбины.
Прямой привод
Разработанные с помощью компьютера лопасти несущего винта D400, специально предназначенные для установки на судах и на крышах, специально оптимизированы для работы на малых скоростях и работают от генератора с прямым приводом мощностью 400 Вт. Это еще один пример впечатляющей, эффективной безредукторной или прямой ветряной турбины.
В ходе испытаний, проведенных яхтсменами у южного побережья Великобритании, в районе со средней скоростью ветра 9 узлов, турбина D400 превзошла остальные восемь протестированных турбин. Его мощность более чем вдвое превышала мощность следующей лучшей турбины, несмотря на то, что она была меньше.
Производитель также утверждает, что эта модель очень тихая и не вибрирует, что делает ее безопасным выбором для крыши.
Специально оптимизированный и предназначенный для работы вблизи оживленных и густонаселенных мест, D400 практически не создает шума и вибрации. Этот баланс мощности и тишины достигается за счет того, что турбина работает относительно медленно по сравнению с заданной электрической мощностью. D400 работает примерно в четверть быстрее конкурирующих устройств с такими же возможностями.
Лопасти этой турбины были спроектированы для обеспечения оптимальной эффективности с использованием передового компьютерного программирования и изготовлены из прецизионного литого нейлона, армированного стеклом. Эта конструкция в сочетании с прочной и эффективной конструкцией самой турбины делает D400 одной из самых надежных и безопасных ветряных турбин, доступных сегодня.
Ветряная микротурбина
Ветряная микротурбина намного меньше по размеру, чем даже небольшие личные ветряные турбины, которые обычно устанавливаются на больших зданиях или домах.
Они бывают либо с вертикальной осью, либо с горизонтальной осью.
Ветряная турбина Happybuy в настоящее время является самой популярной и самой популярной микроветровой турбиной на рынке. Эта маленькая турбина способна надежно снабжать электроэнергией дома, посты, метеостанции и базы связи.
Это турбина с вертикальной осью, что означает, что она может собирать турбулентный поток воздуха, создаваемый зданиями и другими сооружениями. Он может похвастаться специальной магнитной цепью, разработанной специально для значительного снижения пускового момента этой турбины. Это означает, что он запускается без проблем со скоростью включения 2 мили в час.
Более высокие, более сильные и внезапные ветры не являются проблемой благодаря встроенной системе автоматического торможения турбины. В турбине также есть микропроцессорное управление, которое помогает эффективно регулировать выходной ток, а также напряжение, которое генерирует турбина.
Каждая деталь этой микроветряной турбины изготовлена из высококачественных, атмосферостойких материалов, которые способствуют общей долговечности и долговечности турбины.
Согласно отзывам клиентов, его также невероятно просто установить, с простыми инструкциями.
Даже при слабом ветре вы можете заряжать свой дом, магазин или использовать его в качестве портативного источника питания. Даже с помощью микроветряной турбины вы можете заряжать батареи и обеспечивать достаточно чистой возобновляемой энергии, чтобы смягчить некоторые общие последствия вашего общего углеродного следа.
На что следует обратить внимание
Убедитесь, что вы соблюдаете местные законы о зонировании, и если законы не содержат ясности в отношении использования личного ветряного двигателя, обязательно спросите об этом перед его установкой. Вы не хотите выполнять работу и вкладывать средства в покупку и установку ветряной турбины только для того, чтобы нарушить правила ассоциации домовладельцев или местные постановления.
Любая ветряная турбина будет генерировать бесплатную электроэнергию для вашего использования, а также уменьшит общий выброс CO2 в вашем доме.
Вы даже можете иметь право на получение дополнительного дохода от правительства за счет использования ветряных турбин, особенно если вы экспортируете какую-либо дополнительно выработанную энергию в национальную сеть.
Проведите энергоаудит вашего дома или участка, на котором вы хотите использовать ветряную турбину. Аудит поможет определить, сколько энергии вам нужно производить, чтобы беспрепятственно продолжать свою повседневную жизнь или бизнес, а также может подсказать вам, где вы, возможно, тратите энергию впустую на регулярной основе. Сокращение отходов поможет оптимизировать использование вашей турбины.
Следующим препятствием будет решить, где и как установить ветряк. Вам следует избегать установки турбины на крыше, если это особенно громоздко, так как вибрации турбины могут вызвать нежелательный шум и привести к повреждению конструкции вашего дома и самой турбины. Расположите турбину в месте, где она будет получать максимальный поток ветра, доступный в непосредственной близости от вас.
Даже в слабоветренной местности «класса 1» преимущества установки и использования ветряной турбины стоят потраченного времени и усилий. Они сэкономят вам деньги с течением времени, сократив расходы на оплату счетов за электроэнергию, по крайней мере, и, в лучшем случае, вернут вам деньги, позволяя вам жить «зелено».
Все варианты в этом списке предназначены для районов со слабым ветром, поэтому вы можете выбрать то, что, по вашему мнению, больше подходит вам и вашим потребностям для эффективной энергии ветра.
С каждым днем становится доступным все больше и больше вариантов, что усложняет вашу работу как потребителя, но преимущество в том, что если вы делаете свою работу правильно, вы найдете систему, которая подходит именно вам. Так что, если вы живете в Калмсвилле, США, где воздух всегда спокоен, не отказывайтесь от своей мечты о приобретении ветряной турбины. Просто найдите время, чтобы пройтись по магазинам, и вы найдете модель, которая вас поразит.
избранное изображение: Avelino Calvar Martinez
Небольшой ветряк работает при малых скоростях ветра
Этой осенью домовладельцы смогут купить в хозяйственных магазинах ветряные турбины, которые решают проблему малой ветроэнергетики bete noire : медленный ветер.
WindTronics, базирующаяся в Маскегоне, штат Мичиган, разработала ветряную турбину для индивидуальных домов, которая, по ее словам, может работать на скорости до 2 миль в час.
Он будет продаваться по цене 4500 долларов США как Honeywell Wind Turbine и распространяться через магазины Ace Hardware в США, начиная с октября. WindTronics разработала турбину и предоставила лицензию на технологию гиганту строительного оборудования Honeywell.
По данным компании, турбина, похожая на вентилятор, будет генерировать 2000 киловатт-часов в год для дома с очень хорошим ветровым ресурсом, называемым классом 4. Это составляет от 15 до 20 процентов годового потребления электроэнергии для среднего дома в США.
Выворачивание турбины наизнанку: вместо того, чтобы вырабатывать энергию в редукторе на валу, турбина WindTronic имеет магниты по краям вентилятора для выработки тока. ВиндТроникс Турбина рассчитана на 2 киловатта, но руководители WindTronics говорят, что номинальная мощность большинства турбин — количество энергии, которое они могут производить в данный момент, — вводит в заблуждение.
«Мы говорим, что если турбина работает только со скоростью от 8 до 25 миль в час, у вас очень ограниченный диапазон работы», — сказал Брайан Левин, вице-президент по развитию бизнеса WindTronics, подразделения EarthTronics. «Наше устройство рассчитано на более широкий диапазон низких и высоких частот».
Турбину весом 95 фунтов и диаметром 6 футов можно установить на крышах, прикрепить к дымоходам или поставить на столб. Компания надеется продавать турбины через магазины Ace Hardware или через подрядчиков, которые необходимы для установки, домовладельцам или предприятиям.
Вращающиеся магниты
Поскольку люди ищут альтернативные формы производства электроэнергии, в прошлом году наблюдался всплеск интереса и продаж к небольшим ветряным турбинам. Но до сих пор не ясно, достаточно ли рентабельны эти небольшие ветряные турбины, чтобы их можно было использовать за пределами ниши покупателей, настроенных на защиту окружающей среды.
Два исследования — одно в Массачусетсе и одно в Великобритании — обнаружили, что многие небольшие ветряные турбины значительно уступают спецификациям производителей.
Тесты показали, что люди часто выбирали места, где не было достаточного ветра или препятствий, блокирующих ветер. В большинстве случаев производители турбин оценивают продукцию с учетом очень хороших ветровых ресурсов — от 12 до 25 миль в час.
По словам компании, благодаря новой конструкции турбина WindTronics может генерировать электроэнергию со скоростью от 2 до 45 миль в час.
Фотографии: маленькие ветряные турбины обретают форму
+2 еще Посмотреть все фотоКак правило, турбины преобразуют механическую энергию вращающихся лопастей в электричество с помощью редуктора и генератора в гондоле турбины, корпусе, в котором установлен вал ротора.
Турбина WindTronic имеет небольшие магниты на концах лопастей вентилятора. Когда они вращаются от ветра, оборудование в корпусе вентилятора улавливает производимый ток.
В монтажный комплект также входит инвертор для преобразования постоянного тока в бытовой переменный и «умный ящик», который регулирует поток электроэнергии и следит за скоростью ветра.
На скорости 45 миль в час устройство поворачивается боком, чтобы избежать повреждений.
Левин, заявивший, что турбина изначально разрабатывалась для развивающихся стран, заявил, что WindTronics рассчитывает произвести 50 000 единиц в первый год своего существования. Он добавил, что ряд коммунальных предприятий, в том числе Duke Energy, тестируют турбину.
Он сказал, что установка турбины на доме не должна вызывать вибрацию, потому что установка легче большинства турбин. По словам Левин, звук оценивается в диапазоне от 35 до 45 децибел, что тише, чем при обычном разговоре.
Правильная проблема
Растет число компаний, разрабатывающих турбины для работы в далеко не идеальных условиях ветра. Карта ветров Министерства энергетики показывает, что большая часть попутных и хороших ветров — классов 3 и 4 — приходится на равнинные штаты и на побережье континентальной части США.
Один из способов выжать больше энергии из доступного ветра — сконцентрировать ветер, чтобы увеличить скорость воздуха, проходящего мимо лопастей ротора.
