Ветровой генератор на крыше нашего дома
Согласитесь, обсуждая на различных форумах состояние внедрения альтернативных источников энергии, мы не часто встречаем информацию об устройстве и монтаже ветрогенератора на крыше дома. Но ведь многие энтузиасты и желающие иметь независимое энергоснабжение в своем доме мечтают об этом.
Я сам давно хотел найти подобную информацию, чтобы поближе познакомиться и тем самым уяснить себе и моим читателям перспективу развития ветроэнергетики в частных домохозяйствах и в домах многоэтажной постройки. Последнюю информацию в этом направлении я опубликовал на сайте в декабре прошлого года, и она посвящалась украинскому изобретению «Ротор Онипко». Более детально об этом здесь.
Достаточно сказать, что опубликованная информация нашла большой интерес у читателей (более 30 комментариев, более 3500 просмотров). Среди многочисленных вопросов в комментариях, наиболее часто звучали: на каком объекте можно посмотреть работу, этого ветрогенератора?; какова мощность аппарата, и при каком диаметре колеса?; стоимость 1Вт установленной мощности?
В течение последние полугода, мне пришлось неоднократно встречаться с автором изобретения, А.Ф.Онипко и выяснить у него ответы на поставленные вопросы. К сожалению, из-за отсутствия явной заинтересованности потенциальных инвесторов и кризисной ситуации в экономике Украины, Алексею Федоровичу не удается организовать производство ноу-хау в своей стране. Последняя его информация свидетельствует о размещении такого заказа в Европе в 2016-2017 гг.
И как тут не вспомнить слова из популярного в восьмидесятые годы XX столетия советского «Вестерна» «Белое солнце пустыни» поручика Верещагина: «За Державу обидно!»
Читатели, коллеги, единомышленники, — «Скажите, но разве не будет обидно, после того, как вы ознакомитесь со следующей информацией?»
«9 июля текущего года, в минувший четверг, который выдался необычно ветреным, энергосистема Дании получила от ветроэлектростанций выработку электричества, которая превысила необходимый для всей страны уровень на 16%.
В определённые моменты дня, к примеру, ранним утром четверга, когда потребление электричества естественным образом упало за счёт ночного времени, выработка энергии достигала цифры в 140%.
Из информации главного энергетического оператора Дании, где в реальном времени показывается уровень выработки электроэнергии и её экспорт, следует, что на 9 июля показатель выработки ветроэлектростанций значительно превышал уровень потребления. При этом максимальная мощность всего ветроэнергетического комплекса заявлена на уровне 4,8 ГВт — другими словами, у него оставался ещё существенный резерв.
Ранее власти страны, население которой составляет 5,6 миллиона человек, заявляли, что в Дании начата государственная программа по полному прекращению использования ископаемого топлива к 2050 году, включая не только их сжигание для выработки электричества, и для транспорта.
Эта программа была начата, несмотря на удачное географическое расположение страны по отношению к её энергетически благополучным соседям, откуда Дания может легко импортировать электроэнергию. К примеру, большое количество атомных электростанций в Швеции и гидроэлектроэнергия из Норвегии позволяла Дании чувствовать себя достаточно комфортно.
Однако, политические намерения властей Швеции о закрытии атомных электростанций и возрастающие потребности Великобритании, с которой приходилось делить норвежский импорт энергии, вынудили власти Дании начать программу по установке ветроэлектростанций у себя в стране с намерением довести их выработку до половины требуемого уровня к 2020 году. Как видно, эта государственная программа близка к своей цели» (по материалам информпортала GT)
И пусть я пишу в основном о малой ветроэнергетике, но наша нынешняя власть должна ведь прислушаться к голосу разума и к европейскому опыту, если мы уж выбрали этот вектор? Или это пустые слова и обман электората.
Когда «Ротор Онипко» появится на рынке Украины, сказать трудно. Отмечу следующее, что данный вид ветрового генератора конструктивно отличается от подобных аппаратов горизонтального и вертикального исполнения, генерирует электрический ток при малых скоростях ветра и без флюгера ориентируется на направление и напор ветра.
Но самое главное, что этот аппарат с успехом можно устанавливать на крыше зданий, именно в этом заинтересовано большая часть потребителей энергии, мечтающие о независимом энергоснабжении.
И вот недавно я нашел информацию еще в одной европейской стране Голландии, где испытываются новые типы ветровых турбин для установки на крышах жилых зданий. Внимательно рассмотрев фото, я сразу подумал, что это «Ротор Онипко», но в статье ничего об этом не упоминалось.
Сравнив фото, вы можете убедиться, что они практически идентичны. Другое дело, что ученые Украины и Голландии шли параллельным путем, преследуя главную цель, как приблизить ветряные установки ближе к потребителю. В результате поиска появилась идея разработки такого аппарата, чтобы его можно было установить на крыше дома.
Ниже подробно о ветрогенераторе, Голландской компанией «The Archimedes». Вкратце о технических характеристиках. Ветроустановка Liam F1, это доступный источник энергии ветра, идеально подходящий для городских условий. Он компактный и тихий. Производство энергии в среднем за год составляет от 300 кВт.ч до 2500 кВт.ч, в зависимости от скорости ветра и высоты крыши.
Для увеличения производства электрической энергии, на крыше можно разместить несколько агрегатов Liam F1 или объединить их с солнечными батареями для создания резервного источника энергии в безветренные дни.
«Компания The Archimedes, головной офис которой расположен в Роттердаме, продемонстрировало ветровые турбины Liam F1, способные решить две основных проблемы «бытовой» ветроэнергетики. Во-первых, это шум, создаваемый лопастями традиционных турбин. Во-вторых, низкая эффективность, которая зачастую не окупает затрат по установке громоздкого оборудования.
Турбина Liam, по форме напоминающая панцирь улитки, работает практически бесшумно (уровень шума — около 45 дБ, это тише, чем шум дождя). Подобно флюгеру, она разворачивается вслед за ветром, «захватывает» воздушный поток и постепенно снижает его скорость и меняет направление.
По словам изобретателя турбины и технического директора The Archimedes Маринуса Миремета, эффективность турбины составляет 80% от теоретического максимума в ветровой энергетике:
Одна голландская семья потребляет в среднем около 3300 кВт•ч электроэнергии в год.
По данным The Archimedes, разработанная ими турбина может покрыть почти половину этой потребности при скорости ветра хотя бы 4,5 м/с. Предполагаемая стоимость установки — 3999 евро. Помимо бытовых ветрогенераторов, The Archimedes планирует применять турбины Liam для электроснабжения морских судов» (по информации ПМ).
Стремительно движется прогресс. И в этом потоке движения радостно сознавать, что для сокращения выбросов парниковых газов в атмосферу, на смену процессам сжигания углеводородов, приходят новые технологии по использованию альтернативных источников энергии. В этом движении так же важную составляющую носит направление получения энергонезависимости для домохозяйств, и элементом для этого может служить ветровой генератор на крыше нашего дома.
Надеюсь, данная информация пришлась вам по вкусу, вы узнали что-то новое и даже можете сравнить аналоги новой техники отечественного и зарубежного производства. Свои впечатления о прочитанном, можете разместить в комментариях, или поделиться с друзьями и коллегами, в соцсетях, кнопки ниже.
savenergy.info
принцип работы необычного ветряка будущего
Ветроэнергетика прочно заняла свою нишу среди других способов производства электроэнергии. Доля произведенного промышленными ветрогенераторами электротока от общего количества потребляемой энергии, например, в Дании, составляет 36%. Возможности этого метода еще не изучены полностью, а обилие новых разработок, постоянно появляющихся и демонстрируемых конструкторами, говорит о перспективности этого направления.
Слишком заманчиво производить энергию из ветра, который достается совершенно бесплатно и в неограниченном количестве. Энергия есть, ее много, надо только суметь получить.
Ветряки необычных конструкций
Согласно расчетным данным, максимально возможный КПД ветрогенератора составляет 59,3%. Причина этого кроется в особенностях конструкции ветряков и в большом количестве потерь на трение, передачу вращения и прочих тонких эффектах, в сумме отбирающих половину (а то и больше) эффективности устройств. Ограниченные возможности существующих ныне ветрогенераторов стали причиной активного поиска более удачных конструкций, работающих на иных принципах и способных к более интенсивному приему энергии ветра.
Наиболее привлекательна идея отказаться от привычных лопастей и пойти по пути использования более простых конструкций. Это позволит снизить расходы на производство и обслуживание, увеличит срок службы, снизит уровень шума и опасность для птиц и животных. Разработки, уже имеющиеся в этом направлении, сулят большие перспективы в случае их широкого распространения.
Ветрогенератор без лопастей
Безлопастные ветрогенераторы разрабатываются уже довольно давно, но дальше предложенных проектов пока дело не заходило. Наконец, испанская компания Vortex представила полноценную рабочую конструкцию ветротурбины, полностью лишенной лопастей.
Вариант, предложенный Vortex, вызвал немалый интерес среди представителей научных и деловых кругов. Учитывая скептицизм, который принято испытывать по отношению к различным «непонятным» конструкциям, подобное отношение наглядно демонстрирует наличие проблемы и существование серьезной заинтересованности в ее решении.
Существуют и другие безлопастные конструкции, например, парусные ветряки, не имеющие вращающихся частей, а использующие силу давления ветра на сплошное полотно. Поток, взаимодействующий с парусом, используется полностью, но велики потери при передаче энергии на систему поршней, от которых приводится во вращение генератор. Кроме того, сильный порыв ветра создает большую нагрузку на полотно, что создает угрозу разрушения или опрокидывания мачты с ветряком.
Все имеющиеся до сего времени варианты конструкции безлопастных ветрогенераторов имели общий недостаток — они использовали для производства энергии обычные тихоходные генераторы, нуждающиеся во вращении. Поэтому любая разработка имела один и тот же проблемный узел — участок преобразования полученной энергии во вращательное движение.
Специалисты Vortex, похоже, нащупали способ решения проблемы, отказавшись от традиционных генераторов.
Как устроены безлопастные ветряки?
Конструкция, которую вынесли на суд общественности инженеры Vortex, по их заверениям, имеет большую эффективность, экономичность, экологическую чистоту. Внешне устройство выглядит необычно и несколько футуристически — ветряк представляет собой вытянутый конус, установленный на вершину.
Определить на вид предназначение такого сооружения невозможно, если заранее не иметь о нем никакого представления. При работе никакого вращения нет, устройство лишь слегка раскачивается под действием ветра. Компания планирует начинать массовое производство с небольших моделей, имеющих вес 10 кг, высоту 3 м и развивающих мощность 100 Вт. Параллельно разработана более солидная установка на 4 кВт, имеющая 13 м высоты и вес 100 кг.
В ближайшее время предстоит тестовый запуск станции из 100 столбов, которые будут обеспечивать электроэнергией 300 частных домов в Шотландии. В планах компании проект создания мегаваттной установки, способной обеспечивать энергией серьезные количества потребителей в масштабе больших городов, крупных промышленных предприятий. Проект получил широкую поддержку экологических организаций и общественных движений.
Принцип работы
Действие генератора основано на образовании воздушных завихрений, которые создаются при обтекании потоками ветра цилиндрических препятствий. Конусообразная форма устройства способствует раскачиванию, чувствительность к нарушению равновесия является важным показателем работы ветряка.
Образующиеся вихри создают достаточно сильную вибрацию, приводящую в движение всю конструкцию столба, на изменение положения реагируют чувствительные магниты, создающие сильное поле. Эффект образования завихрений, создающих цепочки возмущений потока, известен уже более 100 лет. Он впервые описан и рассчитан Теодором фон Карманом в 1912 году, но на пользу его никто не пытался обратить.
Воздушные завихрения, использованные в основе конструкции, до сих пор считались вредными паразитными проявлениями. Их влияние способно к серьезным воздействиям на конструкцию, что наглядно продемонстрировал мост Такома-Нарроуз в Америке, который разрушился из-за таких колебаний. Подобных примеров, приведших к сильной раскачке мостовых конструкций, можно привести достаточно много. Ветрогенератор, предложенный компанией Vortex, является первой попыткой направить эти силы на пользу.
Испытания, проведенные специалистами, показали, что наилучшие показатели достигаются при использовании нескольких установок, расположенных неподалеку друг от друга. Колебания, инициированные первым столбом, улавливаются второй конструкцией, усиливаются и направляются дальше — нарастающей. Такая способность натолкнула конструкторов на мысль о необходимости использовать не отдельные устройства, а комплекты, дающие сильный эффект, производящие большее количество энергии.
Ветрогенераторы будущего
Усиленные исследования в области безлопастных конструкций дают основания предполагать рост производства подобных изделий. Существующие уже сегодня разработки сулят большие перспективы этому направлению, поскольку экономичность и эффективность таких моделей даже на стадии макетирования намного превышают показатели сегодняшних промышленных образцов.
Исследователи, конструкторы не хотят мириться с недоступностью дармовой, неисчерпаемой энергии ветра, использование которой позволяет отказаться от опасных или вредных для окружающей природы атомных или гидроэлектростанций.
Возможности ветрогенераторов пока не могут полностью решить проблему, но, по мере появления более успешных разработок, неминуемо начнут понемногу занимать место отработавших свой срок службы нынешних энергетических гигантов. Такой процесс будет плавным, резкого перехода не будет, поэтому каких-либо неудобств или потерь никто не почувствует.
Создание бесшумных, не имеющих вращающихся частей установок значительно снизит их себестоимость, что отразится на цене конечного продукта — электроэнергии, увеличит ее доступность, позволит всем без исключения пользоваться энергией ветра.
Рекомендуемые товары
energo.house
Как самостоятельно изготовить ветрогенератор вертикального типа
Роторный (вертикальный) ветряк — это практичный вариант для дачи, загородного и даже многоквартирного комплекса. Он работает при любом направлении ветра, издает гораздо меньше шума, чем горизонтальная конструкция. А главное, вертикальный ветрогенератор легко сделать своими руками. Подробнее о принципах ветрогенерации можно узнать здесь.
Какую информацию изучить перед изготовлением ветряка
Если вы собираетесь полноценно использовать энергию ветра для удовлетворения бытовых нужд, обязательно уделите время планированию. Оцените следующие факторы:
- Среднее количество дней за год, когда скорость ветра превышает 3 метра в секунду. Это очень важный пункт. Обратитесь за информацией на местную метеостанцию или соберите данные в интернете. Чтобы получить корректное среднее значение, нужна статистика по 15-20 годам.
- Собственные энергонужды. Как вы собираетесь использовать энергию ветра? Отопление, освещение дома или дворовой территории, питание электроприборов. Оцените свои потребности по часам в день и по объему необходимой энергии. Если силы ветра в вашей местности не хватает, чтобы покрыть энергонужды, обратитесь к другим источникам альтернативным энергии, например, к солнечной.
- Место для установки будущего агрегата. Поищите открытое место, где ничто не будет препятствовать движению воздуха.
Этап планирования покажет, станет ли ваш ветряк вспомогательным источником энергии или у вас есть все возможности перехода на автономное энергообеспечение.
Как изготовить ветрогенератор с вертикальной осью вращения своими руками
Составные элементы:
- Осевая мачта — это несущая конструкция в форме пирамиды, треноги или шеста высотой около пяти метров. На ней закрепляют лопасти и генератор.
- Лопасти улавливают потоки ветра.
- Статор вмещает в себя фазы из катушек.
- Ротор — это подвижная часть ветряка.
- Контроллер включает замедление ветрогенератора, когда тот развивает мощность, выше его базовых метрик.
- Инвертор дает переменный ток.
- Аккумулятор накапливает сгенерированную энергию.
Подготовка элементов
Чтобы сделать лопасти для вертикального ветрогенератора, понадобится качественный пластик и/или жесть. Например, лопастную конструкцию можно сделать из пластиковых труб, Тогда к каждой стороне трубы крепятся полукруглые жестяные фрагменты. Высота и радиус вращения должны достигать 70 см. Или же можно изготовить лопастную конструкцию из запчастей.
Для ротора нужны 2 ферритовых диска диаметром 32 см, 6 неодимовых магнитов и клей. Роторная система состоит из двух дисков. Схема каждого диска следующая: нужно так расположить магниты, чтобы их полярность чередовалась, угол между ними составлял 60 градусов, а диаметр размещения равнялся 16,5 см. После правильного размещения магниты заливаются клеем.
Для статора нужно сделать девять катушек с 60 витками медной проволоки диаметром 0,1 см. Чтобы сделать три фазы, катушки необходимо спаять между собой в следующем порядке:
- Для первой фазы начало 1-ой катушки соединяем с концом 4-ой, а начало 4-ой с концом 7-ой;
- Для второй фазы делаем то же самое, но начинаем со 2-ой катушки;
- Для изготовления третьей фазы начинаем с 3-ей катушки.
Форму для катушек делают из фанеры и выкладывают стекловолокном. После размещения фаз их нужно залить клеем и оставить сохнуть на несколько дней.
Монтаж конструкции
Когда с изготовлением составных элементов покончено, можно приступать к их соединению между собой. Сначала нужно соединить ротор и статор:
- В верхнем диске ротора сделайте отверстия для четырех шпилек.
- В статоре сделайте отверстия для крепления к подставке.
- Положите нижний диск ротора на подставку магнитами вверх.
- На нижнем роторе разместите статор и уприте шпильки в алюминиевую пластину.
- Накройте конструкцию вторым роторным диском (магниты расположены внизу).
- При помощи вращения шпилек добейтесь равномерного сближения верхнего и нижнего роторных дисков, после этого шпильки и пластину аккуратно убирают.
- Зафиксируйте генератор гайками.
Готовый генератор прикрутите к осевой мачте. После этого к генератору можно прикреплять лопастную конструкцию. Теперь ваш ветряк готов к установке! Для установки ветряка подготовьте армированный фундамент и зафиксируйте конструкцию растяжкой.
В последнюю очередь подключается электросеть в следующем порядке: энергия от генератора попадает на контроллер, затем собирается на аккумуляторе, а потом преобразуется в переменный ток при помощи инвертора.
Где разместить вертикальный самодельный ветрогенератор
Установка ветряка в правильном месте способна сильно увеличить его КПД. При выборе места на собственном участке учитывайте следующие моменты:
- Устанавливайте ветряк на максимально открытом месте на достаточной высоте. Окружающие постройки не должны препятствовать потокам воздуха.
- Если ваш участок небольшого размера и к нему вплотную подступают соседние дома, то установите ваш агрегат на крыше. Убедитесь, что вы хорошо закрепили всю конструкцию и сильный порыв ветра не опрокинет ее.
- Если на вашем участке есть выход к озеру или реке, выбирайте для ветряка место поближе к воде, там ветер дует чаще.
- Если же у вас нет собственного дома и участка для установки генератора, то вы можете установить его даже на крыше многоквартирного комплекса. Но в этом случае вы должны получить разрешение и заручиться письменным согласием соседей.
Лучше всего устанавливать ветряк метрах в пятнадцати от жилых помещений, чтобы проживающим в них людям не мешал его громкий гул. При установке на крыше многоквартирного дома размещайте ваш агрегат подальше от ее краев, чтобы минимизировать неудобства для проживающих на верхних этажах соседей.
Как правильно обслуживать ветрогенератор
Чтобы самодельный ветрогенератор прослужил вам максимально долго, следуйте рекомендациям по уходу за ним:
- Один раз в год проводите полную диагностику агрегата для поиска возможных неисправностей или износа составных частей: осматривайте лопасти, подкручивайте разболтавшиеся гайки, укрепляйте электрические соединения и так далее.
- Дважды в год смазывайте движущие элементы. Эту процедуру можно производить чаще, особенно если год выдался дождливым.
- В зимнее время обязательно счищайте лед с лопастей ветряка. Это обеспечит не только сохранность элементов, но и правильную работу агрегата.
- По мере необходимости подкрашивайте детали.
Этот несложный уход в несколько раз продлевает срок службы вашего генератора и одновременно увеличивает его КПД.
altenergiya.ru
Как сделать ветрогенератор своими руками
Ветрогенераторы для частного дома стали весьма популярными, так как не хочется страдать от перебоев с электричеством. К тому же высокие тарифы на электроснабжение заставляют всё чаще задумываться о поисках альтернативных источников электроэнергии. Кажется, что установка ветряка, вырабатывающего электроэнергию, решит полностью все проблемы, но нужно знать, что у такого устройства есть свои плюсы и минусы. Как преимущества данного аппарата можно выделить:
- отсутствие оплаты за выработанную ветряком энергию;
- если отключится основное электроснабжение в посёлке, ваш дом не пострадает;
- ветряк можно установить там, где нет поблизости централизованных линий;
- можно использовать генератора для того, чтобы отапливать помещение, если накапливать энергию от него и других источников, например, солнечных батарей.
Лопасти ветрогенератора
Генератор, собранный на ветряке – это экологически чистое устройство. Оно, в отличие от бензогенератора, не выделяет вредных веществ в атмосферу, от него нет отходов, попадающих в окружающую среду.
Но есть у ветрогенераторов и определенные недостатки:
- от устройства исходит вибрация, передающаяся по мачте на землю, которую чувствуют животные и пугаются;
- генератор работает только при наличии ветра, значит постоянно пользоваться его энергией не получится;
- устройство сильно шумит, поэтому его нудно ставить на большой высоте;
- покупные ветряки, равно как и их установка довольно дороги.
Таблица соотношения скорости ветра и диаметра лопастей (на пересечении скорости и диаметра – мощность в Ваттах):
| Скорость ветра/диаметр лопастей | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 м | 3 | 8 | 15 | 27 |
| 2 м | 13 | 13 | 61 | 107 |
| 3 м | 30 | 71 | 137 | 236 |
Как собрать ветрогенератор своими руками
Если покупной генератор дорогой, то можно попробовать сделать его своими силами. Для такого генератора удобнее изготовить не пропеллер, так как получить лопасти нужной кривизны в домашних условиях достаточно сложно. Поэтому лучше сделать турбинный вариант с лопастями в виде лопаток из металлического листа.
Такие лопатки придётся специально гнуть. Но можно поступить другим путём – разрезать пару алюминиевых кастрюль пополам и получить четыре превосходные лопатки. Из них собираем нашу турбину и при помощи подшипников насаживаем на ось. Подшипники нужны обязательно, чтобы у нас было меньше потерь на трение и даже самое небольшое дуновение ветра начинало раскручивать динамо-машину. В её качестве можно использовать автомобильный генератор, который продаётся в магазине автозапчастей. Можно снять рабочий агрегат со строго автомобиля.
Так как ветер у нас будет не всегда, то генератор нужно подключить к аккумулятору. Автомобильный аккумулятор подойдёт для этих целей лучше всего. Чтобы контролировать заряд аккумулятора, придётся использовать опять же автомобильное реле зарядки. Если есть индикатор заряда, то нелишним будет приспособить и его к нашей электростанции.
Автомобильный вольтметр тоже не помешает, так как вы сможете при помощи него следить за работой генератора. Так как генератор нужно крепить к мачте, то нужны будут надёжные хомуты. Особенно, если мачта у вас высокая.
Понадобятся провода, а если вы собираетесь подключать к этому генератору бытовые приборы небольшой мощности, то тогда нужен преобразователь с 12 на 220 В. Помните, что вы выигрываете в напряжении, но теряете в токе, если мощность остаётся неизменной. Вот почему нельзя к такому преобразователю подключать мощные приборы. Они просто подсадят такой источник питания.
Конструкция ветроустановки: 1 — резистор. 2 — обмотка статора генератора. 3 — ротор генератора. 4 — регулятор напряжения. 5 — реле обратного тока. 6 — амперметр. 7 — аккумулятор. 8 — предохранитель. 9 — выключатель.
Генератор и ветряк на штативе
Если нет необходимости устанавливать генератор высоко, то можно поставить его на специальный штатив. Такое устройство легче обслуживать, но при этом оно должно находиться в чистом поле, чтобы работать при любом направлении ветра. Турбина должна быть расположена вертикально. Тогда, с какой бы стороны ни дул ветер, она будет работать эффективно.
Если же у нас пропеллер будет иметь горизонтальную ось, то он:
- будет оказывать тангенциальные усилия на мачту;
- его придётся поворачивать по ветру, то есть стационарное закрепление выполнить будет невозможно.
Такой ветряк может потребовать ещё одного пропеллера с более мелким диаметром, установленного на специальной плече, который будет автоматически поворачивать основной ветряк под ветер. Эта конструкция издавна применялась мельниками, которые жили в той зоне, где ветер был переменным. Если вы не ограничены в материалах, то можете скопировать и такую конструкцию, чтобы выжать максимум энергии из ветра.
Ветрогенератор
Почему ветряк нельзя ставить на крыше
ВАЖНО! Ветряки, как бы хорошо ни были сбалансированы, вызывают вибрации, которые могут передаваться на постройку. Поскольку вращаются такие устройства относительно медленно, они могут стать источниками инфразвука.
Такую частоту человек не слышит ухом, но чувствует телом, и при определённых частотах испытывает панику. И это ощущение – отнюдь не ложное: оно было дано живым существам, чтобы чувствовать приближающиеся подземные толчки и надвигающееся землетрясение. Паника как раз и позволяет покинуть опасное место до катастрофы.
Но есть среди инфразвуковых частот такие, которые сами по себе могут нанести вред организму из-за резонансных явлений в брюшине, лёгких и т.д.
Но также вред наносится и конструкциям дома, подвергающимся постоянной вибрации. Это может вызвать резонанс в какой-то из частей постройке, что приведёт к её разрушению. Пусть это только одна балка, но если она несущая, дом станет аварийным.
Ветряк на крыше
Где лучше поставить ветряк?
Устанавливать веторгенератор на отдельной мачте или на низком штативе – всё равно. Но при этом он должен находиться на определённом расстоянии от жилых построек. Мачта может стоять и рядом с домом, но при этом она должна быть высокой. Штатив может быть низким, но ставить его нужно далеко от дома, поэтому надо запастись длинными проводами.
Такой ветряк может работать на освещение и обогрев теплицы. Только надо пронаблюдать, насколько хорошо рядом с ним растут сельскохозяйственные культуры. Если он так хорошо сбалансирован, что не причиняет им вреда, то можно установить его около теплиц и парников, обеспечив им автономное питание.
79w.ru
Ротор Онипко - конструкция самодельного ветрогенератора для слабого ветра
Использование ветрогенератора обычной лопастной конструкции может иметь должный эффект только при достаточно сильном и ровном ветре. Средняя скорость ветра в большинстве регионов России составляет 3-4 м/с, что для ветряка слишком мало. Многие конструкции на таких скоростях ветра даже не начинают вращаться. Но это не означает, что при слабых ветрах получить электроэнергию невозможно. Просто, в таких условиях следует использовать специальные конструкции ротора.
Ротор Онипко
Как один из вариантов ротора, созданного для малых скоростей ветра, следует рассмотреть изобретение группы украинских ученых под руководством инженера Алексея Онипко. Ротор, созданный ими, получил Гран-при на Всемирном конкурсе в Нюрнберге, посвященном возобновляемой энергетике.
Устройство рассчитано на использование при слабых потоках со скоростью от 1 до 20 м/с, хотя на практике начинает вращаться уже при 0,1 м/с. Учитывая относительно слабые скорости ветра, преобладающие в наших широтах, такие возможности являются наилучшим решением вопроса.
Конструкция
Ротор представляет собой конструкцию с горизонтальной осью вращения. Рабочий орган имеет парусно-лопастную конструкцию, представляющую собой модификацию архимедова винта. Внешне он напоминает наконечник сверла. Поток ветра, попадая на наклонную поверхность, сдвигает ее в сторону, чем и обеспечивается процесс вращения ротора. При этом, лопастей несколько, что усиливает вращающий момент и заставляет устройство реагировать даже на небольшое усилие. Направление оси вращения на ветер осуществляет дополнительный элемент — флюгер, автоматически поворачивающий устройство при изменениях направления потока.
Низкая скорость вращения — до 100 об/мин, что не составляет даже 2 об/сек — обеспечивает практически полное отсутствие шума при работе. Средняя производительность ротора составляет около 300 кВт электроэнергии. По утверждениям изобретателя, пара таких устройств способна обеспечить электроэнергией и отоплением загородный энергоэффективный дом.
Примечательно, что использование ротора не ограничивается только ветрогенераторами. Производятся тестовые испытания устройства в качестве гребного винта и для мини-ГЭС. Универсальность ротора дает основания предполагать для него большие перспективы и возможности.
Другие ветрогенераторы, способные работать на слабых потоках
Помимо конструкции Онипко существуют другие типы генераторов, позволяющие получать электроэнергию при относительно невысоких скоростях ветра. Так, известны парусные роторы, реагирующие на небольшие ветра за счет большой площади лопастей. Существуют конструкции с изменяемым углом поворота лопастей или со складывающимися лопастями, способными исключать воздействие на обратную сторону, уравновешивающие давление на рабочую часть.
Особенностью таких конструкций является способность разворачиваться боком или складываться в плоскую пачку при движении навстречу потоку. Эти варианты не менее эффективны, но более сложны в изготовлении и довольно капризны в эксплуатации. Попадание грязи, пыли или дождевой воды в механизмы поворота или складывания вызывают засорение или коррозию движущихся частей и выводят конструкцию из строя, вынуждая производить частые ревизии или ремонты. Более удачными признаются конструкции с неподвижными лопастями, но они более требовательны к силе ветра и плохо стартуют на слабых потоках.
При использовании беpщеточных генераторов и системы вращения на неодимовых магнитах, фактически подвешивающей вращающиеся части в воздухе, усилие запуска существенно снижается, параллельно устраняя шум при работе и снижая вибрацию мачты. Многие удачные модели могут быть установлены даже на крыше дома и не будут беспокоить жителей.
Самодельный ветрогенератор для слабого ветра
Цены на ветрогенераторы весьма высоки. Даже относительно недорогие китайские образцы весьма ощутимо бьют по кошельку пользователя, что вынуждает задумываться о самостоятельном изготовлении ветряка. Многие пользователи приобретают только преобразователи и аккумуляторы, создавая движущиеся части своими руками. При необходимости, такие устройства могут быть использованы для освещения, зарядки аккумуляторов и прочих хозяйственных нужд.
Более удачные конструкции способны обеспечивать энергией частный дом, позволяя обходится без сетевых ресурсов. При этом, наличие бензинового или дизельного генератора в качестве аварийного источника энергии единогласно признается необходимым.
Выбор типа ротора производится исходя из собственной осведомленности или возможностей. Обычно исходят из имеющихся в наличии деталей, к которым добавляют все необходимое. Лопасти изготавливаются из полипропиленовых труб, разрезанных повдоль металлических бочек и прочих подобных предметов. Основная опасность, возникающая при создании ротора — перегрузка вращающихся деталей, использование слишком тяжелых элементов, инерцию которых не сможет преодолеть слабый поток ветра.
Более удачные конструкции используют в качестве подшипников неодимовые магниты. Они имеют очень большую силу и способны отталкивать вращающиеся части, снижая их вес, обеспечивая более плавное и легкое вращение. При этом, обычные подшипники, установленные правильным образом, также способствуют легкому и свободному вращению, хоть и требуют периодического обслуживания.
Создание мачты требует наличия подходящих материалов. При большой высоте потребуется устройство фундамента — бетонной подушки с анкерными креплениями. Также рекомендуется высокие мачты усиливать растяжками. При этом, многие конструкции не нуждаются в больших высотах, свободно реагирующие на слабый ветер конструкции вполне эффективны на высоте от 1,5 м и устанавливаются на небольших тумбах или опорных конструкциях. Если рядом с домом имеется холм или пригорок, то, по возможности, следует использовать такое естественное возвышение и установить ветряк на нем.
Рекомендуемые товары
energo.house
Ветрогенератор бесшумный вертикальный
Ветрогенераторы вертикального типа предназначены для тех мест, где бесшумность работы и надёжность конструкции являются главными требованиями к электроустановкам. Сочетают в себе комфорт солнечных батарей и эффективность горизонтальных ветрогенераторов.
к содержанию ↑Введение
Каждый, кто путешествовал на автомобиле по Европе наверняка хорошо запомнил поля ветряков вдоль дорог. Такие ветрогенераторы называются горизонтальным, основная их масса нацелена на промышленное применение в составе целых сетей. Однако использование подобных ветряных электроустановок (ВЭУ) в быту не так распространено даже в развитых странах. Появление новых ветрогенераторов вертикального типа позволяет надеяться на повышение популярности и массовости этого экологического способа получения электроэнергии. Вертикальный ветрогенератор отличается надёжностью, работой даже при слабом ветре, безопасностью и, самое главное, бесшумностью.
к содержанию ↑Принцип работы
Для работы ротора вертикального ветряка используется эффект магнитной левитации, что позволяет ему фактически парить в воздухе. Применение магнитов из редкоземельных металлов позволяет компенсировать силу тяжести, а специальные автоматизированные системы удерживают механизм в нужной точке. Такой подход делает возможным начало раскручивания ротора при совсем малых порывах ветра на уровне лёгкого бриза (от 0.17 м/c). Уменьшение количества механических частей существенно повышает надёжность и долговечность всей конструкции, а также положительно сказывается на акустическом комфорте (уровень шума до 20 дб).
Особенности
Многих потенциальных покупателей ветрогенераторов часто останавливает требовательность этих устройств к постоянному наличию ветра достаточной силы. Горизонтальный ветрогенератор стартует в среднем при ветре 7-8 м/c. Вертикальный генератор начинает работу уже при ветре 0.17 м/c, а на номинальную мощность выходит при 3 м/c.
Особенности ротора и лопастей, созданных с использованием принципов паруса, Савониса и Жуковского, позволяют осуществлять выработку электроэнергии при любом направлении и силе ветра.
Ветряки вертикального типа практически не требуют технического обслуживания. В работе используется тихоходный генератор на неодимовых магнитах без щёток. Классические горизонтальный генератор потребует технического обслуживания каждые полгода.
В требованиях к установке вертикального ветряка отсутствуют пункты о шумоизоляции или минимальном расстоянии до жилых объектов. Бесшумный режим работы достигается за счёт применения эффекта магнитной левитации, который позволяет свести на нет практически все вибрации и добиться шумовой нагрузки меньше 20 дб. Мачту ветряка можно установить даже на крышу дома, так как генератор практически бесшумный.
Многие вертикальные ветрогенераторы имеют модульную конструкцию. Это позволяет наращивать мощность уже существующих ветряков без полной перестройки проекта.
Для многих пользователей ветроустановки важно, чтобы генератор был устойчивым к агрессивной окружающей среде. Вся рабочая конструкция заключена в герметичный алюминиевый блок и не подвержена воздействию влаги. Кроме того, сама конструкция вертикального ветряка даёт возможность переносить даже ураганные порывы ветра.
к содержанию ↑Минусы
Вертикальный ветрогенератор обладает рядом достоинств, но идеальных устройств пока сделать не удалось никому. Технологии позволяют улучшить отдельные моменты, но зачастую чем-то приходится жертвовать. Вертикальные ветрогенераторы не исключение, поэтому важно понимать какие минусы есть у данного класса устройств.
Одним из главных недостатков вертикального ветряка является низкий КПД в сравнении с горизонтальным ветрогенератором. Диапазон в 15-25% достаточно солидный в сравнении с солнечными батареями, но уступает горизонтально осевым ВЭУ, которые показывают КПД 35-45%. Цена одного ватта вырабатываемой энергии также уступает зачастую в несколько раз.
Вертикальный ветрогенератор достаточно сложная конструкция, что негативно сказывается на весе, а это, в свою очередь, затрудняет подъём устройства на большую высоту. Из-за этого появляются проблемы при «ловле» ветра, так как сильные порывы наблюдаются чаще всего на хорошей высоте. Выиграв в нижней границе старта ротора, можно проиграть из-за более низкой скорости ветра на высоте мачты вертикального ветряка.
Основные плюсы вертикальной схемы в принципе достижимы и в горизонтальных вариантах. Небольшое увеличение бюджета поспособствует установке дополнительной шумоизоляции и систем подстройки под направление ветра, исследованию розы ветров региона и выбору оптимальной высоты мачты.
к содержанию ↑Области применения
Однозначно советовать именно вертикальные ветрогенераторы нельзя, всё зависит от того где планируется применять ВЭУ. Если позволяет пространство, на местности наблюдается стабильный хороший ветер и есть варианты для шумоизоляции, то горизонтальный ветрогенератор небольшой мощности с одной лопастью станет отличным выбором.
Использовать вертикальный ветрогенератор следует тогда, когда его главные преимущества действительно являются краеугольными в проекте. Самый яркий пример — вертикальный генератор на яхте. Отсутствие вибраций, низкий шум и возможность установки на любую поверхность сделают вертикальный ВЭУ незаменимым для любого транспортного средства, которое используется для длительных путешествий. Таким образом, основными критериями выбор в пользу вертикальной схемы можно назвать — близкое расположение ВЭУ к жилому объекту, стеснённость в пространстве установки, слабый ветер в области установки. В этом случае тихоходные бесшумные ветряки станут отличным выбором.
Полезная статья по теме: Преимущества и недостатки вертикальных ветроустановок в сравнении с «пропеллерами»
Оцените статью:
Загрузка...
Поделитесь с друзьями:
mirenergii.ru
Эффективный городской ветрогенератор
Над ветряными модулями WindRail расположены солнечные панели, которые охлаждаются воздухом, протекающим внутри канала, что повышает их эффективность.
Поднимитесь на крышу 12-этажного жилого дома в Берлине — и вы увидите покрытое панелями солнечных батарей устройство WindRail. Ветер дует сквозь модуль треугольного сечения, приводя в движение роторы турбины.
Конструкторы и инженеры долго пытались создать эффективный городской ветрогенератор. Ведь, в конце концов, города, с одной стороны, потребляют 75 процентов всей производимой энергии, а с другой — на них же приходится 60 процентов выбросов углекислого газа.
Однако на домах в больших городах, как правило, мало места для стандартных систем по выработке возобновляемой энергии. «Центральная часть крыши уже занята под многие другие инженерные сооружения», — рассказывает 39-летний шведский экономист и инженер, разработавший WindRail, Свен Колер. Именно поэтому Свен расположил свое детище на краю крыши.
Берлинский генератор, пилотный проект основанной Колером компании Anerdgy, в ветреную погоду может производить не меньше 1000 киловатт-часов в год. Этого достаточно, чтобы 500 раз запустить стиральную машину. Электричество, вырабатываемое ветрогенератором на крыше, обеспечивает работу лифтов, освещение и вентиляцию в доме.
Воздушный поток, собирающийся на верхнем углу фасада здания, ускоряется за счет разности давления внутри специального канала – патентованной разработки WindRail®. Таким образом, расположенная внутри канала турбина получает возможность увеличить потенциал использования энергии ветра.
Над ветряными модулями WindRail расположены солнечные панели, которые охлаждаются воздухом, протекающим внутри канала, что повышает их эффективность.
Модульная конструкция системы позволяет получать гибкие элементы дизайна, которые могут быть использованы архитекторами для удовлетворения конкретных потребностей проекта. Их окраска, освещение и дополнительные возможности могут быть реализованы с учетом требований стиля здания.
Однако в городах условия для таких генераторов не идеальны: скорость ветра обычно ниже, чем в сельской местности, а его направление сложнее предугадать. «Разная форма зданий тоже влияет на силу ветра», — говорит Колер. Чтобы WindRail работал эффективно, его нужно установить на высоте не менее 8 метров. Чем выше здание, тем быстрее скорость ветра — и тем больше энергии получают люди, живущие в доме. опубликовано econet.ru
P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet
econet.ru
Отправить ответ