Ветрогенератор из бочки: Как сделать ветряк из бочки в домашних условиях

Содержание

Как сделать ветряк из бочки в домашних условиях

Даже из обычной металлической бочки можно своими руками сделать ветряк для дачи или загородного дома. В качестве генератора можно использовать двигатель автомобиля.

Любой человек, которому хотя бы раз в жизни посчастливилось пройти под парусами, знает не понаслышке, что представляет собой сила ветра. Если ветер сильный, то он вполне способен вырвать из рук шкот, порвать трубы и даже порвать парус. А штормовому ветру под силу даже перевернуть катер или лодку.

С помощью ветрогенераторов силу ветра можно использовать для выработки электрической энергии. За пределами нашей страны ветрогенераторы являются вполне привычным атрибутом жизни. Посещая Европу нередко можно увидеть большие мачты-трубы с вращающими на верху пропеллерами.

к содержанию ↑

Устройство и принцип действия

Ветряк имеет довольно простую конструкцию. Он представляет собой колесо, насаженное на трубы определенного диаметра,  оснащенное лопастями и редуктором для передачи крутящего момента. Кроме того необходимо иметь аккумуляторную батарею и инвертор, который служит для преобразования постоянного тока в переменный. В таком случае это устройство носит более солидное название — ветрогенератор.

Когда ветер вращает такой ветряк, крутящий момент передается через редуктор на вал генератора. Механическая энергия вращения превращаться в электрическую. Мощность ветрогенератора находится в прямо пропорциональной зависимости от размеров ветряного колеса, среднего значения скорости ветра и высоты мачты. Диаметр лопастей варьируется в диапазоне от 50 см до 6 м.

Построить ветряк даже небольших размеров непросто. Это касается в основном тех ветрогенераторов, которые имеют горизонтальную ось вращения. Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения значительно дешевле и проще.

к содержанию ↑

Выбор материалов

В домашних условиях вертикальный ветрогенератор можно сделать из бочки объемом 50-100 л. Можно взять бочку из стали или алюминия. Как правило подобные бочки делают из очень качественного и прочного металла, обеспечивающего им прочность и жесткость. Стоимость одной такой бочки невысокая. Для ветряного генератора подойдут и пластмассовые бочки.

На то чтобы из обычной бочки вырезать ветряк уйдет пару часов. Нужно сделать аккуратные прорези на боковых поверхностях бочки. После чего задние и передние кромки лопастей отгибаются на необходимый угол. Угол должен быть вполне разумным. Иначе впоследствии возможны резкие порывы ветра, погнутся трубы и ветрогенератор выйдет из строя.

При необходимости, форму лопастей можно подрихтовать деревянным молотком. Количество лопастей можно делать на свое усмотрение, но не меньше двух. Получившийся ветряк необходимо насадить на вертикально установленные трубы.

Ветряк готов. Теперь механическую энергию нужно превратить в электрическую. В качестве электрического генератора подойдет генератор автомобиля. Диаметр ротора следует выбирать с обязательным учетом скорости ветра. Чем больше прогнозируемая сила ветра, тем больше должен быть диаметр ротора.

Фрагмент бочки представляет собой лопасть в готовом виде. Такие лопасти можно соединять винтовым или заклепочным соединением. Форма лопастей может быть разной. Места, предназначенные для болтового соединения, необходимо вымерять очень точно. Иначе потом придется помучиться с регулировкой вращения.

к содержанию ↑

Установка

Когда ветряк будет готов, его необходимо установить. Для этого заливается фундамент для 3-х точек, к которым будут крепиться трубы основной конструкции. При его заливке необходимо учитывать особенности грунта и климатические условия. После того как бетон хорошо застынет, можно устанавливать мачту с ветряным колесом. Основание мачты можно вкопать на необходимую глубину в грунт с обязательным последующим укреплением ее с помощью растяжек.

к содержанию ↑

Подключение

На заключительном этапе необходимо подсоединить все провода к электрогенератору и собрать электрическую цепь. Сам генератор крепится непосредственно к мачте. В цепь генератора следует подключить аккумулятор. Нагрузка должна подключаться проводами с сечением не менее 2,5 кв.мм. Если возникнет в этом необходимость, то можно поставить преобразователь постоянного тока в переменный. Для регулировки скорости вращения ветряного колеса можно поэкспериментировать с изгибом лопастей.

Следует учесть, что даже если ветрогенератор будет собран и настроен правильно, при неправильном выборе высоты его установки эффективность выработки электрической энергии будет стремиться к нулю. Если ветряк будет иметь высоту мачты 18-20 м, скорость ветра в среднегодовом значении может быть увеличена на 20-30%. Это значит, что выработка электроэнергии увеличится в полтора-два раза.

к содержанию ↑

Предостережения

Любой ветрогенератор является механическим прибором. При его использовании необходимо соблюдать меры предосторожности. Даже слабо вращающиеся лопасти, вырезанные из бочки, могут нанести очень сильный удар. А если кромки лопастей будут иметь заусеницы или острые края, то такой удар может оказаться даже смертельным.

Ветряк регулярно следует проверять внешним осмотром и осматривать его вращающие детали на наличие повреждений и отсутствие ржавчины. В зимнее время лопасти и несущие трубы необходимо очищать от снега и льда во избежание их отрыва.




Оцените статью:

Загрузка…

Поделитесь с друзьями:

Как построить простейший ветрогенератор за один день из ненужной бочки: бочкогенератор


Каждый, кто хотя бы немного  ходил по парусом, изведал  силу ветра.  Хороший порыв ветра рвет шкот из рук с силой лошади, а легкий швербот буквально  выпрыгивает из воды.  Если же при попутном ветре развернуть  паруса бабочкой, то и не всякий катер за вами поспеет. И никакого керосина, только вода  ворчит  за бортом…

За рубежом уделяется  большое внимание  ветрогенераторам. Сегодня в Европе трудно найти место, из которого не были бы видны их  большие,  медленно вращающиеся пропеллеры. Ветрогенераторы для выработки электроэнергии используются на фермах, в лесхозах, в поселках  и даже в частных домах.

Мало кто знает, но  в нашей стране  в 1913  г существовали  сотни тысяч деревянных ветряных мельниц, а по некоторым данным около  миллиона, от которых,  после  коллективизации, не осталось даже  следов.

Сегодня интерес к ветроагрегатам  появляется и в России. Однако, промышленные ветрогенераторы, а тем более импортные  очень дороги. Государственной поддержки ветроэнергетическим разработкам не существует. Поэтому,  в нашей стране  ветрогенератор  остается заморской диковиной, а увидеть живьем  можно скорее  самодельные ветрогенераторы.

К сожалению, в русском языке  слово «самодеятельность»  приобрело несколько ироничный,  негативный  оттенок. Но самодельщиками,  были,  например,    К.Циолковский,  Г.Форд, С.Королев и, даже, — Б.Гейтс.

Самодеятельность — основа основ  бизнеса в  странах, которые принято теперь называть цивилизованными. Впрочем самодеятельность важна  не только в  бизнесе, но и в общественной жизни, творчестве, благотворительности и т.д.



Тем не менее, постройка даже небольшого ветрогенератора  традиционной конструкции ( с горизонтальной осью вращения пропеллера) — не самая легкая  задача.

Гораздо проще  конструкции ветрогенераторов  с вертикальной осью вращения ветрового колеса и они менее дорогие. Его схема   похожа  на схему классического  анемометра — прибора для измерения скорости ветра, см на фотографии слева.


Этюд на тему бочки

На мой взгляд, легче всего  построить небольшой дешевый ветрогенератор, изготовив  ветроколесо  из легкой  металлической  бочки  — стальной или алюминиевой, например, из под  мебельного лака, клея и т.п.

Бочки  изготавливаются из хорошего металла, имеют  высокую точность и жесткость. Бочки недорогие, а в некоторых местах — например на севере — они вообще ничего не стоят. Для ветрогенератора можно использовать и ненужную пластиковую бочку. В зависимости от потребной мощности ветрогенератора, бочку можно взять емкостью на 50- 100 литров или более. Мощность генератора  увеличивается пропорционально  диаметру и высоте бочки. Можно поставить две -три бочки друг на друга.

Для того, что бы вырезать  простейшее ветряное колесо из бочки, нужна только болгарка, и эта  работа займет   всего несколько минут. На боковой поверхности бочки делают прорези, как показано на рисунке, а затем — аккуратно отгибают  передние  и задние  кромки  лопастей  на нужный угол. Уточнить форму лопастей ветрогенератора можно при помощи киянки.  Количество лопастей ветроколеса может быть различным, от двух  и более. В качестве оси ветроколеса можно использовать, например,  отрезок    трубки или арматуры.



Рисование  чертежа у меня заняло гораздо больше времени, чем изготовление действующего макета ветроколеса. Макет был сделан при помощи острого ножа   из  консервной банки, (которая очень похожа  на  бочку),   и показал неплохие крутильные качества.  Каждый может легко повторить этот опыт и попробовать цилиндрическое ветроколесо в действии.

Снять энергию с вертикального ветроколеса не представляет  сложности, даже без применения сварки  для соединения деталей.   Для передачи энергии можно использовать, например,  велоцепь,  ремень или обрезиненный ролик. В качестве электрогенератора можно использовать, например,  подходящий по мощности микроэлектродвигатель  на постоянных магнитах или готовый велосипедный или мотоциклетный генератор. Можно также смонтировать простейший возбудитель генератора  на постоянных магнитах  прямо на днище бочки  или  на оси ветроколеса. Вертикальная схема ветрогенератора позволяет  без труда  организовать  кривошипный  механизм и обеспечить возвратно-поступательное даижение исполнительного механизма. Например, к  кривошипу можно «привязать»  поршневой или мембранный насос. Не исключается и кулачковая пара , например кулачок-бензонасос, или кулачок и  линейный электрогенератор, т.е. катушка — магнит и т.д. и т.п. Один изобретатель для извлечения электричества недавно  приладил к миниатюрному ветрогенератору  пъезоэлемент.

Можно придумать большое количество вариантов использования старых бочек для изготовления ветрогенераторов,  например, см следующие две схемы:  а  — из одной бочки, б  — из двух бочек.



Самое сложное — сделать первый шаг. Отметим только, что любой фрагмент бочки — это уже готовая лопасть ветрогенератора, которую даже не нужно изгибать. Соединять их   можно на  винтах — саморезах, болтиках или заклепках. Нагрузки на детали в небольшом ветрогенераторе не  велики. Вариантов вырезывания лопастей из бочек  и соединения их в пространственные конструкции может быть великое множество — только вопрос фантазии. Бочку можно резать вдоль, поперек и наискосок — кому как нравится. Наличие сварочного аппарата  делает возможности формотворчества неограниченными. Из фрагментов бочки можно построить все известные и новые виды ветро-роторов.

Я бы назвал эти конструкции в шутку бочкогенераторами. Возможно, они не самые совершенные с точки зрения  аэродинамики, но зато — очень простые  в изготовлении. Своего рода игра.

Малогабаритный ветрогенератор может петь  и мигать лампочками, его можно использовать для зарядки аккумуляторов, питания электронных приборов, освещения, подачи и подогрева воды, вентиляции помещений, сушки древесины, аэрации водоемов и т.д., в местах, удаленных от постоянных источников энергии. Например, — на пастбище, бахче, огороде, полевом стане, на пограничной заставе и т.д. и т.п. Небольшой ветрогенератор с вертикальным ветроколесом  может быть просто привязан к дереву. Изготовить ветрогенератор  из подручных материалов способен  даже школьник.

Между прочим,  когда  С.И.Мосин  изобретал свою знаменитую трехлинейную винтовку,  с электричеством в нашей стране были большие проблемы. Поэтому  токарный станок, на котором он вытачивал детали винтовки, пририводился  в движение  ветрогенератором. И этот  ветрогенератор знаменитый оружейник построил на крыше собственного дома.

Следует помнить, что ветрогенератор, даже при небольшом ветре,  может нанести своими лопастями   удар большой силы. Всякий движущийся механизм опасен !  Все острые кромки деталей должны быть тщательно притуплены.

В мировой сети огромное количество информации о ветрогенераторах. Например:

Посмотреть больше картинок о вертикальных ветрогенераторах

Между прочим, бочка отлично плавает, поэтому из нее можно соорудить и плавучий водяной генератор, запустив его в ручье или реке, своего рода микро-гэс, которой не нужна никакая плотина. Но конструктивно это задача несколько сложнее.

апр 2006


А вот это построил украинский умелец Анатолий Батрак , см. подробное описание конструкции генератора http://rosinmn.ru/sam/baa/baa.htm.

Также развитие этой темы в статье http://alter-power.ru/?p=34, 

Есть еще видео ветряков из бочек:

http://ca.youtube.com/watch?v=RZJ7tWRQy4w&NR=1 — ветряк из двух бочек с автомобильным генератором
http://ca.youtube.com/watch?v=ucfEyMAw8yM&feature=related — он же перед установкой
http://ca.youtube.com/watch?v=9UPe6A_UVPc&feature=related — как сделать не дорогую вертикальную турбину из пластиковой бочки
http://ca.youtube.com/watch?v=KnE_aVFxJQE&feature=related продолжение
и еще варианты
http://ca.youtube.com/watch?v=Rq9N_6j5GjU&feature=related
http://ca.youtube.com/watch?v=3tzQ6Bg8ZDM




Ветряк из бочек своими руками фото и описание

Интересный на мой взгляд ветрогенератор вертикального типа, особенность в применении открывающихся лопастей на ветру и центробежных подвесных грузов, которые регулируют максимальные обороты, тем самым ограничивают вращение ротора при высоких скоростях ветра. Информация о этом ветряке взята из канала на ютюбе, автор Валера Жарков — www.youtube.com/watch?v=mQsd55fi4pg.

Лопасти сделаны из железных бочек, по краям площадь лопастей увеличина полосами из оцинкованной жести, которые прикреплены на алюминиевые заклепки. Рама сварная из профильной трубы, ветрогенератор установлен на высоте 3.5м от земли.

>

Генератор сделан из асинхронного двигателя 2,2кВт, привод ременной. Ротор двигателя переделан на неодимовые магниты. В данном виде ветрогенератор на малом ветру 3-4м/с дает ток зарядки на аккумулятор 1-2 Ампера. Ветряк тихоходный, не шумит, страгивается на ветру около 3м/с, но далее может продолжать крутится пока ветер совсем не стихнет.

>

>

>

Грузы подвешены на цепочках, шума при работе не издают, чтобы закрывающиеся лопасти не стучали по раме, к краям приделаны амортизирующие резинки. Смысл работы такой, при слабом ветре лопасти выходя на ветер раскрываются натягивая грузы, а заходя под ветер они закрываются уменьшая свою парусность. А при большом ветре грузы за счет центробежной силы прикрывают лопасти и мощность ветряка дальше не растет. В этом как-бы и защита от излишней мощности генератора и защита от ураганного ветра.

>

>

Кроме ветряка так-же имеется солнечная панель на 100ватт, поликристаллическая, максимально выдает около 5 Ампер на зарядку аккумуляторов, на солнце работает очень хорошо, дает энергии намного больше чем этот ветрогенератор на слабом ветру, толку от солнца явно больше чем от ветра. Таких бы панелей еще 2-3штуки и энергии бы хватало по минимуму на весь дом во время перебоев в электросети.

>

Ветряк и солнечная панель заряжают два автомобильных аккумулятора емкостью по 190Ач, АКБ соединены в параллель, то-есть система на 12в.

>

Контроллер для зарядки гибридный, может работать как с ветряком, так и с солнечными панелями, излишки энергии при полном заряде сбрасываются на балластные тэны. На лицевой стороне контроллера имеется принудительный электро тормоз ветрогенератора, которым можно закорачивать обмотки генератора, тем самым останавливая ветрогенератор.

>

Так-же есть и бензогенератор на 6кВт, на случай отключения электроэнергии когда аккумуляторы разряжены. Вообще емкости аккумуляторов хватает всего на 3 часа работы всех приборов в доме, это конечно совсем не много, но позволяет пережить отключения электроэнергии, и если экономить, то на свет надолго хватает. Солнечная панелька одна заряжает аккумуляторы примерно за два дня, если дует ветер, то зарядка происходит значительно быстрей.

В системе так-же имеется инвертор 12/220вольт, мощностью 2кВт, правда синусоида модифицированная, лучше брать с чистой синусоидой так-как некоторые приборы могут неправильно работать например гудеть и перегреваться асинхронные двигатели.

>

Систему конечно надо наращивать, но пока на это денег нет, а все это стоит дорого. Ветрогенератор надежд не оправдал, хоть и большой, а толку мало от него. Его нужно раз в пять больше чтобы на слабом ветру иметь заметную отдачу, а так, на небольшом ветре всего пара ампер с него идет. Солнце получается намного эффективней и дешевле, да и проще.

Ветрогенератор из бочки своими руками

Лопасти сделаны из железных бочек, по краям площадь лопастей увеличина полосами из оцинкованной жести, которые прикреплены на алюминиевые заклепки. Рама сварная из профильной трубы, ветрогенератор установлен на высоте 3.5м от земли.

Генератор сделан из асинхронного двигателя 2,2кВт, привод ременной. Ротор двигателя переделан на неодимовые магниты. В данном виде ветрогенератор на малом ветру 3-4м/с дает ток зарядки на аккумулятор 1-2 Ампера. Ветряк тихоходный, не шумит, страгивается на ветру около 3м/с, но далее может продолжать крутится пока ветер совсем не стихнет.

Грузы подвешены на цепочках, шума при работе не издают, чтобы закрывающиеся лопасти не стучали по раме, к краям приделаны амортизирующие резинки. Смысл работы такой, при слабом ветре лопасти выходя на ветер раскрываются натягивая грузы, а заходя под ветер они закрываются уменьшая свою парусность. А при большом ветре грузы за счет центробежной силы прикрывают лопасти и мощность ветряка дальше не растет. В этом как-бы и защита от излишней мощности генератора и защита от ураганного ветра.

Кроме ветряка так-же имеется солнечная панель на 100ватт, поликристаллическая, максимально выдает около 5 Ампер на зарядку аккумуляторов, на солнце работает очень хорошо, дает энергии намного больше чем этот ветрогенератор на слабом ветру, толку от солнца явно больше чем от ветра. Таких бы панелей еще 2-3штуки и энергии бы хватало по минимуму на весь дом во время перебоев в электросети.

Ветряк и солнечная панель заряжают два автомобильных аккумулятора емкостью по 190Ач, АКБ соединены в параллель, то-есть система на 12в.

Контроллер для зарядки гибридный, может работать как с ветряком, так и с солнечными панелями, излишки энергии при полном заряде сбрасываются на балластные тэны. На лицевой стороне контроллера имеется принудительный электро тормоз ветрогенератора, которым можно закорачивать обмотки генератора, тем самым останавливая ветрогенератор.

Так-же есть и бензогенератор на 6кВт, на случай отключения электроэнергии когда аккумуляторы разряжены. Вообще емкости аккумуляторов хватает всего на 3 часа работы всех приборов в доме, это конечно совсем не много, но позволяет пережить отключения электроэнергии, и если экономить, то на свет надолго хватает. Солнечная панелька одна заряжает аккумуляторы примерно за два дня, если дует ветер, то зарядка происходит значительно быстрей.

В системе так-же имеется инвертор 12/220вольт, мощностью 2кВт, правда синусоида модифицированная, лучше брать с чистой синусоидой так-как некоторые приборы могут неправильно работать например гудеть и перегреваться асинхронные двигатели.

Систему конечно надо наращивать, но пока на это денег нет, а все это стоит дорого. Ветрогенератор надежд не оправдал, хоть и большой, а толку мало от него. Его нужно раз в пять больше чтобы на слабом ветру иметь заметную отдачу, а так, на небольшом ветре всего пара ампер с него идет. Солнце получается намного эффективней и дешевле, да и проще.

Даже из обычной металлической бочки можно своими руками сделать ветряк для дачи или загородного дома. В качестве генератора можно использовать двигатель автомобиля.

Любой человек, которому хотя бы раз в жизни посчастливилось пройти под парусами, знает не понаслышке, что представляет собой сила ветра. Если ветер сильный, то он вполне способен вырвать из рук шкот, порвать трубы и даже порвать парус. А штормовому ветру под силу даже перевернуть катер или лодку.

С помощью ветрогенераторов силу ветра можно использовать для выработки электрической энергии. За пределами нашей страны ветрогенераторы являются вполне привычным атрибутом жизни. Посещая Европу нередко можно увидеть большие мачты-трубы с вращающими на верху пропеллерами.

Устройство и принцип действия

Ветряк имеет довольно простую конструкцию. Он представляет собой колесо, насаженное на трубы определенного диаметра, оснащенное лопастями и редуктором для передачи крутящего момента. Кроме того необходимо иметь аккумуляторную батарею и инвертор, который служит для преобразования постоянного тока в переменный. В таком случае это устройство носит более солидное название — ветрогенератор.

Когда ветер вращает такой ветряк, крутящий момент передается через редуктор на вал генератора. Механическая энергия вращения превращаться в электрическую. Мощность ветрогенератора находится в прямо пропорциональной зависимости от размеров ветряного колеса, среднего значения скорости ветра и высоты мачты. Диаметр лопастей варьируется в диапазоне от 50 см до 6 м.

Построить ветряк даже небольших размеров непросто. Это касается в основном тех ветрогенераторов, которые имеют горизонтальную ось вращения. Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения значительно дешевле и проще.

Выбор материалов

В домашних условиях вертикальный ветрогенератор можно сделать из бочки объемом 50-100 л. Можно взять бочку из стали или алюминия. Как правило подобные бочки делают из очень качественного и прочного металла, обеспечивающего им прочность и жесткость. Стоимость одной такой бочки невысокая. Для ветряного генератора подойдут и пластмассовые бочки.

На то чтобы из обычной бочки вырезать ветряк уйдет пару часов. Нужно сделать аккуратные прорези на боковых поверхностях бочки. После чего задние и передние кромки лопастей отгибаются на необходимый угол. Угол должен быть вполне разумным. Иначе впоследствии возможны резкие порывы ветра, погнутся трубы и ветрогенератор выйдет из строя.

При необходимости, форму лопастей можно подрихтовать деревянным молотком. Количество лопастей можно делать на свое усмотрение, но не меньше двух. Получившийся ветряк необходимо насадить на вертикально установленные трубы.

Ветряк готов. Теперь механическую энергию нужно превратить в электрическую. В качестве электрического генератора подойдет генератор автомобиля. Диаметр ротора следует выбирать с обязательным учетом скорости ветра. Чем больше прогнозируемая сила ветра, тем больше должен быть диаметр ротора.

Фрагмент бочки представляет собой лопасть в готовом виде. Такие лопасти можно соединять винтовым или заклепочным соединением. Форма лопастей может быть разной. Места, предназначенные для болтового соединения, необходимо вымерять очень точно. Иначе потом придется помучиться с регулировкой вращения.

Установка

Когда ветряк будет готов, его необходимо установить. Для этого заливается фундамент для 3-х точек, к которым будут крепиться трубы основной конструкции. При его заливке необходимо учитывать особенности грунта и климатические условия. После того как бетон хорошо застынет, можно устанавливать мачту с ветряным колесом. Основание мачты можно вкопать на необходимую глубину в грунт с обязательным последующим укреплением ее с помощью растяжек.

Подключение

На заключительном этапе необходимо подсоединить все провода к электрогенератору и собрать электрическую цепь. Сам генератор крепится непосредственно к мачте. В цепь генератора следует подключить аккумулятор. Нагрузка должна подключаться проводами с сечением не менее 2,5 кв.мм. Если возникнет в этом необходимость, то можно поставить преобразователь постоянного тока в переменный. Для регулировки скорости вращения ветряного колеса можно поэкспериментировать с изгибом лопастей.

Следует учесть, что даже если ветрогенератор будет собран и настроен правильно, при неправильном выборе высоты его установки эффективность выработки электрической энергии будет стремиться к нулю. Если ветряк будет иметь высоту мачты 18-20 м, скорость ветра в среднегодовом значении может быть увеличена на 20-30%. Это значит, что выработка электроэнергии увеличится в полтора-два раза.

Предостережения

Любой ветрогенератор является механическим прибором. При его использовании необходимо соблюдать меры предосторожности. Даже слабо вращающиеся лопасти, вырезанные из бочки, могут нанести очень сильный удар. А если кромки лопастей будут иметь заусеницы или острые края, то такой удар может оказаться даже смертельным.

Ветряк регулярно следует проверять внешним осмотром и осматривать его вращающие детали на наличие повреждений и отсутствие ржавчины. В зимнее время лопасти и несущие трубы необходимо очищать от снега и льда во избежание их отрыва.


Дата публикации: 21 июня 2019

Ветер обладает огромной разрушительной силой, которую, при грамотном подходе, можно использовать в мирных целях. Например, для получения бесплатной электроэнергии с помощью ветрогенератора – несложного по конструкции устройства, неизменно демонстрирующего высокую эффективность и соответствие требованиям безопасности. Обычному ветряку вполне под силу обеспечить электроэнергией небольшой дом или один-два энергоемких прибора. Чтобы не тратить деньги на покупку ветрогенератора через Интернет, попробуйте собрать его своими руками из металлической бочки. Тем более что эта задача не требует крупных расходов и много времени на установку и настройку ветряка.

Как работает ветряк из бочки

Конструкция устройства проста: на трубу насажено колесо с лопастями, которое приводится в движение силой ветра. Для передачи крутящего момента на вал генератора в устройство встроен редуктор. Инвертор преобразует постоянный ток в переменный, который затем подается к точкам потребления – подключенным в сеть приборам и бытовой технике. При условии взаимной сочетаемости элементов по рабочим параметрам такой ветряк из бочки на удивление работоспособен, поставляя на объект необходимое количество электроэнергии и снимая часть нагрузки на сеть.

Принцип действия ветрогенератора основан на вращении лопастей, запускаемых в действие ветром средней или значительной силы. Через редуктор вращение передается на вал генератора, где происходит трансформация механической энергии в электрическую. Мощность устройства определяют такие параметры, как размер колеса с лопастями, сила ветра и высота мачты. Чем выше перечисленные параметры, тем мощнее конструкция ветряка, и тем больше электроэнергии поступает на объект к конечному потребителю.

В зависимости от направления вращения различают ветрогенераторы с вертикальной или горизонтальной осью вращения. Сконструировать первые значительно проще и дешевле, поэтому ниже будет рассмотрен именно этот вариант.

Из каких материалов собрать своими руками ветряк из бочки

Лопасти ветрогенератора могут иметь размеры от 50 см до 6 м. Для их изготовления вполне достаточно обычной металлической бочки объемом 50-100 л из стального или алюминиевого сплава. Как правило, конструкции таких бочек имеют значительную прочность и жесткость. Тем более что их нередко применяют для транспортировки горюче-смазочных материалов, где использование прочной тары обусловлено требованиями техники безопасности. Также потребуется труба для установки лопастной конструкции, генератор автомобиля, крепежи и металлический профиль небольших размеров для взаимного крепления элементов ветряка.

Последовательность изготовления вертикального ветряка из бочек

На первом этапе необходимо изготовить и установить лопасти. Для этого на боковой поверхности бочки делаются вертикальные прорези по количеству элементов. Так, если их планируется четыре, выполняется пять разрезов на расстоянии, равном ширине лопасти. Округлая поверхность каждого элемента требует дополнительного улучшения для приобретения требуемых аэродинамических характеристик. Поэтому передний и задний срез лопастей немного изгибается, чтобы ускорить вращение конструкции. Здесь важно не переусердствовать, чтобы при сильном ветре ветряк не погнулся от огромной нагрузки и не слетел с креплений.

Если форма лопастей требует некоторой корректировки, ее можно выполнить деревянным молотком, слегка постукивая по гибкому металлу. Количество вращающихся элементов может составлять от двух до шести, в зависимости от желаемой мощности устройства. Готовые лопасти устанавливают на колесо, надежно фиксируют винтовым или заклепочным соединением. Затем конструкцию надевают на заранее подготовленную металлическую трубу, установленную вертикально. Важно тщательно рассчитать количество и расположение точек крепления, чтобы упростить последующую настройку вращения ветряка.

Для превращения механической энергии вращения лопастей в электрическую будет использован автомобильный генератор с ротором, соответствующим средней силе ветра. Чем выше его скорость, тем больше должен быть диаметр ротора. Все перечисленные элементы подключают и проверяют в работе, раскрутив лопасти. Важно протестировать ветряк до момента установки, чтобы сразу внести в конструкцию необходимые изменения и монтировать полностью работоспособное устройство.

Установка вертикального ветряка из бочек

Монтаж готового генератора выполняется на прочном бетонном фундаменте с фиксацией в трех точках для максимальной устойчивости конструкции. Важно выбрать для установки ровное место с плотным стабильным грунтом, не склонным к осыпанию. Значение также имеют климатические условия региона, в частности – сила и направление ветра. После застывания бетона можно устанавливать мачту – вкопать ее в грунт и надежно зафиксировать растяжками.

Чтобы получить максимальное количество ветровой энергии, требуется поднятие мачты на высоту до 20м. Такое решение позволяет ветрогенератору работать в условиях ветра на 20-30% сильнее, чем на уровне земли. Таким образом, количество выработанной электрической энергии удастся увеличить в 1,7-2 раза.

Подключение ветряка из бочки

После установки остается подключить устройство к генератору, руководствуясь правилами монтажа электрической цепи. Генератор крепится непосредственно к мачте, где установлен ветряк, и к нему подключается аккумулятор для накопления и «хранения» выработанной электроэнергии. Для исключения короткого замыкания монтировать ветряк необходимо с применением проводов сечением от 2,5 кв.мм и выше. Если рабочие параметры устройства при тестировании оказались ниже, можно подключить в цепь преобразователь постоянного тока в переменный.

Обратите внимание

Сила вращения генератора при среднем и сильном ветре достаточно велика. Поэтому находиться возле работающего устройства небезопасно. Удар лопасти может быть очень сильным и причинить серьезные травмы. Кроме того, важно тщательно обработать металлические края лопастей, чтобы на них не было острых заусенцев и углов.

Особое значение для работоспособности устройства имеет его периодический осмотр на предмет ослабевания крепежей и разрушения металлических элементов под действием коррозии. Зимой необходимо тщательно очищать лопасти от снега и наледи, чтобы значительная весовая нагрузка не стала причиной их деформации и отрыва от колеса.

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Полтавчанин смастерил вертикальный ветрогенератор из б/у бочек

Истории

17 февраля 2018, 12:21

Полтавчанин смастерил вертикальный ветрогенератор из б/у бочек

Полтавчанин Виталий Майборода смастерил вертикальный ветрогенератор. С его помощью можно бесплатно получать до 200 кВт/часов электроэнергии в месяц, а также отапливать помещение. За основу ветряка предприниматель взял две 200-литровые б/у бочки.

Их разрезал пополам и установил одна над другой под углом 90 градусов. Держится конструкция на металлической оси и подшипниках. Также к системе подключены автомобильный генератор на 24 вольта, аккумуляторы, контроллер, преобразователь напряжения. Высота изделия составляет 2,5 м, ширина — 1,3 м.

«Выбрал именно вертикальный ветрогенератор, потому что он работает при небольшом ветре — 3-5 м/с. Горизонтальные модели более производительные, но нуждаются в скорости ветра от 7 м/с. В моей местности такие ветры бывают редко», — сказал Виталий Майборода.

По его словам, на покупку всех элементов ветряка понадобится от 8 до 12 тыс грн. Заводские ветрогенераторы украинского производства стоят более 45 тыс грн.

«При разработке собственной ветровой электростанции важно учесть общую потребляемую мощность приборов, которыми планируете пользоваться. Если выходная мощность инвертора 2 кВт, то одновременно сможете пользоваться, например, компьютером, телевизором и освещением. Но при этом не включите стиральную машинку, которая требует мощность в 3 кВт. То есть инвертор должен быть соответствующей мощности. Емкость батареи тоже надо рассчитать — чтобы энергия в аккумуляторе накопилась на несколько дней и не было перебоев, когда ветер вообще стихает», — пояснил полтавчанин.

Чтобы отапливать помещение ветрогенератором, предложил не собирать энергию в аккумуляторе. Вместо этого направить ее к электрическому ТЭНу, который предварительно вставить в чугунную батарею.

«На 10 секций достаточно ТЭНа мощностью до тысячи ватт. Если установку сделать мощнее, производимой электроэнергии хватит для отопления квартиры или частного дома», — добавил Майборода.

Он уверяет, что для электрической независимости будет оптималльним сочетание ветровой и солнечной электростанций.

Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber

Самодельный ветрогенератор, ветряк,ветряная мельница | ВЕТРОДВИГ.RU


Современные ветрогенераторы стоят подороже дизельных или бензиновых агрегатов подобной мощности, но у них имеется один большущий плюс — за применяемое для питания » топливо » не необходимо выплачивать, так как ветер покуда никто не додумался продавать, в отличие от товаров нефтепереработки. В данной статье мы попробуем обрисовать как самому можно выстроить маленький самодельный ветрогенератор с вертикальной осью вращения( это легче изготовить, чем выстроить своими руками ветрогенератор с горизонтальной осью вращения). Схема такового рукодельного ветрогенератора схожа на схему классического анемометра( устройства для измерения скорости ветра).

Один из главных частей ветрогенератора — это его лопасти, какие можно изготовить, к примеру, из алюминиевой бочки имеет неплохую твердость, или дешевого материала — пластмассовой бочки. Емкость таковой бочки должна быть приблизительно 100 л.( +50 л.), в зависимости от такого, какая мощность ветрогенератора вам нужна, так как емкость напрямую зависит от поперечника и вышины бочки. Выбрав железную или пластиковую бочку сейчас нам необходимо станет рвать из нее легкомысленное колесо, что мы просто создадим за некоторое количество минут с поддержкой обыкновенной болгарки. Сначала мы создадим прорези на побочный поверхности бочки( см. набросок), а потом осторожно отогните передние и задние кромки лопастей на подходящий нам угол.

Количество лопастей ветряного колеса может существовать разнообразной( 2 и наиболее). Как ось ветряного колеса разрешено применять, к примеру, кусок трубы или арматуры. Снять энергию с вертикального ветряного колеса не представляет особенных заморочек, даже без внедрения сварки для соединения деталей. Для передачи энергии разрешено применять, к примеру, ремень, велоцеп или ролик с резиной. Как генератор электроэнергии разрешено применять, к примеру, пригодный по мощности мини-электродвигатель на неизменных магнитах или велосипедный или мотоциклетный генератор. Можно смонтировать обычный раздражитель генератора на неизменных магнитах напрямик на дне бочки или на оси ветряного колеса. Вертикальная методика рукодельного ветряного генератора дозволяет без заморочек осуществить кривошипный устройство и снабдить возвратно-поступательное перемещение исправного механизма.

Например, в кривошипа разрешено » привлекать » поршеньковый или мембранный насос. Не исключается и кулачковая два, к примеру кулачок-бензонасос, или кулачок и прямолинейный электрогенератор, т. е. шпулька — магнит и т. д. и т. п. Можно выдумать очень много вариантов применения старенькых бочек для производства ветрогенераторов, к примеру, см последующие две схемы: а — из одной бочки, б — из 2-ух бочек. Любой отрывок бочки — это уже готовая лопасть ветрогенератора, которую даже не необходимо выгибать. Соединять их разрешено на винтах — саморезах, болтика или заклепках. Нагрузка на подробности в маленьком ветрогенераторе незначительны. Вариантов вырезания лопастей из бочек и соединения их в пространственные конструкции может существовать большое очень много — стороны разрешено кромсать вдоль, поперек и наискосок. Наличие сварочного аппарата делает способности в резцы форы лопастей ветрогенератора безграничными. Из фрагментов бочки разрешено выстроить целый узнаваемый и новейший вид самодельных ветряных роторов.

Малогабаритный самодельные ветрогенератор разрешено применять для зарядки аккумуляторов, питания электрических устройств, аэрации водоемов, работы осветительных устройств, подачи и обогрева воды, вентиляции помещений, сушки древесины, аэрации водоемов и т. д., в местах, удаленных от неизменных источников энергии( на пастбище, огороде, пограничной заставе и т. п.). Небольшой ветрогенератор с вертикальным колесо может существовать элементарно привязан к бревну. Следует держать в голове, что любой передвигающийся устройство представляет угроза и даже маленький рукодельный ветрогенератор при порыве ветра может нанести своими лопастями удар большущий силы, потому все острые кромки подробностей
ветрогенератора обязаны существовать кропотливо притуплены.

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Похожее

Самодельные ветрогенераторы своими руками: вертикальные, горизонтальные

Устройство ветрогенератора



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

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

Как собрать ветрогенератор своими руками

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

Например, популярна следующая модель ветроустановки на постоянных магнитах.

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

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

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

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

С чего начать?

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

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

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

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

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

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


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

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

Изготовление лопастей из бочки.


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


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

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

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

Супер ротор Savonius! — Возобновляемая энергия

Все мы знаем, как выглядят ветряные зарядные устройства, или мы? В этой статье Майкл Хаклеман представляет очень эффективное устройство энергии ветра, которое большинство из нас никогда не видели и даже не слышали. Савониус, или S-ротор, был представлен в этой стране еще в 1924 году, но столкнулся с жесткой конкуренцией со стороны уже усовершенствованной ветряной мельницы с несколькими лопастями и «более захватывающего» высокоскоростного пропеллерного генератора. Теперь Earthmind — исследовательский центр фермерских хозяйств в Калифорнии, специализирующийся на экспериментах с альтернативными источниками энергии — очень впечатляюще возродил S-образный ротор.

С возвращением на землю и с тем, что поселенцы скоро станут потребностью каждого в источнике энергии, отличном от Con Ed, пришло время пересмотреть производство электроэнергии с помощью энергии ветра, и многие из нас делают это. только то. Однако до сих пор был доступен только один тип ветряных зарядных устройств: пропеллерный генератор или генератор переменного тока. (Такие установки раньше назывались «мельницами Стюарта», и я счел удобным использовать этот термин в этой статье.)

Стойки, которые вращают генераторы на обычных ветряных установках, различаются по количеству лопастей (две, три или четыре ) и сложностью их аэродинамических поверхностей.Однако, несмотря на различия, нижний предел ценового диапазона даже для построенных собственниками мельниц Stuart упорно колеблется в районе 400 долларов плюс.

Здесь, в Earthmind, мы пытаемся преодолеть этот ценовой барьер, экспериментируя с малоизвестным альтернативным ветряным устройством, которое является недорогим, простым в сборке и имеет несколько других явных преимуществ по сравнению с мельницей Стюарта в общих характеристиках и безопасности. операции. Это ротор Савониуса, который часто называют S-ротором из-за его внешнего вида.

Ротор Савониуса легко изготовить: просто разделите цилиндр поровну по его длине, смещайте половинки на расстояние, равное радиусу исходной формы, и прикрепите сегменты к концевым пластинам на ширину нового диаметра (см. Рис. Галерея изображений). Затем вставьте стержень в центр узла, зафиксируйте его концы в подшипниках, и устройство будет вращаться под действием ветра. Если вы используете для своего ротора безалкогольные напитки, пиво или другие небольшие банки, у вас будет игрушка, но начните с 55-галлонных бочек, поставленных друг на друга по три (не совпадающих по фазе друг с другом), и даже при низкой скорости ветра мощность от вашего творение вас удивит.

Вы будете еще больше удивлены производительностью S-образного ротора по сравнению с мельницей Stuart. Если бы оба были испытаны в аэродинамических трубах, конструкция Савониуса выглядела бы хуже, но при нормальных наружных условиях результаты почти обратятся. Чтобы понять, почему, вам нужно некоторое представление о природе движущихся воздушных масс.

Есть два основных типа ветра: [1] «преобладающий» (или «частый») и [2] «энергетический». Первый дует в среднем пять дней из семи в данном районе, второй — только два.Тем не менее, энергетические ветры, которые возникают только 35 процентов времени, обеспечивают 75 процентов энергии, доступной от движущихся воздушных масс в течение одного месяца.

Энергетические ветры приходят в основном в виде порывов ветра, которые «двигаются» на преобладающем бризе, но обычно отклоняются от него по направлению на 15-70 градусов. Практическое значение этого факта можно продемонстрировать, поместив мельницу Стюарта и S-ротор рядом на постоянном ветру. Внезапно порыв ветра, и пропеллерный агрегат влетает в него.Затем, когда затяжка умирает, хвост ветряной установки медленно перемещает вентилятор обратно против преобладающего ветра. Между тем, S-образный ротор просто ускоряется в потоке воздуха и замедляется, когда скорость падает.

Вот в чем суть: мельнице Стюартов нужно было время, чтобы выровняться сначала с порывом, а затем с устойчивым ветром, и в результате они не могли использовать большую часть своей силы. S-образный ротор, который не должен был качаться или «гусениться», был способен поглощать всю мощность обоих. Фактически, одним из главных достоинств конструкции Савониуса является то, что она может в любой момент поднять ветер с любого направления.

Эта же характеристика также дает S-образному ротору большое преимущество в долговечности. При устойчивом низкоскоростном ветре раскачивание мельницы Стюарта механически приемлемо, но на более высоких скоростях это отдельная история. Вращающийся пропеллер — это всего лишь один большой гироскоп, и его постоянная настройка на направление движущегося воздуха оказывает огромные силы. В результате «гироскопической вибрации» многие винты, генераторы и башни рухнули на землю. Не отслеживающий аппарат Савониуса таких проблем не испытывает.

Но даже если S-образный ротор вырвется, он не упадет далеко. В отличие от обычной ветряной установки, которая вращается горизонтально и устанавливается вместе с генератором на вершине башни, устройство Савониуса вращается вокруг вертикальной оси. Это означает, что его генератор может быть установлен на земле или рядом с ней. Это также означает, что не башня, а только столб с растяжками. Подумайте об этом: легкий доступ к генератору, легкое опускание агрегата и легкое перемещение, все без затрат на сложную опорную конструкцию!

Если вы посмотрите на два агрегата в действии бок о бок, вы заметите еще одно важное отличие: S-образный ротор вращается очень медленно, всего за один оборот для восьми мельниц Стюарта.Однако, если вы считаете, что скорость необходима для работы ветряного зарядного устройства, подумайте еще раз. Конечно, обычная ветряная установка для работы должна достигать высоких оборотов, но S-ротор, который представляет в 10-20 раз большую площадь поверхности движущейся воздушной массе, развивает такую ​​же мощность при низких скоростях вращения.

Кроме того, из-за относительно низкой скорости вращения завода в Савониусе его выходная мощность должна быть увеличена с помощью некоторых довольно высоких передаточных чисел, чтобы генератор переменного тока работал достаточно быстро, чтобы производить значимое количество электроэнергии.Но что с того? Такие передаточные числа не создают проблем с повторным запуском для S-ротора (как они это делают для блока с пропеллером) и вполне практичны для машины Савониуса.

S-образный ротор имеет еще одно преимущество перед мельницей Стюарта. Более быстро вращающиеся лопасти второй конструкции должны быть хорошо спроектированы и сбалансированы для работы на таких скоростях. Поскольку у немногих есть инструменты или ноу-хау для этого, крыловые профили (или весь винт) часто покупаются по высокой цене. В отличие от этого, более медленно движущийся S-ротор требует минимальной балансировки или вообще не требует ее, а его «крылья» могут быть сконструированы довольно просто и легко:


Наконец, есть еще одна особенность устройства Savonius, которая не видна глазу, но которая была обнаружена в предварительных испытаниях прототипа Earthmind: S-ротор может начать заряжать 12-вольтовые батареи при скорости ветра ниже 7 — минимум миль в час, требуемый «нормальной» винтовой установкой.Наша установка успешно работала на скорости 6 миль в час, и мы полагаем, что некоторая модификация ротора снизит необходимую скорость до 5 миль в час. Мы продолжаем наши исследования этой возможности в интересах людей, которые живут в районах с низкой средней скоростью ветра и которые, возможно, не смогут использовать системы типа мельницы Стюарта.

Мы адаптировали нашу конструкцию и к другой крайности, установив спойлер с центробежным приводом для замедления вращения S-образного ротора при очень высоких скоростях ветра. Отдельный датчик (также механический) используется для ограничения или отключения тока возбуждения. к генератору в случае очень сильного ветра или его отсутствия.

Результаты наших испытаний прототипа S-ротора были настолько обнадеживающими, что мы недавно построили гораздо больший блок из трех бочек емкостью 55 галлонов. Мы оцениваем производительность обеих версий с помощью системы сбора данных, которая автоматически активируется датчиком каждый раз, когда скорость ветра превышает 3 мили в час. Наше испытательное оборудование также записывает информацию с отдельного указателя скорости и направления ветра.

С помощью наших регистраторов данных мы собрали некоторые цифры, чтобы показать, какую мощность может выдавать ротор Савониуса.Мощность такой ветряной установки, конечно, во многом зависит от вашего выбора генератора переменного тока, поэтому я перечисляю наши результаты для устройств с тремя номиналами: 45 А (очень часто), 60 А (немного сложнее найти, но там, если вы действительно посмотрите) и 130-амперный (который можно найти в коммерческих автомобилях или в легковых автомобилях, таких как Cadillac El Dorado). Я включил пиковую мощность, которую могут обеспечить установки, и нормальную мощность, которую вы можете ожидать, если вы живете в районе, например, со средней годовой скоростью ветра 8 миль в час. Данные приведены как для нашего прототипа S-ротора, так и для нашего большого нового ротора. Ед. изм.

Если вам интересно, почему у большого S-образного ротора такая высокая выходная мощность, ответ заключается в том, что мы подключили к нему четыре генератора переменного тока. Обычно достаточно двух, но мы добавили еще два в качестве тормозов. Таким образом, когда обычные ветряные устройства должны были бы отключиться из-за опасно высокой скорости ветра, наше устройство может продолжать потреблять столько энергии, сколько может обеспечить несущаяся масса воздуха.

Цена на всю эту мощность на удивление невысока. Поскольку S-ротор может быть изготовлен из легкодоступных материалов, его стоимость почти всегда будет меньше 100 долларов (без учета батарей или инвертора.Последний, если требуется, тот же тип, что используется в обычной системе.) Мы намеренно закупили все детали, которые вошли в наш прототип — генератор переменного тока, шестерни и цепь, подшипники, трубу, шток, винты, болты, рым-болты, растяжку. , талрепы, краска и морилка (плюс разные пружины, проволока и т. д.) — и потрачено всего 103 доллара. Наш второй, более крупный ротор стоил вдвое меньше, потому что у нас уже было большинство необходимых деталей, кроме подшипников, шестерен и цепи.

Я исключил батареи из своей оценки затрат, потому что выбор типа и размера аккумуляторов для использования в этой или любой ветроэнергетической системе — это вопрос, требующий много размышлений.Я считаю, что Джим Сенсенбо (март / апрель 1973 г.) является хорошим аргументом в пользу своего решения купить никель-кадмиевые (никель-кадмиевые), и я тоже их рекомендую. Однако на первых порах мы остановимся на свинцово-кислотных аккумуляторах из-за специальной недорогой сделки, которую мы смогли заключить с местной авторемонтной мастерской. (Бывшие в употреблении батарейки, как и мусор, являются растущим ресурсом.)

Наша система зависит от сотрудничества с парнем, который управляет двором (мы даем ему залог в размере 10 долларов США, чтобы застраховать его, что его не ограбят).Работа нашего друга — проверять входящие батареи и звонить нам, когда у него есть емкость 100 ампер-часов или выше. Мы берем устройство и оставляем его на неделю для тщательных испытаний с помощью ареометра, тестера напряжения ячеек, зарядного устройства и фиктивной нагрузки, которая разряжает устройство с известной скоростью.

Если батарея проверяет исправность, мы платим за нее дворнику 2 доллара США. В противном случае мы возвращаем его на утилизацию через его обычную торговую точку (которая платит всего 1,25 доллара США). Нам нужно десять из 12-вольтных накопителей для нашей системы, и мы получаем их все за 20 долларов.00 плюс 5,00 долларов США от первоначального депозита, который поступает дилеру, если он найдет нам нашу квоту в течение определенного периода времени. Если он этого не сделает, мы заберем 10 долларов. Продавец не может проиграть и часто выигрывает, и мы всегда получаем хорошую батарею без риска и по низкой цене.

Правильный уход и использование свинцово-кислотного аккумулятора — если он в хорошем состоянии для начала — продлит срок службы аккумуляторной батареи во много раз по сравнению с тем же аккумулятором в автомобиле. Это касается всех типов: даже никель-кадмиевые батареи не прослужат долго, если они не будут правильно заряжены, разряжены и обслуживаются.

НАСОС S-РОТОРА
Хотя я описал ротор Савониуса только как генератор электроэнергии, это же устройство уже давно применяется для перекачивания воды. Мы особенно довольны разработанной в Канаде насосной системой с S-образным ротором, разработанной Исследовательским институтом Брейса, Колледжем Макдональда Университета Макгилла, Сент. Анн де Бельвю 800, Квебек, Канада.


Первоначально опубликовано: март / апрель 1974 г.

Масляный барабан | Реальные испытания малых ветряных турбин в Нидерландах и Великобритании


12 малых ветряных турбин протестированы в Нидерландах

Голландская прибрежная провинция Зеландия (очень ветреное место) разместила двенадцать таких разрекламированных машин в ряд на открытой равнине (рисунок выше).Их выработка энергии измерялась за период в один год (1 апреля 2008 г. — 31 марта 2009 г.). Средняя скорость ветра за эти 12 месяцев составляла 3,8 метра в секунду (подробнее о скорости ветра позже).

Сломались три ветряные турбины. Найдите разочаровывающие результаты других ниже. (Исходные результаты тестирования здесь, pdf на голландском языке.)

— Energy Ball v100 (4304 евро): 73 кВтч в год, что соответствует средней мощности 8,3 Вт
— Ampair 600 (8925 евро): 245 кВтч в год или средняя мощность 28 Вт
— Turby (21350 евро) : 247 кВтч в год или средняя мощность 28.1 Вт
— Airdolphin (17 548 евро): 393 кВт / ч в год или средняя мощность 44,8 Вт
— WRE 030 (29 512 евро): 404 кВт / ч в год или средняя мощность 46 Вт
— WRE 060 (37 187 евро): 485 кВтч в год или средняя мощность 55,4 Вт
— Passaat (9239 евро): 578 кВтч в год или средняя мощность 66 Вт
— Skystream (10742 евро): 2109 кВтч в год или средняя выходная мощность 240,7 Вт
— Монтана (18 508 евро): 2691 кВт / ч в год или средняя выходная мощность 307 Вт.

Имейте в виду, что эти ветряные турбины будут работать значительно хуже в населенных пунктах.

47 ветряных турбин для домашнего хозяйства

Среднее голландское домохозяйство потребляет 3 400 кВтч в год. Ниже приведено количество ветряных турбин и их общая стоимость, необходимые для питания голландского домохозяйства, полностью использующего энергию ветра:

— Energy Ball: 47 ветряных мельниц (202 288 евро)
— Ampair: 14 ветряных мельниц (124 950 евро)
— Turby: 14 ветряных мельниц (298900 евро)
— Airdolphin: 9 ветряных мельниц (157932 евро)
— WRE 030: 9 ветряных мельниц (265 608 евро)
— WRE 060: 7 ветряных мельниц (260 309 евро)
— Passaat: 6 ветряных мельниц (55 434 евро)
— Skystream: 2 ветряные мельницы (21 484 евро)
— Монтана: 2 ветряные мельницы (37 016 евро)

Среднее американское домохозяйство потребляет почти в 3 раза больше электроэнергии, чем голландское.Просто умножьте приведенные выше цифры на три.

Диаметр ротора

На первый взгляд результаты показывают, что конструкция ветряной турбины имеет значение. Однако если совместить эти цифры с диаметром ротора, становится ясно, что концепция малых ветряков в корне ошибочна. Турбины, получившие наибольшее количество баллов, просто самые большие:

— Energy Ball: 1 метр
— Ampair: 1,7 метра
— Turby: 2 метра
— Airdolphin: 1.8 метров
— WRE 030: 2,5 метра
— WRE 060: 3,3 метра
— Пассаат: 3,12 метра
— Skystream: 3,7 метра
— Монтана: 5 метров

Ветряные турбины с диаметром ротора 4 или 5 метров не подходят для большинства крыш, и их нелегко интегрировать в застроенную среду.

Размер имеет значение

Голландский эксперт по ветроэнергетике Яап Лангенбах отмечает, что недалеко от полигона стоит (относительно) большая ветряная турбина с диаметром ротора 18 метров.Он вырабатывает 143 000 кВтч в год или среднюю выходную мощность 16 324 Вт. Он может питать 42 голландских дома. Эта большая ветряная турбина стоит ненамного больше, чем все маленькие ветряные турбины вместе взятые (если быть точным, на 17 процентов больше, или 190 000 евро), но она дает почти в 20 раз больше энергии. Это снижает стоимость до 4523 евро на домохозяйство, что в 8 раз экономичнее, чем малая ветряная турбина с лучшими характеристиками (и в 45 раз дешевле, чем малая ветряная турбина с худшими характеристиками).

Если вы удвоите диаметр ротора ветряной турбины, лопасти охватят площадь, которая в четыре раза больше.Затраты на материалы удваиваются, но доход увеличивается в четыре раза. Чем больше диаметр ротора, тем больше энергии вы получаете за свои деньги и за вложенную энергию. И, конечно, наоборот.

Сомнения в скорости ветра

Описанные выше результаты тестов могут дать слишком радужную картину производительности машин. После публикации результатов некоторые голландские эксперты в области энергетики выразили сомнения относительно измеренной средней скорости ветра 3,8 метра в секунду.Ведь согласно карте ветров Нидерландов средняя скорость ветра в Зеландии (на высоте десяти метров) составляет 6 метров в секунду.

Йерун Харингман определил, что измерения других ветряных турбин в том же районе за тот же период были немного выше среднего. Йерун ван Агт сообщил, что метеостанция голландской метеорологической службы, расположенная в 14 километрах от полигона, измерила скорость ветра 6 метров в секунду. Столкнувшись с этой информацией, организаторы испытаний ответили, что заявленная скорость ветра на полигоне была «только ориентировочной».Если скорость ветра в этом месте действительно превышала 3,7 метра в секунду, то производительность машин сильно завышена.


26 малых ветряных турбин протестированы в Великобритании

В реальных испытаниях 26 малых ветряных турбин в Великобритании использовался другой подход, и поэтому они являются интересным дополнением к результатам, полученным в Нидерландах. В рамках проекта Warwick Wind Trials Project была собрана информация о производстве электроэнергии 5 различными машинами в 26 точках по всей Великобритании с октября 2007 года по октябрь 2008 года.Результаты были опубликованы в январе 2009 года.

Машины были размещены в застроенной среде. Половина крепилась к фасаду или к крыше одноквартирных домов; другая половина была прикреплена к крышам многоквартирных домов. В отличие от голландского теста, цель заключалась не в исследовании того, как машины работают по отношению друг к другу, а в том, насколько хорошо или плохо маленькие ветряные турбины работают в конкретной среде.

Максимальная мощность турбин при испытании по данным производителя составила:

78 кВтч в год

Среднее производство электроэнергии всеми 26 машинами составило 78 кВтч в год на одну ветряную турбину.Это соответствует средней мощности 8,9 Вт. Это означает, что турбины в среднем достигают менее 1% (фактически 0,85%) от максимальной мощности, заявленной производителями. Для больших ветряных турбин процент максимальной достигаемой мощности составлял от 10% до 30%. Как уже упоминалось выше, половина малых ветряных турбин была размещена на крышах многоквартирных домов.

Технические проблемы и поломки

Если не учитывать время, в течение которого машины не работали из-за технических проблем или технического обслуживания, средняя выработка возрастает до 230 кВтч в год (или средняя мощность 26 Вт).В этом случае машины достигают 4,15% от максимальной производительности (от 0,29% до 16,54%, в зависимости от местоположения). Конечно, это теоретическая цифра, поскольку технические проблемы и обслуживание действительно влияют на производительность. В отличие от солнечных батарей, ветряные турбины состоят из движущихся частей.

Две машины потеряли парус, одна машина потеряла хвост. Это не совсем желательные свойства в застроенной среде. Одна турбина повредила фасад дома (по вине установщика, а не производителя).

Местоположение имеет значение

Самая производительная машина, установленная на вершине жилого дома высотой 45 метров, расположенного на холме, вырабатывала 869 кВтч в год (средняя мощность 99 Вт). Машина с худшими характеристиками, прикрепленная к фасаду одноквартирного дома, выдавала 15 кВтч в год (средняя мощность 1,7 Вт). Эти результаты ясно показывают, что местоположение имеет решающее значение. Лучше всего расположенные турбины вырабатывают столько электроэнергии за один месяц, сколько другие турбины выдают в течение всего года.

Шумовое загрязнение

К сожалению, самые эффективные машины пришлось отключить из-за жалоб жителей на шумовое загрязнение. Шумовое загрязнение было неожиданной проблемой.

Потребление электроэнергии и воплощенная энергия

В исследовании Великобритании также приводятся данные о потреблении электроэнергии электроникой, используемой в ветряных турбинах. В среднем это составляет всего 29 кВтч на ветряную турбину в год (варьируется от 3 кВтч до 136 кВтч в год, в зависимости от машины).Это означает, что некоторые небольшие ветряные турбины потребляют больше электроэнергии, чем доставляют. И тогда мы даже не говорим об энергии, необходимой для производства машин: согласно отчету UK Carbon Trust «Малая ветровая энергия: политические идеи и практические рекомендации», ветровые турбины в городских условиях почти всегда окупаются за счет энергии. более 20 лет. Гарантия на большинство малых ветряных турбин составляет от 2 до 5 лет.

В отчете Великобритании содержится предупреждение о том, что агрессивный и вводящий в заблуждение маркетинг производителей в сочетании с доверчивостью потребителей и властей может нанести ущерб репутации ветроэнергетики, в том числе имиджу больших ветряных турбин, которые действительно обеспечивают привлекательное производство электроэнергии и время окупаемости.

Статьи по теме из журнала Low Tech

http://www.lowtechmagazine.com/2009/04/small-windmills-test-results.html

http://www.lowtechmagazine.com/2008/09/urban-windmills.html

http://www.lowtechmagazine.be/2009/05/testresultaten-kleine-windturbines.html

http://www.lowtechmagazine.be/2008/07/energy-ball.html

Ветровые турбины с вертикальной осью Преимущества и недостатки

Когда люди думают о ветряных турбинах, они часто представляют себе широкие роторы системы с горизонтальной осью.Ветряная турбина с вертикальной осью (VAWT) имеет лопасти, установленные на верхней части конструкции главного вала, а не спереди, как у ротора самолета. Генератор обычно размещается у основания башни.

Применяемые реже, чем их горизонтальные аналоги, VAWT более практичны в жилых районах. Две распространенные конструкции включают турбину, которая напоминает две половинки барабана емкостью 55 галлонов, каждая из которых установлена ​​на вращающемся элементе (ротор Савониуса), и меньшую модель, которая чем-то похожа на взбиватель для яиц (модель Дарье).Чаще используются модели Савониуса, которые пропускают воздух через ступицу для вращения генератора; турбина вращается за счет момента вращения, когда воздух проходит через лопасти.

Устройство имеет два или три ножа и может быть короче и ближе к земле, чем горизонтальная система. Giromill также имеет конструкцию взбивания яиц, но имеет два или три прямых лезвия на вертикальной оси. Спиральные лопасти составляют еще одну конструкцию, напоминающую структуру, подобную ДНК. В общем, ветряные турбины с вертикальной осью имеют свои преимущества и недостатки по сравнению с альтернативными конфигурациями.

Преимущества VAWT

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

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

К другим преимуществам относятся:

  • Безопасность рабочих: обслуживающему персоналу не нужно подниматься так высоко, чтобы добраться до частей башни. Мало того, что VAWT короче. У них также есть основные компоненты, расположенные ближе к земле. Обслуживание генераторов, редукторов и большинства механических и электрических частей конструкции не требует масштабирования башни, поскольку они не установлены сверху.Подъемное оборудование и альпинистское снаряжение тоже не нужны.

  • Масштабируемость: конструкция может быть уменьшена до небольших размеров, даже таких, как та, которая уместится на городской крыше. В городах может не хватить места для всех технологий возобновляемой энергии, но вертикальные турбины представляют собой жизнеспособную альтернативу углеводородным источникам энергии.

Кроме того, VAWT:

  • Дешевле в производстве, чем турбины с горизонтальной осью.

  • Более простой в установке по сравнению с другими типами ветряных турбин.

  • Можно переносить из одного места в другое.

  • Оснащен ножами с малой скоростью вращения, что снижает риск для людей и птиц.

  • Работает в экстремальных погодных условиях, с переменным ветром и даже в горных условиях.

  • Допустимо там, где запрещены более высокие конструкции.

  • Работают тише, поэтому они не беспокоят людей в жилых районах.

Согласно Институту инженеров-механиков, ветряные турбины с вертикальной осью больше подходят для установки в более плотных массивах.Они в 10 раз короче горизонтальных моделей, их можно группировать в массивы, которые даже создают турбулентность от одной турбины к другой, что помогает увеличить поток вокруг них. Следовательно, ветер ускоряется вокруг каждого из них, увеличивая вырабатываемую энергию. Низкий центр тяжести также делает эти модели более устойчивыми для плавания в морских установках.

Основные преимущества перед горизонтальными турбинами

Вертикальная конструкция позволяет инженерам размещать турбины ближе друг к другу.Их группы не должны быть расположены далеко друг от друга, поэтому ветряная электростанция не должна занимать столько земли. Близость горизонтальных ветряных турбин друг к другу может создавать турбулентность и снижение скорости ветра, что влияет на производительность соседних агрегатов.

В отчете за 2017 год в журнале Journal of Renewable and Sustainable Energy , цитируемом Phys.org, отмечалось, что, хотя ветряные турбины с вертикальной осью вырабатывают меньше энергии на одну башню, они могут генерировать в 10 раз больше энергии по сравнению с сравнительная площадь земли при размещении массивами.

Недостатки VAWT

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

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

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

Вертикально или нет

Хотя они производят меньше энергии, чем горизонтальные турбины, ветровые турбины с вертикальной осью по-прежнему вырабатывают энергию и могут быть лучшим вариантом в зависимости от области применения.Они больше подходят для мест с ограниченным пространством и требуют меньшего количества проблем и рисков в обслуживании. Эта конструкция остается популярной, поскольку инженеры решают проблемы и находят применение в небольших установках, особенно в городских районах. Со временем у инженерных инноваций появится потенциал для повышения эффективности производства энергии VAWT и увеличения преимуществ, которые они могут предложить в различных приложениях.

Присоединяйтесь к революции чистой энергии! Узнайте о том, как ваш дом может получить выгоду от энергии ветра.

Лучшие ветряные турбины с вертикальной осью для дома в 2021 году

Уведомление об аффилированных лицах: как партнеры Amazon мы получаем плату за рекламу за соответствующие покупки. учить больше.

Если вы хотите привнести больше альтернативных источников энергии в свой образ жизни, возможно, вы подумаете о некоторых ветряных турбинах с вертикальной осью (VAWT), которые вы можете установить прямо на своей территории. Сегодня на рынке доступно множество небольших моделей ветряных мельниц с вертикальной осью, которые позволяют среднему домовладельцу получить доступ к собственному экологически чистому источнику энергии.

Лучшие вертикальные ветряные турбины — небольшие и простые в установке, с несколькими лопастями, которые будут вырабатывать энергию при слабом ветре. Сочетание стилей лопастей Дарье и Савонье максимизирует способность турбины к максимальному повышению эффективности, и ее можно найти на моделях MAKEMU. Лучшая ветряная турбина с вертикальной осью для покупки — это вертикальная турбина MAKEMU DOMUS. Он отлично подходит для домашнего использования. Он может генерировать до 1 киловатта энергии.

Если вы живете в районе, который регулярно улавливает хорошие порывы ветра, выбор ветряной турбины с вертикальной осью или ветряной мельницы будет для вас отличным выбором, поскольку он идеально подходит для домовладельцев и новичков в мире зеленой энергии.

В этой статье мы подробно рассмотрим каждый из лучших вариантов, чтобы помочь вам решить, какой из них лучше всего подходит для вас и вашего дома. Мы также обсудим, как вы можете построить собственное VAWT и насколько важно использовать наши природные источники энергии.

Эти модели, представленные ниже, имеют различные конструктивные особенности, мощность и напряжение ветряных мельниц, но все они подходят для новичков, желающих начать использование экологически чистой энергии в личных целях. Давайте посмотрим на некоторые из лучших вариантов.

№1. Вертикальная турбина MAKEMU DOMUS

Название MAKEMU Вертикальная турбина Dolmus
Мощность 500 Вт / 750 Вт / 1 кВт
Напряжение 110 В / 220 В
Дом

⭐⭐⭐⭐⭐

Рейтинг: 4,5 из 5.

Эта первая модель сочетает в себе ключевые элементы дизайна Дарье и Савониуса.В зависимости от ваших потребностей вы можете выбрать конструкцию с тремя лопастями или большую конструкцию с шестью лопастями. Каждая турбина поставляется с тремя или шестью лопастями Дарье и Савониуса. Эти разнообразные стили лезвий работают вместе, чтобы наиболее эффективно ловить ветер и давать вам наилучшие шансы использовать природную энергию на вашей собственности.

Этот продукт весит около 15,5 фунтов (7 кг), так что это приемлемый размер для всех, кто хочет начать установку турбины в домашних условиях. Он будет работать бесшумно и хорошо преобразовывать даже легкий ветер в настоящий материальный источник энергии, который вы можете использовать.

У этой модели есть вариации, из которых вы можете выбрать максимальную мощность. Для использования в меньших масштабах вы можете выбрать модель мощностью 500 Вт. Он также имеет мощность 750 Вт или 1000 Вт (1 кВт), что дает вам возможность выбрать более мощную турбину.

Обтекаемый и привлекательный дизайн, а его цена находится в среднем диапазоне. Это вложение, которое стоит около 1000 долларов, должно обеспечить хороший, долгий, надежный срок службы и надежную выработку энергии. MAKEMU — признанный производитель турбин, расположенный в Италии, и хороший выбор для первого бренда.

№ 2. Вертикальная ветряная турбина Pikasola

Имя Вертикальная ветряная турбина Pikasola
Мощность 200 Вт
Напряжение 12 В
Количество лопастей 5

⭐⭐⭐⭐⭐

Рейтинг: 4,5 из 5.

Эта милая маленькая красная турбина — отличный вариант для запуска.Это один из наиболее доступных вариантов, который стоит менее 300 долларов. Конструкция была разработана как для улавливания легкого ветра, так и для обеспечения безопасности оператора. Цвет ярко-красный для обеспечения видимости, а каждое из пяти лезвий покрыто нейлоновым волокном, что обеспечивает безопасность и аэродинамику.

Новичок может установить эту турбину, что делает ее еще одним отличным выбором для тех, кто только начинает заниматься ветроэнергетикой своими руками. Он доступен с различной мощностью и напряжением, и вы можете выбрать, какой из них лучше всего подходит для вашей собственности.

Несмотря на то, что он по-прежнему прочен, он не будет таким устойчивым к стихиям, как некоторые другие модели, которые мы увидим. Его предел составляет всего 200 Вт, поэтому он определенно лучше всего подходит для небольшого производства энергии. Это действительно хороший стартовый выбор, но если вы ищете более серьезную турбину с большей мощностью, продолжайте читать наш следующий выбор.

№ 3. Вертикальная турбина MAKEMU EOLO 3000

9032 9032 Назначение
Название MAKEMU EOLO 3000 Вертикальная турбина
Мощность 1кВт / 2кВт / 3кВт
Напряжение 110В / 220В
Дом

⭐⭐⭐⭐

Рейтинг: 3.5 из 5.

Если вы ищете что-то первоклассное, способное использовать больше энергии, эта модель EOLO от MAKEMU может быть идеальным вариантом для вас. Эта модель более прочная, и это первая модель, которую мы видели здесь, которая также может быть подходящей для ограниченного промышленного использования, а не только для проживания.

Однако вам придется рассматривать EOLO 3000 скорее как вложение. Поскольку его цена находится на более высоком уровне среди моделей, которые мы сравниваем здесь, около 4000 долларов, лучше всего хорошо знать свою собственность и скорость ветра и принять обоснованное решение, окупится ли этот тип турбины в конечном итоге для вас.

Если вам понравился звук модели MAKEMU Energy, о которой мы говорили ранее, эта версия EOLO также должна вам понравиться. Он использует аналогичную комбинацию конструкций Дарье и Савониуса для наиболее эффективного улавливания ветра. Однако, в отличие от MAKEMU, в его конструкции 6 клинков Дарье и 12 клинков Савониуса.

Эта модель не такая гладкая внешне, но определенно мощнее и мощнее турбины. При весе 66 фунтов (30 кг) это, безусловно, самая тяжелая модель, которую мы когда-либо видели.Он имеет ограничение в 3 кВт, что является верхним пределом для типичного VAWT. Тем не менее, даже с его более продвинутыми возможностями, его по-прежнему легко настроить, и его по-прежнему можно рекомендовать мотивированному новичку.

Имя Вертикальная турбина IceWind Freya
Мощность 600 Вт
Напряжение 12В / 24В / 48В

⭐⭐⭐

Оценка: 3 из 5.

Эта исландская компания разработала высококачественную турбину, которая также становится доступной для потребителей в Соединенных Штатах. Эта новая модель Freya оснащена шестью лопастями, которые начнут вращаться даже при низкой скорости ветра. Турбина изготовлена ​​из алюминия и нержавеющей стали, идеально выдерживает все внешние элементы, гарантируя, что ваши инвестиции будут работать на вас и окружающую среду в течение многих лет.

Однако эта модель лучше всего подходит для потребителя, который более серьезно относится к своим ветряным турбинам.При весе около 140 фунтов (64 кг) это определенно самая тяжелая модель, которую мы видели здесь. Он выдает максимум 600 Вт выходной энергии и бесшумно работает при уровне звука менее 30 децибел. Это один из наиболее тихих вариантов, которые мы видели до сих пор.

Цена находится на более высоком уровне, в настоящее время она стоит более 3000 долларов. Однако эта компания гордится качеством и долговечностью своей продукции. Они обещают потребителю минимальные затраты и обслуживание в течение двадцати лет после установки и начала использования.

№ 5. Ветряная турбина AIBOAT

Название AIBOAT Wind Turbine
Мощность 400 Вт / 600 Вт
Напряжение 12 В / 24 В

⭐⭐⭐⭐⭐

Рейтинг: 4,5 из 5.

Эта модель AIBOAT с тремя лопастями — еще один отличный выбор с низкой стартовой скоростью ветра и небольшой гладкой конструкцией.Вы можете выбирать между моделями на 12 В / 400 Вт или 24 В / 600 Вт в зависимости от силы ветра и предполагаемой выходной мощности.

При нынешней цене ниже 1000 долларов это хороший вариант среднего класса, который по-прежнему будет управляемым при весе менее 50 фунтов (23 кг). Его гладкий дизайн и яркий цвет делают его хорошим выбором для тех, кто заботится о внешнем виде и видимости.

№ 6. KISSTAKER Фонарь Турбина

Имя KISSTAKER Lantern Turbine
Мощность 4KW
Напряжение 12 В
Blade Count 5

⭐⭐⭐⭐⭐

Рейтинг: 4.5 из 5.

Вот еще один отличный выбор для новичков, которые ищут доступный вариант, чтобы начать работу. Эта модель от KISSTAKER имеет 5 лезвий, которые теоретически могут обеспечить выходную мощность до 4000 Вт (4KW). Однако вероятный результат, вероятно, намного ниже. Тем не менее, он разработан с учетом низкой начальной скорости ветра и должен сразу же начать вырабатывать энергию для вас.

Другая модель, сделанная из нейлонового волокна, возможно, она не обладает такой долговечностью, которую мы видим в некоторых других моделях, но за несколько сотен долларов, возможно, стоит попробовать и посмотреть, какую производительность и экономию энергии она принесет. ты.

№ 7. MAKEMU SmartWind Ветрогенератор

Имя Ветрогенератор MAKEMU SmartWind
Мощность 300 Вт / 400 Вт / 500 Вт
Напряжение 110 В / 220 В
Для малых домов

⭐⭐⭐

Оценка: 2,5 из 5.

Эта простая конструкция с тремя лопастями от MAKEMU — хороший вариант для запуска.Это самый маленький и доступный вариант от этой компании. У вас есть три варианта мощности: 300, 400 или 500 Вт. Вы также можете перейти на 6 лопастей, если вам больше нравится эта модель.

Цена возрастает соответственно с мощностью и количеством лопастей, поэтому, если вы ищете небольшой вариант, который легко поместится в бумажнике, 300-ваттная турбина с тремя лопастями может стать для вас отличным выбором.

Эта модель также рекомендуется для альтернативных сред, где вы можете искать источник энергии, например, если вы находитесь в лесу в кемпинге или ищете немного энергии для плавучего дома.

  1. Гибкие солнечные панели для дома на колесах
  2. Домашние солнечные батареи 2021
  3. Обзор солнечных обогревателей для бассейнов
  4. Солнечные вентиляторы для чердаков для дома
  5. Солнечные гирлянды для сада
  6. Лучшие солнечные фонари для террасы для сада

Что делает ветряную турбину VAWT ?

Когда мы думаем о традиционных ветряных турбинах, мы, скорее всего, представляем себе ветряные турбины с горизонтальной осью (HAWT), которые обычно довольно большие с тремя лопастями и используются для генерации энергии в больших масштабах.В этой статье мы исследуем другой тип турбины, которая меньше по размеру, имеет лопасти, расположенные вертикально вокруг центральной оси, и является предпочтительным выбором для домовладельцев, желающих добиться положительных изменений в своем энергопотреблении

Характеристики ветряной турбины с вертикальной осью дома

Многие конструктивные особенности делают VAWT очень неприхотливым в обслуживании возобновляемым источником энергии. Теперь, когда у нас есть несколько вариантов выбора, давайте подробнее рассмотрим, что делает VAWT отличным и почему этот тип турбины подходит для жилого сектора.Мы также увидим некоторые недостатки и ограничения этого типа турбин.

Плюсы VAWT

Есть много причин, по которым это выбор домовладельцев по всей стране. Давайте посмотрим на плюсы этих турбин.

Направление ветра

Одной из замечательных особенностей VAWT является его способность улавливать ветер с любого направления. Нет необходимости повторно калибровать эти маленькие турбины в зависимости от направления ветра в определенный день. Обычно они могут начать работать при низкой скорости ветра, и независимо от того, откуда дует этот ветер, они заставят ваш VAWT начать вращаться.

По сравнению с крупномасштабным HAWT, это большое преимущество. Нет необходимости исследовать, как дует ветер, и собирать турбину на основе этого типа исследования. Это необходимо для промышленных горизонтальных конструкций, и, устранив это требование в жилых вертикальных турбинах, они становятся намного более доступными для среднего домовладельца.

Прочность

Уход за VAWT также будет довольно простым. Многие компании уверены, что после того, как установка обычно очень проста, их турбины должны прослужить долгую и здоровую жизнь около 20 лет.Многие поставляются с 1-2 гарантиями на случай, если что-то сразу пошло не так, но до тех пор, пока нет дефектов, вы должны собирать энергию в течение длительного времени после покупки.

Эти турбины не требуют минимального обслуживания, и большинство из них рассчитаны на сильный ветер и непогоду.

Тихая работа и малый профиль

Неважно, находитесь ли вы далеко в стране или у вас есть соседи поблизости, большинство VAWT небольшие и работают тихо. Большинство брендов рекламируют звук менее 45 децибел, поэтому они не будут беспокоить вас или окружающих.В отличие от HAWT промышленного размера, вам не придется беспокоиться о специальных разрешениях и разрешениях на их установку на вашем участке.

Их меньший масштаб и близость к земле делают их менее очевидными и вызывают меньшую боль, чем турбины большего размера.

Экологическая ответственность

Еще одно преимущество VAWT состоит в том, что оно не создает для птиц той же проблемы, которую, как показало исследование, вызывает более крупномасштабное HAWT. Установив вертикальную турбину на вашем участке, птицам не грозит повышенная опасность.Яркий цвет многих из этих моделей сделает их легко заметными как для людей, так и для животных.

Конечно, как и все варианты устойчивой энергетики, по-настоящему прекрасная вещь в вертикальных ветряных турбинах заключается в том, что они используют нескончаемый природный ресурс, не вызывая вредных побочных эффектов. Нет никакого вреда в создании VAWT, использовании преимуществ устойчивых источников энергии и сокращении вашего углеродного следа.

Минусы ветряной мельницы с вертикальной осью (VAWT) или ветряной турбины

Однако эти турбины действительно хороши в том, для чего они предназначены, но не более того.Давайте посмотрим на их минусы ниже.

Только дополнительная энергия

Они прекрасно справляются со своей задачей, создавая альтернативный источник энергии для жилых помещений, но было бы сложно использовать эти турбины в качестве единственного источника энергии. Они являются отличным дополнением к первоисточнику, но, как правило, они не могут потребовать энергии, необходимой для удовлетворения всех ваших повседневных потребностей.

Их небольшой и гладкий дизайн весьма удобен для многих домовладельцев, но это также означает, что они не достаточно высоко над землей, чтобы воспользоваться преимуществами сильного ветра, дующего наверху.Поскольку у ветра, дующего ближе к земле, обычно есть препятствия, такие как другие здания и сооружения, они обычно не такие сильные, как ветер выше земли. Их конструкция с низким уровнем земли — отличная возможность для доступа, но это означает, что они не такие мощные.

Основы проектирования вертикальных ветряных турбин: Дарье против Савониуса

Исторически сложилось так, что было два прочных изобретения в отношении конструкции турбины с вертикальной осью вращения. В 1920-х годах модель Дарье пришла от одноименного французского инженера, а модель Савониуса — из Финляндии.Каждая из этих моделей имеет характерный дизайн, который можно заметить во многих моделях, которые мы уже видели.

Ветряные турбины Дарье

Модель Дарье изначально имеет изогнутые лезвия, образующие форму капли. Вначале они, как правило, строились симметрично, но в процессе эволюции конструкции эти внешние лопасти крыла можно увидеть во множестве конфигураций. Благодаря этой эволюции они часто напоминают металлическую кухонную «взбивалку для яиц» и из-за такого внешнего вида называются турбиной «взбивания яиц».

В наши дни не так уж часто можно увидеть дизайн, который по своей природе является чисто Дарье. Одна из основных причин этого заключается в том, что им трудно начать работу самостоятельно без внешнего источника энергии. Им нужно немного подтолкнуть, прежде чем использовать естественную силу ветра.

Ветряные турбины Savonius

Модель Savonius выглядит так, как если бы у вас была пластиковая бочка, которую вы разрезали пополам посередине. Эти две половинки образуют конструкцию с двумя совками, чтобы ловить ветер и вызывать вращение, производящее энергию.Также можно увидеть модели Савониуса с моделью с тремя лопастями, которые, кажется, представляют собой половинки с тремя стволами, работающими вместе, чтобы поймать ветер.

Обратной стороной модели Савониуса является то, что, поскольку она обычно более громоздкая, она не может вращаться так быстро и эффективно. Он прочный и устойчивый, но не такой маневренный, как Darrieus.

Со времени изобретения обеих этих конструкций прошло много времени и прошло много времени. В настоящее время довольно часто можно увидеть гибридные конструкции, в которых используются лезвия Дарье и Савониуса на одной и той же модели.Каждого лезвия может быть равное количество, или, возможно, один тип лезвия будет доминирующим. Например, выше мы видели конструкции с 6 каждой лопастью и конструкции с 6 Дарье и 12 Савониусом на одной турбине.

Благодаря сочетанию маневренности Darrieus со способностью Савониуса улавливать ветер, турбины с вертикальной осью продолжают совершенствоваться и становятся более эффективным альтернативным источником энергии. Эти ветряные мельницы с вертикальной осью — наш способ сбережения энергии. Сообщите нам, какую мельницу с вертикальной осью вы предпочитаете.

Не забывайте, что ветряные турбины с вертикальной осью также известны как ветряные мельницы с вертикальной осью. Поэтому, когда вы видите, что мы говорим о ветряных мельницах, запутайтесь.

Напряжение и мощность: что нужно знать

Возможно, вы заметили разные уровни как ватт, так и вольт, когда мы исследовали разные модели турбин. Часто модели могут похвастаться генератором на 12 или 24 В или мощностью 1000 Вт (1 кВт). Что именно означают эти числа и как они должны повлиять на ваше решение о покупке?

Вт: измерение выходной мощности

Ватт — это единица мощности, используемая здесь для измерения выходной энергии, полученной от ветряной турбины.Обсуждая это в меньшем масштабе, вы, вероятно, будете думать в ваттах, но для годового использования или промышленного использования гораздо чаще обсуждают эту энергию в киловаттах. Мы видели модели с широким диапазоном возможных мощностей, от 200 Вт в маленькой модели до 3 киловатт в самой мощной модели.

Обычно, когда скорость ветра увеличивается, возможная мощность также увеличивается. Если ветер стихнет, снизится и мощность. Когда в названии ветряной турбины указано количество киловатт, это показатель ее максимальной мощности.Однако важно отметить, что это число — лучший сценарий. Выберите вертикальную ветряную мельницу подходящей мощности для вашего дома

Если выбранная вами модель имеет мощность в один киловатт, она будет производить ее только в оптимальных условиях. Способность производить энергию зависит от силы ветра и эффективности самой конструкции.

Напряжение: мощности генератора

При обсуждении напряжения ветряной турбины имеется в виду мощность ее электрического генератора.Размер турбины будет соответствовать величине необходимого напряжения, а это означает, что небольшой VAWT будет иметь более низкое напряжение, чем большой промышленный HAWT.

При вращении лопасти генератор движется внутри турбины. Мощность этого генератора будет измеряться в вольтах. Небольшая модель ветряной мельницы VAWT обычно оснащена генератором на 12 или 24 вольт.

Вариант «сделай сам»: создайте собственную ветряную мельницу с вертикальной осью

Используя старый мотор ховерборда, расходные материалы, которые вы можете приобрести в местном хозяйственном магазине, и дух «сделай сам», можно построить свою собственную турбину дома.Чтобы увидеть, как DIY King построил это сам и поделился своими мыслями, вы можете посмотреть его видео здесь:

На видео вы можете увидеть, как он использует бесщеточный двигатель с постоянным магнитом, который он мог взять со старого ховерборда в качестве основы для своего VAWT. С некоторыми трубами из ПВХ он может разрезать их вдоль, чтобы создать лезвия в стиле Савониуса, чтобы ловить ветер. С помощью металлических трубок он может создать руки, которые будут удерживать каждое из лезвий. В целом, он может построить полностью функциональное VAWT дома.

Одно замечание по поводу этого варианта «сделай сам» лучше всего, если вы можете выполнить этот проект с кем-то, кто имеет базовые инженерные знания. Схемы представлены в комментариях к видео, но они все еще немного продвинуты для обычного человека. Для этого также потребуются пилы и сверла, которые могут быть, а могут и не быть частью вашего набора инструментов.

Почему так важно использовать природные источники энергии?

Когда дело доходит до возобновляемых источников энергии, может быть сложно сделать первоначальные инвестиции. Изучив варианты здесь, возможно, вы задаетесь вопросом, стоит ли вкладывать деньги в один из этих вариантов.

Экономия денег

Когда вы думаете об инвестировании в альтернативную энергетику, следует помнить о двух вещах. Первое — это финансовая перспектива. Тратя деньги сейчас, вы создаете свой собственный источник энергии, которым вы сможете бесплатно пользоваться в течение долгого времени. Это означает уменьшение текущей суммы денег, которую вы тратите на потребление энергии.

Через некоторое время стоимость ветряной турбины окупится той суммой денег, которую вы можете сэкономить от энергетических компаний.По мере того, как вы узнаете больше о своей собственности и ветряных турбинах, вы сможете продолжать вносить улучшения и максимально использовать свою энергию.

Воздействие на окружающую среду

Следующая причина не обязательно является финансовой, но, безусловно, может иметь финансовые последствия в будущем. Это экологическая причина, которая создает энергию таким образом, чтобы не наносить вред окружающей среде. Энергия ветра является возобновляемым источником энергии, а это означает, что она использует безграничное количество ветра, естественного происхождения на нашей планете, превращает его в полезную энергию и не создает ископаемое топливо, связанное с другими видами производства энергии.

Делая все возможное для снижения спроса на энергию, производимую из ископаемого топлива, вы вносите свой вклад в обеспечение более устойчивого будущего для планеты.

Последние мысли

Покупка ветряной турбины с вертикальной осью — прекрасный шаг в направлении более устойчивого будущего для вашего собственного энергопотребления. Вы можете использовать эти турбины в качестве дополнения к вашему текущему источнику энергии и как способ получить немного заряда, когда вы находитесь в труднодоступных местах.

Когда дело доходит до того, какую модель выбрать, MAKEMU является признанным производителем в мире VAWT и предлагает широкий выбор для многих типов потребителей. Если вы ищете что-то более простое и доступное, модели из нейлонового волокна, такие как Pikasola или Kisstaker, будут отличным местом для начала.

Что бы вы ни выбрали, вы внесете свой вклад в более устойчивое будущее и внесете свой вклад в уменьшение вредного воздействия на планету, вызванного нашей потребностью в энергии.

Источники

Переосмысление данных: ветряная турбина, производящая 200 баррелей нефтяного эквивалента в день

Здесь, в Green Finance Guide, нам нравится экспериментировать с информацией, касающейся возобновляемых источников энергии, и передачи этой информации. Мы надеемся, что, переосмысливая информацию, она может открыть различные точки зрения и точки зрения. Например, возможность прямого сравнения между вещами, которые не часто сравниваются, такими как существующие и новые технологии или методы финансирования.

Морская нефть и газ против морской ветровой энергии

Северное море было краеугольным камнем энергетической отрасли Великобритании на протяжении последних 60 лет. Добыча с морских нефтегазовых платформ Великобритании быстро росла во второй половине 20-го века и достигла пика в 1990-х годах, но в настоящее время она на 40% ниже максимумов 1998 года [1]. По мере того, как нефтяная промышленность иссякает, естественная сила Северного моря используется, и все более мощные ветряные турбины устанавливаются дальше от моря, производя все большее количество чистой электроэнергии.

Тем не менее, ветряные электростанции редко сравнивают напрямую с морскими нефтяными месторождениями. Они оба находятся в одной и той же враждебной среде, и производимая ими энергия будет все больше конкурировать друг с другом. То есть в основном сырая нефть используется для производства бензина и дизельного топлива для двигателей внутреннего сгорания, но по мере роста использования электромобилей для зарядки электромобилей будет использоваться все больше и больше электроэнергии от ветряных электростанций, что снижает спрос на ископаемое топливо.

баррелей нефтяного эквивалента в мегаватт-часах (МВтч)

В настоящее время прототип гигантской ветряной турбины Haliade-X вводится в эксплуатацию в Роттердаме, Нидерланды.Эта ветряная турбина строится General Electric (GE) и является самой большой из когда-либо построенных ветряных турбин. Лопасти имеют длину 107 м, и после установки кончик лопастей поднимется на 260 м над уровнем моря. Каждая турбина имеет максимальную мощность 12 МВт и будет вырабатывать достаточно электроэнергии для 16 000 европейских домов в год (дополнительную информацию о Haliade-X и GE см. В нашем предыдущем блоге по этой теме).

Несколько недель назад GE получила заказ на установку нескольких сотен Haliade-X в Северном море как минимум на 3 из 4 ветряных электростанций Доггер-Бэнк [2].В общей сложности все четыре ветряные электростанции будут иметь максимальную выходную мощность 4,8 ГВт и будут обеспечивать 5% годовой потребности Великобритании в электроэнергии. Если бы все четыре ветряные электростанции были построены с использованием Haliade-X, то им потребовалось бы в общей сложности 400 турбин (4800 МВт / 12 МВт).

Ветряные электростанции строятся в 77–180 милях от моря [3], особенно в центре основного нефтегазодобывающего региона Великобритании. Эти огромные массивы морских турбин редко (если вообще когда-либо) сравниваются напрямую с источниками энергии на ископаемом топливе.Очевидно, что есть некоторые различия в поведении источников энергии, но все же можно сравнить их выходы по энергии. Для этого нам нужно использовать тот же набор единиц для энергии, поэтому в этом случае мы преобразуем годовой выход мощности 12 МВт Haliade-X в баррели нефтяного эквивалента (бнэ), т.е. баррель нефти (42 галлона США).

Расчеты :

67 ГВтч = Годовое производство электроэнергии ветряной турбиной GE Haliade-X [4]

67 ГВтч / 365 дней = 183.5 МВтч / день — Среднесуточная добыча

183,5 МВтч / 12 = 15,3 тонны нефтяного эквивалента в день [5] (12 МВтч на тонну сырой нефти)

15,3 / 0,1364 = 112,1 барреля нефти в эквиваленте в сутки [5] (коэффициент перевода тонны в баррель нефти)

НО стоимость энергии в барреле нефти относится только к общей стоимости энергии, а не к полезной энергии. Двигатели и оборудование на нефтяной основе далеко не 100% эффективны, что означает, что большая часть их энергии тратится впустую.Согласно [6] они имеют КПД от 20% до 45% (без учета потерь энергии на преобразование ее из сырой нефти в полезную форму энергии, например, бензин или дизельное топливо), поэтому большая часть энергии в барреле нефти тратится впустую. как тепло. Электрические элементы, однако, имеют гораздо меньше отходов. Батареи и электродвигатели намного более эффективны, при этом большая часть энергии преобразуется в полезную энергию от 70% до 95%. Поэтому, если мы хотим сравнить подобное с подобным, нам нужно учесть это в наших расчетах.Используя КПД по нефти 35% и электрический КПД 70% (консервативно и включая потери при передаче [7]), мы можем учесть разницу в КПД:

112,1 * (70/35) = 224,2 барреля нефтяного эквивалента в день (включая КПД) на ветряную турбину

Таким образом, при усреднении за год суточная энергия, производимая одной турбиной Haliade-X мощностью 12 МВт, эквивалентна 224 баррелей в день морской нефтяной платформы.

Увеличение масштаба на ветряной электростанции

Недавно коллекция ветряных электростанций Dogger Bank объявила, что они будут использовать турбину Haliade X.Четыре ветряные электростанции будут иметь общую мощность 4,8 ГВт от турбин x400 12 МВт. Следовательно, их общая выработка энергии будет примерно:

400 x 220 баррелей нефтяного эквивалента в день = 88000 баррелей нефтяного эквивалента в день (в среднем за год)

Контекст: как это соотносится с нефтяным месторождением

Сколько стоит 88 000 баррелей нефти в день? Согласно EIA [10], общая добыча нефти в Великобритании составляет 1 000 000 баррелей нефти в день, поэтому фермы Doggerbank будут производить почти одну десятую добычи нефти в Великобритании.Для сравнения, одним из крупнейших нефтяных месторождений в Северном море является нефтяное месторождение Клэр на западе Шетландской зоны [8], и, по словам оператора месторождения, пиковая добыча составляла 120 000 баррелей в сутки [9]. ]. Но как только 640 миллионов баррелей извлекаемой нефти будут откачаны и выброшены в атмосферу, это произойдет, в то время как Доггер Банк будет продолжать добывать из года в год. Кроме того, коэффициент извлечения нефтяного месторождения быстро падает после первых нескольких лет, поэтому оно не сможет выдерживать 120 000 баррелей в день в течение длительного времени.

Таким образом, ветряные электростанции Доггер-Бэнк будут иметь производительность, аналогичную пиковому объему добычи нефти на месторождении Клэр: 88 000 баррелей нефтяного эквивалента против 120 000 баррелей нефти.

В этом сравнении есть множество нюансов, например, непостоянство ветра и различная эффективность ископаемого топлива. Но ветряные электростанции и нефтяные месторождения редко сравнивают напрямую, и по мере того, как мы переходим от экономии ископаемого топлива к экономике возобновляемых источников, важно иметь возможность сравнивать их.Как видно из цифр, энергия, производимая большой ветряной электростанцией, сопоставима с энергией большого нефтяного месторождения, и это важный вывод, но такая переинтерпретация данных также может быть очень полезной, позволяя людям понять новое. технологии в контексте существующих технологий. Это может успокоить нервного потребителя, что Великобритания может заряжать электромобили с использованием возобновляемых источников энергии, или убедить инвестора в том, что возобновляемые источники энергии следует серьезно рассматривать как крупномасштабную форму энергии.

Так же, как у нас произошла революция в секторе зеленой энергии, нам нужна революция в способах анализа этих данных по зеленой энергии.

30 октября 2019 г. (обновлено: 16 декабря 2019 г.)

Список литературы
  1. https://tradingeconomics.com/united-kingdom/crude-oil-production
  2. https://energyindustryreview.com/renewables/dogger-bank-to-use-12mw-haliade-x-offshore-wind-turbines-from-ge/
  3. https://doggerbank.com/
  4. https://www.ge.com / возобновляемые источники энергии / ветровая энергия / оффшорный ветер / haliade-x-offshore-turbine
  5. https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2019-approximate-conversion-factors .pdf
  6. https://greenfinanceguide.com/blog/efficiency-and-waste-heat-in-the-energy-supply-chain
  7. http://insideenergy.org/2015/11/06/lost-in-transmission-how-much-electricity-disappears-between-a-power-plant-and-your-plug/
  8. https: // www.offshore-technology.com/features/featurethe-biggest-oil-fields-in-the-north-sea-4836046/
  9. https://www.bp.com/en_gb/united-kingdom/home/news/press-releases/bp-starts-up-clair-ridge-production.html
  10. https://www.eia.gov/beta/international/data/browser/#/?pa=00000000000000000000000000000000002&c=ruvvvvvfvtvnvv1vrvvvvvvfvvvvvvfvvvou20evvvvvvvvvvvvvuvo&T-VO&T=05&T-VO&T=05&T-VO&T=05-85 2018

Дизайн, работа, преимущества и недостатки

Начало создания ветряной турбины Savonius было положено в 1922 году финским ученым Савониусом.До появления этой ветряной турбины европейцы пытались изобрести ветряные турбины вертикального типа с закрученными лопастями. Первоначальное обсуждение этого устройства было проведено Чанадом. Он утверждал, что существуют ветряные турбины с несколькими вертикальными осями, имеющие V-образную или закрученную лопасти. Но эти модели не достигли уровня развития. В его составе было указано, что он задумал разработать турбину, аналогичную турбине Флеттнера, но имеющую метод автоматического вращения.Итак, сегодня давайте подробно обсудим ветряк Savonius, принцип его работы, конструкцию, преимущества и недостатки.


Что такое ветряная турбина Савониуса?

Ветряная турбина Savonius определяет, что она используется для преобразования силы ветра в крутящий момент на основе сдвига вращения. Турбина имеет несколько аэродинамических крыльев, но они не всегда размещаются на вращающемся валу, но также размещаются на земле или даже в бортовых системах.

Проект ветряной турбины Савониуса

Конструкция турбины может быть двоякой: одна — классическая, цилиндрическая, другая — типа Icewind.

Классический ствол

Конструкция ветряной турбины Savonius с классическим бочкообразным цилиндром настолько обтекаема, потому что лопасти имеют полуцилиндрическую форму, и поэтому название — бочонок. У этих бочек не будет точки встречи на оси, но они будут удалены друг от друга. Есть много параметров, определяющих форму ствола.Здесь мы будем следовать следующему подходу:

‘D0’ — внешний диаметр основания ротора

‘D’ — радиус лезвия, который представляет собой расстояние между двумя лезвиями

‘h’ — высота ротора

При проектировании турбины квадратной формы соблюдается соотношение D: h. Другая пропорция, которая используется в D0: D, где определяет, насколько далеко основание находится впереди лезвия.

Основание турбины требуется для обеспечения надежности конструкции, поскольку оно обеспечивает надежную опору для лопастей, противодействуя давлению ветра, таким образом толкая лопасти ротора.

Конструкция ветряной турбины показана ниже:


Classic Barrel Wind Turbine Savonius
Icewind Design

В основном ветряные турбины Savonius, которые спроектированы с использованием типа Icewind, используются для бытовых целей, таких как фермы, дома и коттеджи, а также телекоммуникационные башни. Конструкции полностью высокотехнологичные, простые, надежные и менее дорогие, а также требуют меньшего обслуживания для выработки энергии.

Они могут обеспечить почти 1000 Вт энергии при работе со скоростью 10 м / с, а меньшая турбина может производить 300 Вт со скоростью 10 м / с.Обе эти конструкции могут обеспечивать скорость в диапазоне от 2 до 60 м / с, без каких-либо механических проблем или перегрева. Некоторые из турбин, спроектированных с использованием типа Icewind, показаны ниже:

рабочий

Устройство аналогично чашечному анемометру. Принцип работы ветряной турбины Savonius можно легко объяснить, поскольку она считается самой обтекаемой турбиной по сравнению с другими турбинами. Это перетаскивающий инструмент, состоящий из 2-3 чашек.Если смотреть на ротор из вышеупомянутой части, он выглядит в форме буквы «S» в форме поперечного сечения.

Из-за этой формы кривизны чашки будут иметь минимальное сопротивление при движении в направлении, противоположном ветру, в то время как они испытывают максимальное сопротивление при движении в том же направлении, что и ветер. Это изменение в волочении создает вращающееся движение турбины Савониуса.

Поскольку эти инструменты являются тормозными, они потребляют минимальную энергию ветра по сравнению с другими типами подъемных турбин того же размера.Большая часть щеточной секции ротора Савониуса находится близко к уровню земли, когда устройство имеет минимальную опору без растянутой стойки, что обеспечивает низкое извлечение энергии из-за меньшей скорости ветра, наблюдаемой на меньшей высоте.

Чашки ветряной турбины Savonius не будут иметь более высоких скоростей вращения по сравнению со скоростью ветра, и это создает пропорцию конечной скорости, равную единице или меньше единицы. Это означает, что устройство имеет минимальную скорость вращения, но производит более высокий крутящий момент.

Таким образом, эти инструменты не совсем подходят для производства электроэнергии, поскольку они требуют более высоких оборотов в минуту для генерации более высоких значений тока и напряжения. Для этого можно установить коробку передач, чтобы минимизировать крутящий момент и повысить уровень оборотов генератора, и это соответствует тому, что турбина не сохраняет способность запускаться сама по себе.

Это ветряк Savonius, работающий .

Выходная мощность ветряной турбины Savonius

Согласно принципу Беца, большой диапазон мощности, принимаемой ротором, составляет

Pmax = (16/27) (1/2).р. d. час v 3

Где «ρ» соответствует плотности воздуха

«d» и «h» соответствуют высоте и диаметру ротора

‘v’ соответствует скорости ветра

В то время как в практических сценариях полученная мощность составляет только половину, что дается

Pmax = 0,18 кг / м — 3 d. час v 3

Выходная мощность определяет более высокий уровень мощности, который может быть извлечен из воздушного потока. Из-за сохранения массы и импульса не будет полного извлечения энергии из ветра.С помощью закона Беца было продемонстрировано, что большее количество кинетической энергии, полученной от ветра, не должно превышать 60%.

Таким образом, согласно этому принципу, ни одна из турбин не извлекает всю энергию из ветра. На рисунке ниже изображена кривая зависимости коэффициента мощности турбины от отношения до и после прохождения через турбину. Порог Беца основан на горизонтальной оси ветряной турбины и не применим напрямую к вертикальным турбинам.

В аналогичном заявлении утверждается, что теоретический порог может быть увеличен путем применения стандартного метода VAWT. Тем не менее, утверждается, что VAWT имеет минимальную эффективность, чем у HAWT, и в настоящее время менее вероятно, что они пересекут пороговое значение для горизонтальной оси турбины.

Выходная мощность

Кривая выходной мощности показывает КПД ветряной турбины на различных уровнях скорости. График представляет выходную мощность в зависимости от скорости ветра, и это дает подробное представление о меньшем и более высоком уровнях ветряной турбины.

Генерируемая мощность минимальна, чем полученная кинетическая энергия, потому что она должна проходить через редуктор и генератор, а они имеют меньшие характеристики. Каждая турбина будет иметь свой определенный требуемый уровень скорости для работы. Эти устройства не будут работать на более высоких скоростях, чтобы предотвратить механическое повреждение.

Преимущества и недостатки

Преимущества и недостатки ветряной турбины Savonius описаны в нижеследующем разделе.

К преимуществам ветряной турбины Savonius можно отнести следующее.

  • Работа устройства независимо от направления ветра
  • Они не нуждаются в каком-либо процессе рыскания, что означает, что они полностью стабильны.
  • Турбины экономичны, а работа упрощена
  • Подходит даже для минимальных применений с минимальными электрическими нагрузками
  • Лопатки турбины не нуждаются в механизме для изменения углов
  • Обеспечивает минимальный уровень шума
  • Интеграция также проста
  • Простое обслуживание

К недостаткам ветряной турбины Савониуса можно отнести следующее.

  • Нежелательное оборудование, используемое для установки
  • Не подходят для мест с сильным турбулентным ветром.

И это все о концепции ветряной турбины с вертикальной осью. В этой статье дается объяснение работы, конструкции, принципа работы, эффективности, мощности, преимуществ и недостатков ветряной турбины Савониуса. Еще более важно четко знать об эффективности ветряной турбины Savonius ?

Savonius Wind Turbine — обзор

3.2.3 Ветряные турбины с вертикальной осью (VAWT)

Риглер [31] отмечает, что для применений мощностью менее 10 кВт VAWT имеет значительные преимущества перед HAWT. Эти преимущества возрастают в зонах с высокой турбулентностью, таких как городская среда. Кроме того, VAWT генерируют более низкий уровень шума, и они менее дороги как с точки зрения строительства, так и с точки зрения обслуживания. Риглер [31] дополнительно упоминает важность гибридного VAWT (рис. 11), который сочетает в себе принципы традиционных VAWT (таких как ветряные турбины Дарье и Савониуса) для устранения своих недостатков.

Рис. 11. Гибридный генератор VAWT (Дарье и Савониус) [32].

Эрикссон и др. [26] представляют сравнительный анализ двух VAWT (Darrieus и H-ротор, или Giromill) и HAWT. Как показано на рис. 12, HAWT имеет более высокий коэффициент мощности (хотя три значения аналогичны), но есть несколько факторов, которые делают технологию VAWT более выгодной [26]. В таблице 2 приведены основные различия между тремя системами, проанализированными Eriksson et al. [26] показано.Среди основных технических преимуществ VAWT — лучшее поведение в условиях сильного турбулентного ветра, отсутствие механизма управления направлением (всенаправленные турбины), более низкий уровень шума (из-за более низкой скорости вращения, как показано на рисунке 12, и расположение электрического оборудования у основания), меньшая вибрация, передаваемая конструкции, меньшая стоимость строительства и обслуживания, а также большая простота конструкций [26].

Фиг.12. Коэффициенты мощности C p в зависимости от удельной скорости λ для трех турбин: HAWT, Дарье и H-ротора [26].

Таблица 2. Краткое изложение основных различий между тремя турбинами: HAWT, Дарье и H-ротор [26].

9 0328
H-ротор Darrieus HAWT
Профиль лопасти Простой Сложный Сложный
Возможен механизм шага Да Нет Да
Башня Да Нет Да
Отводы Дополнительно Нет Низкое Умеренное Высокое
Площадь отвала Умеренное Большое Малое
Положение генератора На земле На земле На земле На земле Отвал на верхней части башни Умеренное Низкое Высокое
Самозапускающийся Нет Нет Да
Напор башни Маленький Маленький Большой
Фундамент Умеренный Умеренный Простой Простой Сложный

Howell et al.[33] представляют исследование ветряной турбины Giromill, или H-ротора (рис. 13), варианта ротора Дарье. Результаты (рис. 14) показывают, что коэффициент мощности зависит от шероховатости материала. Исследование, проведенное Эль-Самануди и соавт. [34] подчеркивает большое влияние типа лопасти на коэффициент мощности (рис. 15).

Рис. 13. Ветряк Giromill с пятью лопастями.

Рис. 14. Коэффициент мощности ветряка Giromill с двумя (слева) и тремя (справа) лопастями [33].

Рис. 15. Коэффициенты мощности C p в зависимости от удельной скорости λ для трех типов лопастей, ветряная турбина Giromill с четырьмя лопастями [34].

На рис. 16 показано наложение общего VAWT (действительного для Дарье, Гиромилля или Савониуса) на воздушный поток для падающей скорости 1 м / с. Представленные условия совместимы с работой ветряной турбины. Однако, хотя разнонаправленность ветра является нормальной ситуацией в городских условиях, количественные тесты поведения ветряных турбин в этих условиях в литературе не встречаются.

Рис. 16. Наложение VAWT на воздушный поток для падающей скорости 1 м / с.

Кирке и Лазаускас [35] представляют исследование винтовой ветряной турбины Дарье (рис. 17). Винтовая форма обеспечивает переменный шаг, который создает высокий пусковой крутящий момент (пусковой момент турбины Дарье с фиксированным шагом недостаточен для самозапуска), более высокий КПД и меньшие вибрации, хотя активные системы управления скоростью более сложные и дорого [35].В этом исследовании сделан вывод о том, что более низкая прочность лопастей увеличивает как пиковую эффективность, так и передаточное отношение конечной скорости, как показано на рис. 18.

Рис. 17. Винтовая ветряная турбина Дарье.

Рис. 18. Коэффициент мощности для винтовой ветряной турбины Дарье различной прочности [35].

Sharpe and Proven [36] предлагают ветряную турбину Дарье с гибкими лопастями. Эта ветряная турбина может быть установлена ​​как вертикально, так и горизонтально, как показано на рис. 19. Обтекаемая опорная конструкция выполняет функцию концентрации ветра [19,36].Основными преимуществами гибких лопастей являются повышение эффективности и уменьшение вибраций, передаваемых на конструкцию здания [36].

Рис. 19. Гибкая ветряная турбина Дарье в горизонтальном (слева) и вертикальном (справа) положениях [36].

На рис. 20 показано наложение горизонтальной ветряной турбины Дарье для падающей скорости 1 м / с. Представленные условия подходят для работы турбины, и, кроме того, ее поведение улучшается в условиях всенаправленного ветра.

Рис. 20. Наложение горизонтальной ветряной турбины Дарье для падающей скорости 1 м / с.

Из-за низкой прочности лопастей гибкого Дарье с фиксированным шагом ветряная турбина должна работать с регулируемой скоростью кончика, чтобы использовать преимущества самых высоких пиков коэффициента мощности (рис. 21) для достижения существенного повышения эффективности, что подразумевает более высокий уровень сложности в системе активного контроля скорости.

Рис. 21. Зависимость мощности от скорости вращения для различных скоростей ветра, гибкая ветряная турбина Дарье [36].

Алессандро и др. [37] провели исследование ветряной турбины Савониуса. По сравнению с другими ветряными турбинами, он имеет более низкий коэффициент мощности (рис. 22), хотя он имеет преимущества в том, что он самозапускается и не меняет направление (всенаправленное) [37]. Еще одним большим преимуществом является то, что его чрезвычайно просто построить и, следовательно, он может быть чрезвычайно дешевым (при его строительстве можно использовать переработанные контейнеры, трубы или бочки). Эта функция была бы очень привлекательной в зонах с крайне низкими экономическими ресурсами (рис.23 слева). Возможность использования переработанных материалов придает этой технологии очень экологичный характер.

Рис. 22. Коэффициент мощности C p ветряной турбины Савониуса [37].

Рис. 23. Чрезвычайно недорогая ветряная турбина Савониуса (слева) и схема ветряной турбины Савониуса с двумя лопастями и дефлекторным листом (справа) [38].

Модификации ветряных турбин Савониуса, которые увеличивают коэффициент мощности, играют важную роль, особенно изменение количества лопастей, взаимного расположения препятствий и спиральной формы [37,38].

Mohamed et al. [38] представляют анализ ветряных турбин Савониуса с двумя и тремя лопастями и с дефлекторным листом (рис. 23 справа). Результаты показывают, что установка дефлекторной пластины значительно увеличивает КПД ветряной турбины (рис. 24) и что коэффициент мощности выше в случае ротора с двумя лопастями.

Рис. 24. Коэффициент мощности ветряка Савониуса с двумя (слева) и тремя (справа) лопастями с дефлекторным листом и без него [38].

Kamoji et al.[39] провели исследование винтовой ветряной турбины Савониуса (рис. 25 и 26), показав, что коэффициенты мощности и крутящего момента несколько выше у винтовой конструкции, чем у традиционной ветряной турбины Савониуса в условиях низкой скорости ветра. Большим преимуществом спиральных лопастей является то, что коэффициент статического момента всегда положителен для всех углов падения (рис. 26). Главный недостаток — более высокая сложность конструкции, что влечет за собой удорожание [38].

Рис.25.Винтовой ветряк Савониуса с тремя лопастями.

Рис. 26. Коэффициенты мощности, крутящего момента и статического крутящего момента для двухлопастной ветряной турбины Савониуса с винтовыми и обычными лопастями [39].

Как упоминалось ранее, низкий коэффициент мощности ротора Савониуса является наиболее важным недостатком; следовательно, улучшение этого фактора важно для развития этой технологии [37,38]. В Таблице 3 показано краткое изложение основных улучшений, направленных на повышение производительности ротора Савониуса.

Таблица 3. Улучшения для увеличения производительности ветряных турбин Савониуса [37].

1992 при статическом крутящем моменте
Модификация конструкции Коэффициент усиления Комментарии
Винтовые роторы Повышение статического момента Сложная конструкция, высокая стоимость
Дефлекторная пластина
Витая пластина 27% относительная Сложная конструкция, высокая стоимость
Туннель с направляющей коробкой 50% (3 лезвия) Сложная конструкция
Модифицированный Savonius 60325 Ожидаемая проблема вибрации
Направляющие лопатки Зависит от скорости ветра Проблемы при большой концевой скорости
Препятствующая пластина 15% от пикового значения Используемое пространство для малых параметров

Müller et al.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.