Ветряная электростанция своими руками

ЭНЕРГИЯ ВЕТРА СВОИМИ РУКАМИ.

Ветряная электростанция своими руками

"Пробовали вы запрячь ветер, чтобы заставить его работать на себя! Ведь энергия ветра - одна из самых дешевых и легкодоступных! Я не предлагаю строить ветряные мельницы, как это делали в старину, или сложный современный ветродвигатель. А вот построить ветроустановку для выработки электроэнергии, пусть небольшую, маломощную, думаю, сможет каждая семья, живущая в сельской местности, каждая школа.

Энергии, выработанной ветроустановкой, хватит, чтобы включить насос для поливки огорода или сада, чтобы осветить дом или класс. И если хотя бы в каждом пятом доме будет работать своя бесплатная мини - ветроэлектростанция, представляете, сколько сэкономленных киловатт-часов лягут в "энергетическую копилку" нашей страны!"

Вместе с папой Сережа собирается этим летом построить около дома такую ветроэлектростанцию. В письме он прислал эскизы своей будущей установки. Мы показали их инженеру Вячеславу Николаевичу Шумееву, он внимательно изучил эскизы, доработал и теперь предлагает их на суд читателей.

Сережа Курнев использовал известную еще в давние времена схему ветроустановки с самовращающимся барабаном.

Устройство представляет собой две половинки полого цилиндра, которые после его разрезки раздвигались в стороны от общей оси (см. рис. 1А). Образовавшееся тело обладало ярко выраженной аэродинамической несимметричностью. Набегающий поперек его оси поток воздуха как бы соскальзывал с выпуклой стороны одного полуцилиндра. Зато другой, обращенный к ветру своеобразным карманом, оказывал значительное сопротивление. Барабан поворачивался, полуцилиндры менялись местами всё быстрее и быстрее, и вертушка таким образом быстро раскручивалась.

Вот этот принцип, возможно и не зная о нем, и взял за основу своей будущей ветроэлектростанции Сережа Курнев.

Подобная схема выгодно отличается от ветроустановки с пропеллерной вертушкой. Во-первых, она не требует при изготовлении большой точности и дает широкий выбор применяемых материалов. Во-вторых, она компактна.

Судите сами. Мощность генератора, приводимого в действие барабаном диаметром всего около метра, будет такой же, как при использовании трехлопастного пропеллера диаметром 2,5 м! И если пропеллерную вертушку нужно устанавливать на высокой штанге или на крыше дома (этого требует техника безопасности), то вертушку-барабан можно ставить прямо на земле, под навесом. Есть у барабана и еще ряд достоинств: большой крутящий момент при малых оборотах (значит, можно обойтись либо совсем без редуктора, либо использовать простейший одноступенчатый), отсутствие щеточного токосьемного механизма.

Сережа предлагает двухлопастный барабан, мы же советуем увеличить количество лопастей до четырех (рис. 1Б). Тяговые характеристики такой установки значительно улучшатся.

Итак, начнем с изготовления барабана (рис. 2). Лопасти можно сделать из фанеры, кровельного железа, дюралюминиевого листа или листового пластика подходящих размеров. В любом варианте старайтесь избегать излишне толстых заготовок - ротор должен быть легким. Это уменьшит трение в подшипниках, а значит, барабан будет легче раскручиваться ветром.

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

Если вы воспользуетесь кровельным железом, вертикальные края лопастей усильте, подложив под отбортовку металлический пруток диаметром 5-6 мм. Если вы решили сделать детали вертушки из фанеры (ее толщина должна быть 5-6 мм), не забудьте пропитать заготовки горячей олифой. Щеки барабана можно изготовить из древесины, пластмассы или легкого металла. Собирая барабан, не забудьте промазать места стыков густой масляной краской.

Крестовины, соединяющие отдельные лопасти в ротор, лучше сварить или склепать из стальных полос сечением 5x60 мм. Можно использовать и древесину: толщина заготовки не менее 25 мм, ширина - 80 мм.

Ось для вертушки проще всего сделать из двухметрового отрезка стальной трубы с внешним диаметром около 30 мм. Перед тем как подбирать заготовку для оси, найдите два шарикоподшипника, желательно новые. Согласовав размеры трубы и подшипников, вы избавите себя от лишней работы по подгонке трубы к внутренним обоймам подшипников. Стальные крестовины ротора привариваются к оси, деревянные крепятся эпоксидным клеем и стальными штифтами диаметром 5- 6 мм, проходящими одновременно через каждую крестовину и трубу. Лопасти смонтируйте на болтах М12. Внимательно проверьте расстояния от лопастей до оси: они должны быть одинаковыми - 140-150 мм. Собрав барабан, снова покройте стыки деталей густой масляной краской.

Главный элемент установки готов, остаётся изготовить станину, сварив или склепав ее из металлического уголка (годится и деревянный вариант). На готовую станину установите шарикоподшипники. Проследите, чтобы не было перекоса, иначе ротор не сможет легко вращаться. Все детали установки дважды покройте масляной краской, на нижнем конце оси закрепите набор шкивов различного диаметра. Перекинутый через шкив вертушки ремень соедините с генератором электрического тока, например автомобильным. Построенный образец ветросиловой установки при скорости ветра 9-10 м/с сможет обеспечить мощность, передаваемую на генератор, равную 800 Вт.

Ну а если стоит безветренная погода или ветер слишком слаб, чтобы девать необходимую электроэнергию? Перебоев в выработке электричества не будет, если воспользоваться накопителем энергии - аккумулятором. Ветер есть - пускайте электричество напрямую к потребителю, ветра нет - включайте заряженные от ветроустановки аккумуляторы. На рисунке 3 мы показали схематическое устройство электрической цепи такой ветроустановки.

Если ветряк будет использоваться для поливки огорода или сада, его нужно смонтировать прямо над источником воды.

А теперь задание. Подумайте, ребята, как приспособить ветроустановку, о которой мы рассказали, для геологов, альпинистов, передвижных ремонтных и строительных бригад, для пастухов на далеких пастбищах.

ЮТ 1983 №5, В. ШУМЕЕВ, инженер, Рисунки А. МАТРОСОВА

=================

Ветродвигатель для ветряка

предлагаемая конструкция позволяет увеличить ветроэффективность ветродвигателя почти в 3,2 раза в сравнении с классической и довести ее до величины 0,65-0,75.

Новые возможности использования ветроэнергетики

использование нового способа управления работой ветроэнергетической установки и ее конструкция позволят повысить КПД турбинного колеса за счет более полной отдачи потоками воздуха своей энергии, увеличить площади захвата фронта воздушных потоков от 2 до 10 раз, уменьшить размеры турбинного колеса и увеличить частоту его вращения, уменьшить динамическую нагруженность конструкции в результате снижения массы и габаритов вращающихся частей в несколько раз, уменьшить капитальные затраты на производство и установку энергосиловых агрегатов в промышленности и частном секторе.

16. Статья: "Ветроэлектростанция-малютка", в формате DJVU, 137 Кб, скачать;

17. Статья: "Ветер... отапливает дом", в формате DJVU, 272 Кб, скачать;

18. Статья: "Бесконечный водоподъемник" в формате DJVU, 1,78 Мб, скачать;

19. Статья: "Ветровая "ромашка" (водокачка), в формате PDF, 1,87 Мб, скачать;

20. Статья: "Поливает ветер" (водокачка), в формате PDF, 1,6 Мб, скачать;

21. Статья: "Парусный... ветряк", в формате DJVU, 206 Кб, скачать;

22. Статья: "Электростанция едет с вами", в формате DJVU, 148 Кб, скачать;

23. Статья: "За помощью к ветру", в формате DJVU, 111 Кб, скачать;

24. Статья: "Электрический ветряк", в формате DJVU, 68,7 Кб, скачать;

25. Статья: "Пусть работает ветер", в формате DJVU, 181 Кб, скачать;

26. Статья: "Электростанция в рюкзаке", в формате DJVU, 100 Кб, скачать;

27. Статьи: "Ветряк - автомат" и "Ротор закрутится быстрее", в формате DJVU, 173 Кб, скачать;

28. Статьи: "Всякий ли ветер... ветер?" и "Светлячок" (ветрогенератор), в формате DJVU, 446 Кб, скачать;

29. Статья: "Ветер - помощник", в формате DJVU, 133 Кб, скачать;

30. Статья: "Электростанция в рюкзаке", в формате DJVU, 82 Кб, скачать;

31. Статья: "Лишь бы ветер дул", в формате Word, 94,5 Кб, скачать;

32. Статья: "Ветряной двигатель для обогрева теплиц и жилья", в формате DJVU, 105 Кб, скачать;

33. Статья: "Ветроэлектростанция", в формате Word, 167 Кб, скачать;

34. Статья: "Ветряная электростанция на базе асинхронного электродвигателя", в формате PDF, 146 Кб, скачать;

35. Статья: "Ветроэнергетические установки", в формате PDF, 743 Кб, скачать;

36. Статья: "Домашняя ветроэнергетика: уроки зимы", в формате PDF, 142 Кб, скачать;

37. Статья: "Ветродвигатель ВИМ Д-1,2", в формате DJVU, 331 Кб, скачать.

БЫСТРЫЕ КОММЕНТАРИИ (4)

ВИДЕО ПО ТЕМЕ.:

От редакции Здравомыслия:

Мини-гидроэлектростанция

Ни для кого не секрет,что углеводороды и их производные как источник энергии в ближайшем будущем исчерпают себя. Это связано,в первую очередь, с истощением запасов нефти по всему миру,а во-вторых - негативными экологическими последствиями их применения. Все возрастающие потребности в энергии заставляют человечество искать альтернативные источники,создавать автономные энергоустановки. Это и гидроэлектростанции,и ветряки,солнечные батареи,биогазовые установки. Их конструкции постоянно совершенствуются с целью повышения их КПД,который,к сожалению,и без того очень мал.

Наиболее универсальным источником энергии является вода и ветер. Это и натолкнуло одного из "кулибиных" наших дней использовать воду как источник энергии для районов,удаленных от централизованных пунктов энергоснабжения.И идея-то - проста,а поэтому и гениальна.Не надо строить огромные станции,поворачивать русла рек, тратить огромные средства. Для осуществления ее нужно всего лишь наличие реки и приложить руки.

В основе идеи лежит общеизвестный принцип - преобразование энергии движения водных масс в электрическую,путем соединения нескольких приводов.Вариантов конструкции может быть великое множество.В данном примере рассмотрим один из наиболее оптимальных вариантов.

По обоим берегам реки ставятся небольшие опоры О1 и О2,на которых на валах крепятся шестерни. Так же на валу одной (двух) шестерней крепится еще одна для передачи вращательного движения через клиноременную передачу на магнето.Между шестернями натягивается гибкая цепь,на которую под углом 45 градусов к потоку ставятся лопатки При движении воды происходит перемещении лопаток перпендикулярно потоку,что вызывает вращательное движение шестеренок и вала магнето,которое собственно и вырабатывает электричество. Кроме того,при использовании подобной конструкции обнаружился весьма хороший,но не объяснимый пока эффект:скорость потока воды за лопатками увеличивается. Таким образом,поставив подобные установки по течению воды каскадом (одна за другой), произойдет последовательное увеличение скорости потока воды и увеличение количества вырабатываемой энергии.

Кроме того,несколько измененный вариант конструкции может быть применен в зимнее время,когда верхний слой реки покрыт льдом.

Автор:Карнышов Д.В.

От редакции Здравомыслия:

Походная ветряная электростанция

Карманный фонарик стал предметом снаряжения каждого туриста. Да вот беда - энергию батареек приходится экономить. Но ведь можно взять с собой электростанцию. Весит она столько же сколько батарейка на 4, 5 вольт, да и места в рюкзаке займет не на много больше. Электрогенератор нашей электростанции - практически любой микроэлектродвигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов, а источник энергии - ветер. Принцип ее действия показан на рис. 1. генератор тока с пропеллером укреплен на шесте. От генератора идут провода к лампочке. Пропеллер автоматически следит за ветром с помощью флюгера. Задача в том, как сделать электростанцию максимально простой и легкой. Нужно так же чтобы она легко разбиралась на части, а основные узлы можно было бы отремонтировать или сделать заново из подручных средств прямо в походе. Начнем с генератора. Самая миниатюрная электростанция получится если использовать микроэлектродвигатель типа КМ У111-а-38, которые выпускаются в Германии. А если есть ПД-3 то электростанция получится наиболее мощной. Размеры основных двигателей вы можете видеть на рис. 2. для вращения генератора нужен пропеллер, который можно легко снимать с вала генератора или со складывающимися лопастями. снимающийся пропеллер изображен на рис. 3. Он изготавливается из белой жести.

В центре впаивается бобышка. В ней сверлится отверстие и нарезается резьба под винт. Угол наклона лопастей около 30 0. Число лопастей от 8 до 12. наиболее простая конструкция со складными лопастями показана на рис. 4. Лопасти изготовлены из пружинной проволоки марки ОВС диаметром 1-1,5 мм и обернуты фольгой. Заостренные концы проволоки воткнуты в заранее проделанные отверстия в пробке. Угол наклона лопастей так же 30 0. Если вы забудете лопасти дома не отчаивайтесь - вы их легко можете выстругать из подходящего куска дерева (рис. 4а). Ветер как правило капризен и часто меняет направление, поэтому нужно изготовить флюгер. Его конструкции изображены на рис. 1 и 5. В дощечке длиной 200-300 мм сделайте паз по размерам электродвигателя. Двигатель крепится в нем проволокой. Как можно ближе к двигателю просверлите отверстие. Здесь будет установлен флюгер на шесте. К нему прикрепите хвост - носовой платок или длинную ленту. Электростанция готова. Пользоваться лампочкой можно на 1,5 в. Она будет гореть достаточно ярко даже при слабом ветре.

Журнал "Юный техник"