Ветрогенератор вертикальный. Вертикальные ветрогенераторы: преимущества, недостатки и особенности конструкции

Какие основные преимущества вертикальных ветрогенераторов. Какие недостатки есть у вертикальных ветряков. Как устроен вертикальный ветрогенератор. Какие бывают типы вертикальных ветрогенераторов. Как сделать вертикальный ветрогенератор своими руками.

Что такое вертикальный ветрогенератор и как он работает

Вертикальный ветрогенератор — это ветроэнергетическая установка с вертикальной осью вращения. В отличие от классических горизонтально-осевых ветряков, лопасти вертикального ветрогенератора вращаются вокруг вертикальной оси, перпендикулярной направлению ветра.

Принцип работы вертикального ветрогенератора основан на использовании подъемной силы или силы сопротивления ветра. Ветер, обтекая лопасти ротора, создает разницу давлений, что приводит к возникновению крутящего момента и вращению ротора. Вращение ротора передается на электрогенератор, вырабатывающий электроэнергию.

Основные типы вертикальных ветрогенераторов

Существует несколько основных типов вертикальных ветрогенераторов:

• Ротор Савониуса — простейший тип, работающий за счет силы сопротивления ветра
• Ротор Дарье — использует подъемную силу, имеет более высокий КПД
• H-образный ротор — разновидность ротора Дарье с прямыми вертикальными лопастями
• Геликоидный ротор — лопасти закручены по спирали вокруг оси
• Многолопастной ротор — имеет большое количество небольших лопастей

Каждый тип имеет свои особенности конструкции, преимущества и недостатки. Выбор зависит от конкретных условий эксплуатации и требуемых характеристик.

Преимущества вертикальных ветрогенераторов

Вертикальные ветрогенераторы обладают рядом преимуществ по сравнению с горизонтально-осевыми установками:

• Независимость от направления ветра — нет необходимости в системе ориентации на ветер
• Низкий уровень шума при работе
• Компактность и возможность установки на крышах зданий
• Безопасность для птиц и летающих объектов
• Простота конструкции и обслуживания
• Способность работать при малых скоростях ветра
• Эстетичный внешний вид

Эти преимущества делают вертикальные ветрогенераторы привлекательными для использования в городских условиях и частных домохозяйствах.

Недостатки и ограничения вертикальных ветряков

Несмотря на преимущества, вертикальные ветрогенераторы имеют ряд существенных недостатков:

• Более низкий КПД по сравнению с горизонтальными ветряками
• Меньшая вырабатываемая мощность
• Неравномерность вращающего момента
• Повышенные вибрации и нагрузки на опорную конструкцию
• Сложность изготовления аэродинамически эффективных лопастей
• Более высокая стоимость в пересчете на единицу мощности

Эти недостатки ограничивают применение вертикальных ветрогенераторов в промышленных масштабах. Однако для небольших автономных систем их использование может быть оправданным.

Конструкция вертикального ветрогенератора

Основными элементами конструкции вертикального ветрогенератора являются:

1. Ротор с лопастями
2. Вертикальный вал
3. Электрогенератор
4. Опорная башня или крепление
5. Система управления

Ротор преобразует энергию ветра во вращательное движение. Вал передает вращение на генератор. Генератор вырабатывает электроэнергию. Опорная конструкция удерживает ветрогенератор. Система управления оптимизирует работу и обеспечивает защиту.

Сравнение вертикальных и горизонтальных ветрогенераторов

При выборе типа ветрогенератора важно учитывать следующие факторы:

Параметр	Вертикальные	Горизонтальные
КПД	15-20%	25-45%
Стартовая скорость ветра	2-3 м/с	3-5 м/с
Максимальная мощность	До 10 кВт	До нескольких МВт
Шумность	Низкая	Средняя
Занимаемая площадь	Малая	Большая

Выбор зависит от конкретных условий и задач. Вертикальные ветрогенераторы лучше подходят для городской среды и небольших систем, а горизонтальные — для промышленного применения.

Изготовление вертикального ветрогенератора своими руками

Для самостоятельного изготовления вертикального ветрогенератора потребуются следующие основные компоненты:

• Ротор с лопастями
• Вал
• Подшипники
• Генератор
• Опорная конструкция
• Контроллер заряда
• Аккумулятор

Процесс изготовления включает следующие основные этапы:

1. Расчет параметров и проектирование конструкции
2. Изготовление лопастей ротора
3. Сборка ротора и установка на вал
4. Монтаж генератора и подшипниковых узлов
5. Изготовление и установка опорной конструкции
6. Подключение электрической части
7. Настройка и тестирование

Важно тщательно выполнить все расчеты и соблюдать технологию изготовления для обеспечения эффективности и безопасности самодельного ветрогенератора.

Применение вертикальных ветрогенераторов

Вертикальные ветрогенераторы находят применение в следующих областях:

• Автономное энергоснабжение частных домов
• Освещение улиц и рекламных конструкций
• Энергообеспечение удаленных объектов
• Зарядка мобильных устройств в общественных местах
• Энергоснабжение маломощных потребителей
• Декоративные и образовательные цели

Компактность и низкий уровень шума делают вертикальные ветрогенераторы привлекательными для использования в городской среде и в качестве дополнительных источников энергии.

Вертикальные ветряки достоинства и недостатки

Е-ветерок.ру
Энергия ветра и солнца

>Разделы сайта

Мой небольшой опыт

Разные мои самоделки

Расчёт и изготовление лопастей

Изготовление генераторов

Готовые расчёты ветряков

Дисковые аксиальные ветряки

Из асинхронных двигателей

Ветряки из авто-генераторов

Вертикальные ветряки

Парусные ветрогенераторы

Самодельные солнечные панели

Аккумуляторы

Контроллеры инверторы

Альтернативное эл. статьи

Личный опыт людей

Ветрогенераторы Ян Корепанов

Ответы на вопросы

>Последние записи

> Тест lifepo4, зависимость напряжения и ёмкости

> Активный балансир для литиевых АКБ

> Дешёвый электро-велосипед

> Контроллер ФОТОН 150/50 MPPT WI-FI

> Отчёт о состоянии электростанции весна 2019

> Инвертор SILA +MPPT

> Гибридные инверторы SILA

> Реле напряжения XH-M609

> DC 300V 100A ваттметр

> ZT-X RM409B True-RMS цифровой мультиметр

> Электровелосипед, передний привод на my1016

org/Breadcrumb»> Главная

>Расчеты ветряков

>

Блуждая по просторам интернета в поисках информации по самодельным вертикальным ветрогенераторам упорно натыкаюсь на статьи о том какие хорошие вертикалки и нехорошие горизонталки. В пользу вертикалок многие приводят порой абстрактные не на чем не основанные доводы. Давайте попробуем трезво оценить достоинства и недостатки вертикалок и горизонталок.

>

Миф N1. Вертикальный ветрогенератор лучше работает на слабом ветру

Да почему лучше!, потому что крутится на ветре 1-2м/с, в то время как пропеллеры стоят. Ну крутится, а сколько энергии дает никто не задовался вопросом?, или уже один факт вращения ротора говорит о том что ветрогенератор дает электроэнергию. Все это обман, если посчитать мощность вертикального ветряка с площадью ротора скажем 3кв.м на ветру 2м/с, то этой мощности всего 2. 88ватта, которой как-раз и хватает на неспешное вращение ротора, и то при условии если редуктор и генератор не перегружают ротор. Кстати говоря некоторые горизонтальные винты тоже страгиваются при 2м/с, но специально так никто не делает так как в таком слабом ветре просто нет энергии. Если вы думаете что можно получать энергию с ветра 1-2-3м/с, то вы очень наивный и доверчивый человек, и вас ввели в заблуждения неграмотные люди.

Реальный диапазон начала выработки электроэнергии 3-4м/с, при этом ветре уже вращаются все горизонтальные винты и тут можно сравнить что лучше на таком слабом ветру 3-4м/с. Вертикальный ветряк с ротором размером 1.5*1.5м и ометаемой площадью ротора 3кв.м на ветру 3,5м/с даст энергии (0.6*3*3,5*3,5*3,5*0,2=15,485) 15 ватт энергии, из этой энергии надо еще вычесть КПД редуктора и генератора, и того можно рассчитывать на 6-10ватт, это ток зарядки 12-ти вольтового аккумулятора всего 0,3-0,7 Ампер.

Для вертикального ветряка типа «бочка» я беру КИЭВ 0,2, подробнее о принципах выработки энергии горизонтальных вертикальных ветрогенераторов здесь Принципы работы вертикальных и горизонтальных ветрогенераторов
Так-же о методах расчетов ветроколес здесь Расчет мощности ветроколеса

Теперь сравним горизонтальный ветряк с ометаемой площадью винта 3кв. м. Вы сразу скажете что сравнение не корректно так как площадь ротора вертикального ветряка и площадь лопастей горизонтального существенно различаются и площадь лопастей значительно меньше, а значит и мощность, но вы заблуждаетесь. КИЭВ (коэффициент использования энергии ветра ) зависит не от площади лопастей, а от аэродинамических характеристик.

Пока ротор вертикального ветряка будет делать один оборот вокруг своей оси под давлением ветра, пропеллер сделает за это время 5-10 оборотов в зависимости от быстроходности. Тем самым лопасти отработают с большим количеством ветра и возьмут больше энергии. Вертикальный типа бочка не может иметь скорость вращения больше скорости ветра, а пропеллер может, причем если быстроходность Z5, то он под нагрузкой вращается со скоростью в 5 раз больше скорости ветра за счет подъемной силы, без нагрузки быстроходность может доходить до Z10 и более. А у вертикалки максимальная скорость вращения относительно скорости ветра Z1, а под нагрузкой обычно Z0. 5.

Горизонтальный пропеллер за счет использования подъемной силы имеет больший КПД, правильные лопасти имеют КИЭВ до 0.47, но мы будем брать средний КИЭВ 0.3. Тогда с 3кв.м площади на ветру 3,5м/с энергии будет (0,6*3*3,5*3,5*3,5*0,3=23.1525) 23 ватта. И так-как нет редуктора то учтем только КПД генератора около 0.8 и получим 18ватт, то-есть в два раза больше чем с вертикального ветряка той-же площади. Но если еще учесть что вертикалки ставят внизу или на небольшой высоте, а горизонтальные как можно выше над землей, то разница будет еще больше так-как внизу ветер слабее и с завихрениями, а на верху более стабильный.

>

То-есть получается что людей просто обманывают говоря что вертикальные ветрогенераторы более эффективны на малом ветру. А оказывается они не только не лучше, но еще и хуже. Есть еще роторы Дарье, они более скоростные и больше КИЭВ, но у них проблемы со стартом на слабом ветру и не равномерная тяга, и их расчет очень сложен. Дарье еще может сравняться по КПД с пропеллером, но там другие «болячки».

Миф N2. Многие упорно утверждают что шума от вертикалок нет, а пропеллеры очень шумные

Если ветрогенераторы нормально сделаны то на слабом ветру они не шумят и шум можно услышать разве что от редуктора вертикалки, горизонтальный вообще не шумит. А вот когда ветер 8-12м/с, то тут чем скоростней пропеллер, и чем хуже аэродинамические качества лопасти, тем больше шума, но как правило этот шум не критичен. Шумит не громче чем сам ветер и деревья вокруг. Вертикальный ветряк так-же шумит из-за поворота ротора и перехода лопастей из под ветра на ветер. Эти переходы передаются ударными нагрузками на ротор и ротор начинает вибрировать, тяга становится неравномерной, а от этого может трещать и звенеть и обшивка лопастей, и другие элементы. Так-же очень шумным может быть редуктор. У горизонтального шум может издавать только пропеллер, и то производители эту проблему давно решили путем правильной аэродинамической формы лопасти. Самодельшики делают гадкими и закругленными кромки лопасти и фронтальную часть. То-есть шумность тоже обман чистой воды, чтобы натянуть на вертикальные ветряки еще один плюсик к их красоте.

Миф N3. Говорят что вертикальный ветряк проще и дешевле

Ну чтож давайте сравним что проще и дешевле, три лопасти из ПВХ или дюралюминиевой трубы сделанные за пару часов, или ротор вертикального ветряка. Уже понятно что на ротор потребуется намного больше времени, больше материала обшивки (оцинковка, алюминий, поликарбонат и пр.). Так-же нужен мощный каркас держатель ротора на подшипниках и каркас самого ротора. Все это трудоемкие сварочные работы с резкой металла и сборкой целой конструкции. Так что проще? и дешевле, сделать три лопасти весом 1,5-3кг+хвост или ротор весом 40-120кг.

Вы скажете что три лопасти сложнее так-как надо знать как их делать. Да, чтобы КИЭВ был высоким лопасти надо рассчитывать, благо для этого все есть, даже готовые программы, остается только нанести размеры на трубу, вырезать и обработать кромки лопасти. Но и ротор вертикального ветряка тоже надо рассчитывать по мощности и оборотам к генератору, иначе результат будет совсем плачевный.

Вы скажете что для горизонтального ветряка нужна мачта, а вертикалки обычно внизу ставят и не надо ни каких растяжек. Ну так ставьте пропеллер внизу на коротеньком каркасе, и будет такая-же слабая выработка пропеллера как и вертикалки. Любой ветряк надо поднимать на высоту или мирится со слабым ветром у земли и делать с запасом мощности.

Если же брать примерно одинаковые условия, скажем ветряк поднимается на Высоту 10 метров. То горизонтальному не нужна мощная мачта так-как при сильном ветре ветряк обычно тормозится контроллером чтобы не пошел «в разнос» от перебора мощности, или он просто останавливается методом КЗ обмоток генератора, а остановленный винт имеет небольшую парусность и переживет любой ураган. А вот вертикалку поднятую на ветер, от ветра не спрячешь, ударные нагрузки из-за перехода лопастей из под ветра на ветер начнут раскачивать мачту, и тут нужно все делать с большим запасом прочности, иначе ротор такой парусности на урагане просто сдует, так как ветер валит даже рекламные щиты и срывает крышы.

Еще не забываем про редуктор, который как правило неотъемлемая часть вертикального ротора, это тоже затратная часть, которая еще и КПД отнимает. Можно и без редуктора, тогда придется делать низко-оборотный генератор, который по размерам и цене будет раз в пять больше. Если посчитать, то вертиклка будет в пять раз дороже по цене и труднее в изготовлении. Так почему говорят что вертикальный ветрогенератор сделать проще и дешевле? Может они себе представляют вертикальный ветряк как простую бочку на шпильке, а трехлопастной ветрогенератор такой сложной конструкцией на мачте с растяжками, контроллером и пр. Так и для вертикалки по нормальному нужна мачта, контроллер, + редуктор на генераторе, сварка пространственной рамы, подшипники на валу и почее.

Миф N4. Говорят что вертикалки не дают низкочастотных вибраций, от которых убегают все крысы и мыши и пр. а горизонтальные вредят окружающей среде своими вибрациями

Если посмотреть в суть, то низкочастотные вибрации возникают от работы много-полюсных генераторов, где во время вращения магниты преодолевают магнитные поля катушек и от этого во время вращения ротора нагрузка на него неравномерная, а со скачками нагрузки, во время преодоления пиков нагрузки. От генератора вибрации передаются по мечте в землю и дальше низкочастотные вибрации расходятся по земле. Но каких размеров должен быть генератор чтобы от него вибрировала земля, правильно, в сотни киловатт. Эффект негативного влияния на животных есть только у промышленных ветряков мощностью в Мегаватты. К слову сказать что на вертикалки ставят такие-же генераторы и эти генераторы так-же вращаясь дают низкочастотные вибрации. То-есть и здесь людей обманывают говоря о том что только горизонталки не издают низкочастотные вибрации. Вертикалки дают точно такие же вибрации, и могут даже больше так как в вертикалках применят гораздо большие по размерам генераторы.

Вывод:

Как говорится если вам нравятся вертикальные ветряки то тут нет ничего не обычного, вращающиеся трубы выглядят красиво, вот только не надо вводить людей в заблуждение, о их эффективности, стоимости, простоте и прочими «достоинствами» Даже производители не могут сделать дешевые вертикальные установки и они как правило в 4-7раз дороже получаются при той-же мощности что и горизонтальные ветряки. Если бы было по другому, то везде бы стояли вертикальные трубы, а не пропеллеры. Сама по себе вертикальная конструкция интересна, если ее рассчитать и вложится, то отдача с нее будет. Но я бы не рискнул так-как простейшие расчеты показывают что горизонтальный ветряк в пять раз дешевле будет, или за эти-же деньго-трудо-затраты можно сделать ветряк в пять раз мощнее.

Вертикальный ветрогенератор своими руками

Вертикальный ветрогенератор своими руками

 

Нами была разработана конструкция ветрогенератора с вертикальной осью вращения. Ниже, представлено подробное руководство по его изготовлению, внимательно прочтя которое, вы сможете сделать вертикальный ветрогенератор сами.

 

 

Ветрогенератор получился вполне надежный, с низкой стоимостью обслуживания, недорогой и простой в изготовлении. Представленный ниже список деталей соблюдать не обязательно, вы можете внести какие-то свои коррективы, что-то улучшить, что-то использовать свое, т. к. не везде можно найти именно то, что в списке. Мы постарались использовать недорогие и качественные детали.

 

 

Используемые материалы и оборудование:

Наименование	Кол-во	Примечание
Список используемых деталей и материалов для ротора:
Предварительно вырезанный лист металла	1	Вырезан из стали толщиной 1/4″ при помощи гидроабразивной, лазерной и др. резке
Ступица от авто (Хаб)	1	Должна содержать 4 отверстия, диаметр около 4 дюймов
2″ x 1″ x 1/2″ неодимовый магнит	26	Очень хрупкие, лучше заказать дополнительно
1/2″-13tpi x 3′ шпилька	1	TPI — кол-во витков резьбы на дюйм
1/2″ гайка	16
1/2″ шайба	16
1/2″ гровер	16
1/2″. -13tpi колпачковая гайка	16
1″ шайба	4	Для того, чтобы выдержать зазор между роторами
Список используемых деталей и материалов для турбины:
3″ x 60″ Оцинкованная труба	6
ABS пластик 3/8″ (1.2×1.2м)	1
Магниты для балансировки	Если нужны	Если лопасти не сбалансированы, то магниты прикрепляются для балансировки
1/4″ винт	48
1/4″ шайба	48
1/4″ гровер	48
1/4″ гайка	48
2″ x 5/8″ уголки	24
1″ уголки	12 (опционально)	В случае, если лопасти не держат форму, то можно добавить доп. уголки
винты, гайки, шайбы и гроверы для 1″ уголка	12 (опционально)
Список используемых деталей и материалов для статора:
Эпоксидка с затвердителем	2 л
1/4″ винт нерж.	3
1/4″ шайба нерж.	3
1/4″ гайка нерж.	3
1/4″ кольцевой наконечник	3	Для эл. соединения
1/2″-13tpi x 3′ шпилька нерж.	1	Нерж. сталь не является ферромагнетиком, поэтому не будет «тормозить» ротор
1/2″ гайка	6
Стеклоткань	Если нужна
0.51мм эмал. провод		24AWG
Список используемых деталей и материалов для монтажа:
1/4″ x 3/4″ болт	6
1-1/4″ фланец трубы	1
1-1/4″ оцинк. труба L-18″	1
Инструменты и оборудование:
1/2″-13tpi x 36′ шпилька	2	Используется для поддомкрачивания
1/2″ болт	8
Анемометр	Если нужен
1″ лист алюминия	1	Для изготовления проставок, если понадобятся
Зеленая краска	1	Для покраски держателей пластика. Цвет не принципиален
Голубая краска бал.	1	Для покраски ротора и др. частей. Цвет не принципиален
Мультиметр	1
Паяльник и припой	1
Дрель	1
Ножовка	1
Керн	1
Маска	1
Защитные очки	1
Перчатки	1

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения не настолько эффективны, как их горизонтальные собратья, однако вертикальные ветрогенераторы менее требовательны к месту их установки.

Изготовление турбины

1. Соединяющий элемент — предназначен для соединения ротора к лопастям ветрогенератора.
2. Схема расположения лопастей — два встречных равносторонних треугольника. По данному чертежу потом легче будет расположить уголки крепления лопастей.

Если не уверены в чем то, шаблоны из картона помогут избежать ошибок и дальнейших переделываний.

Последовательность действий изготовления турбины:

1. Изготовление нижней и верхней опор (оснований) лопастей. Разметьте и при помощи лобзика вырежьте из ABS пластика окружность. Затем обведите ее и вырежьте вторую опору. Должны получиться две абсолютно одинаковые окружности.
2. В центре одной опоры вырежьте отверстие диаметром 30 см. Это будет верхняя опора лопастей.
3. Возьмите хаб (ступица от авто) и разметьте и просверлите четыре отверстия на нижней опоре для крепления хаба.
4. Сделайте шаблон расположения лопастей (рис. выше) и разметьте на нижней опоре места крепления уголков, которые будут соединять опору и лопасти.
5. Сложите лопасти в стопку, прочно свяжите их и обрежьте до требуемой длины. В данной конструкции лопасти длиной 116 см. Чем длинее лопасти, тем больше энергии ветра они получают, но обратной стороной является нестабильность в сильный ветер.
6. Разметьте лопасти для крепления уголков. Накерните, а затем просверлите отверстия в них.
7. Используя шаблон расположения лопастей, который представлен на рисунке выше, прикрепите лопасти к опоре при помощи уголков.

Изготовление ротора

Последовательность действий по изготовлению ротора:

1. Положите два основания ротора друг на друга, совместите отверстия и напильником или маркером сделайте небольшую метку по бокам. В дальнейшем, это поможет правильно сориентировать их относительно друг-друга.
2. Сделайте два бумажных шаблона расположения магнитов и приклейте их на основания.
3. Промаркируйте полярность всех магнитов при помощи маркера. В качестве «тестера полярности» можно использовать небольшой магнит, обмотанный тряпкой или изолентой. Проводя его над большим магнитом, будет хорошо видно, отталкивается он или притягивается.
4. Приготовьте эпоксидную смолу (добавив в нее отвердитель). И равномерно нанесите ее снизу магнита.
5. Очень аккуратно поднесите магнит к краю основания ротора и переместите его к своей позиции. Если магнит устанавливать сверху ротора, то большая мощность магнита может его резко примагнитить и он может поломаться. И никогда не суйте свои пальцы и другие части тела между двумя магнитами или магнитом и железом. Неодимовые магниты очень мощные!
6. Продолжайте приклеивать магниты к ротору (не забудьте смазывать эпоксидкой), чередую их полюса. Если магниты сьезжают под действием магнитной силы, то воспользуйтесь куском дерева, располагая его между ними для страховки.
7. После того, как один ротор закончили, переходите к второму. Используя ранее поставленную метку, расположите магниты точно напротив первого ротора, но в другой полярности.
8. Положите роторы подальше друг от друга (чтобы они не примагнитились, иначе потом не отдерете).

Изготовление статора

Изготовление статора очень трудоемкий процесс. Можно конечно купить готовый статор (попробуй еще найти их у нас) или генератор, но не факт, что они подойдут для конкретного ветряка со своими индивидуальными характеристиками

Статор ветрогенератора — электрический компонент, состоящий из 9-ти катушек. Катушка статора изображена на фото выше. Катушки разделены на 3 группы, по 3 катушки в каждой группе. Каждая катушка намотана проводом 24AWG (0.51мм) и содержит в себе 320 витков. Большее количество витков, но более тонким проводом даст более высокое напряжение, но меньший ток. Поэтому, параметры катушек могут быть изменены, в зависимости от того, какое напряжение вам требуется на выходе ветрогенератора. Нижеследующая таблица поможет вам определиться:
320 витков, 0.51 мм (24AWG) = 100В @ 120 об/мин.
160 витков, 0.0508 мм (16AWG) = 48В @ 140 об/мин.
60 витков, 0.0571 мм (15AWG) = 24В @ 120 об/мин.

Вручную наматывать катушки — это скучное и трудное занятие. Поэтому, чтобы облегчить процесс намотки я бы вам посоветовал сделать простое приспособление — намоточный станок. Тем более, что конструкция его достаточно проста и сделать его можно из подручных материалов.

Витки всех катушек должны быть намотаны одинаково, в одном и том же направлении и обращайте внимание или отмечайте, где начало, а где конец катушки. Для предотвращения разматывания катушек, они обмотаны изолентой и промазаны эпоксидкой.

Приспособление для намотки катушек

Приспособа сделана из двух кусков фанеры, изогнутой шпильки, куска ПВХ-трубы и гвоздей. Перед тем, как изогнуть шпильку, нагрейте ее горелкой.

Небольшой кусок трубы между дощечками обеспечивает заданную толщину, а четыря гвоздя обеспечивают необходимые размеры катушек.

Вы можете придумать свою конструкцию намоточного станка, а может у вас уже имеется готовый.
После того, как все катушки намотаны их необходимо проверить на идентичность друг к другу. Это можно сделать при помощи весов, а также нужно померить сопротивления катушек мультиметром.

 

 

Схема соединения катушек статора

Не подключайте домашних потребителей напрямую от ветрогенератора! Также соблюдайте меры безопасности при обращении с электричеством!

Процесс соединения катушек:

1. Зачистите шкуркой концы выводов каждой катушки.
2. Соедините катушки, как показано на рисунке выше. Должно получиться 3 группы, по 3 катушки в каждой группе. При такой схеме соединений получится трехфазный переменный ток. Концы катушек припаяйте, либо воспользуйтесь зажимами.
3. Выберите одну из следующих конфигураций:
   А. Конфигурация «звезда«. Для того, чтобы получить большое напряжение на выходе, соедините выводы X,Y и Z между собой.
   B. Конфигурация «треугольник». Для того, чтобы получить большой ток, соедините X с B, Y с C, Z с A.
   C. Для того, чтобы в будущем сделать возможность изменять конфигурацию, нарастите все шесть проводников и выведите их наружу.
4. На большом листе бумаге нарисуйте схему расположения и подключения катушек. Все катушки должны быть равномерно распределены и соответствовать расположению магнитов ротора.
5. Прикрепите катушки при помощи скотча к бумаге. Приготовьте эпоксидную смолу с отвердителем для заливки статора.
6. Для нанесения эпоксидки на стеклоткань используйте малярную кисть. Если необходимо, то добавьте небольшие кусочки стеклоткани. Центр катушек не заполняйте, чтобы обеспечить их достаточное охлаждение при работе. Постарайтесь избегать образования пузырьков. Целью данной операции является закрепление катушек на своих местах и придание плоской формы статору, который будет располагаться между двумя роторами. Статор не будет нагруженным узлом и не будет вращаться.

Для того, чтобы стало более понятно, рассмотрим весь процесс в картинках:

Готовые катушки помещаются на вощеную бумагу с начерченной схемой расположения. Три небольших круга по углам на фото выше — места отверстий для крепления кронштейна статора. Кольцо в центре предотвращает попадание эпоксидки в центральную окружность.

Катушки закреплены на своих местах. Стеклоткань, небольшими кусочками помещается вокруг катушек. Выводы катушек можно вывести внутрь или наружу статора. Не забудьте оставить достаточный запас длины выводов. Обязательно еще раз проверьте все соединения и прозвоните мультиметром.

Статор практически готов. Отверстия для крепления кронштейна, сверлятся в статоре. При сверлении отверстий смотрите не попадите в выводы катушек. После завершения операции, обрежьте лишнюю стеклоткань и если необходимо, шкуркой зачистите поверхность статора.

 

 

Кронштейн статора

Труба для крепления оси хаба была обрезана под нужный размер. В ней были просверлены отверстия и нарезана резьба. В дальнейшем в них будут вкручены болты, которые будут удерживать ось.

На рисунке выше показан кронштейн, к которому будет крепиться статор, находящийся между двумя роторами.

На фото выше показана шпилька с гайками и втулкой. Четыре таких шпильки обеспечивают необходимый зазор между роторами . Вместо втулки можно использовать гайки большего размера, либо самому вырезать шайбы из алюминия.

Генератор. Окончательная сборка

Небольшое уточнение: малый воздушный зазор между связкой ротор-статор-ротор (который задается шпилькой с втулкой), обеспечивает более высокую отдаваемую мощность, но возрастает риск повреждения статора или ротора при перекосе оси, который может возникнуть при сильном ветре.

На левом рисунке ниже, показан ротор с 4-мя шпильками для обеспечения зазора и двумя алюминиевыми пластинами (которые в дальнейшем будут убраны).
На правом рисунке показан собранный и покрашенный в зеленый цвет статор, установленный на место.

Процесс сборки:
1. В плите верхнего ротора просверлите 4 отверстия и нарежьте в них резьбу для шпильки. Это необходимо для плавного опускания ротора на свое место. Уприте 4 шпильки в алюминиевые пластины приклеенные ранее и установите на шпильки верхний ротор.
Роторы будут притягиваться друг к другу с очень большой силой, поэтому и нужно такое приспособление. Сразу выровняйте роторы относительно друг-друга по поставленным ранее метках на торцах.
2-4. Поочередно вращая ключом шпильки, равномерно опускайте ротор.
5. После того, как ротор уперся в втулку (обеспечивающая зазор), выкрутите шпильки и уберите алюминиевые пластины.
6. Установите хаб (ступицу) и прикрутите его.

Генератор готов!

После установки шпилек (1) и фланца (2) ваш генератор должен выглядеть приблизительно так (см. рис. выше)

Болты из нержавейки служат для обеспечения электрического контакта. На провода удобно использовать кольцевые наконечники.

Колпачковые гайки и шайбы служат для крепления соедин. платы и опоры лопастей к генератору. Итак, ветрогенератор полностью собран и готов к тестам.

Для начала, лучше всего рукой раскручивать ветряк и измерять параметры. Если все три выходные клеммы закоротить между собой, то ветряк должен вращаться очень туго. Это может быть использовано для остановки ветрогенератора для сервисного обслуживания или в целях безопасности.

Ветрогенератор можно использовать не только для обеспечения дома электричеством. К примеру данный экземпляр, сделан так, чтобы статор вырабатывал большое напряжение, которое затем используется для нагрева.
Рассматриваемый выше генератор выдает 3-х фазное напряжение с различной частотой (зависит от силы ветра), а к примеру в России используется однофазная сеть 220-230В, с фиксированной частотой сети 50 Гц. Это отнюдь не означает, что данный генератор не подойдет для питания бытовых приборов. Переменный ток с данного генератора может быть преобразован в постоянный ток, с фиксированным напряжением. А постоянный ток уже может использоваться для питания светильников, нагрева воды, заряда аккумуляторов, а может быть поставлен преобразователь для преобразования постоянного тока в переменный. Но это уже выходит за рамки данной статьи.

На рисунке выше простая схема мостового выпрямителя, состоящего из 6-ти диодов. Он преобразовывает переменный ток в постоянный.

Место установки ветрогенератора

Ветрогенератор, описываемый здесь, установлен на 4-х метровой опоре на краю горы. Трубный фланец, который установлен снизу генератора обеспечивает легкую и быструю установку ветрогенератора — достаточно прикрутить 4 болта. Хотя для надежности, лучше приварить.

Обычно, горизонтальные ветрогенераторы «любят» когда ветер дует с одного направления, в отличии от вертикальных ветряков, где за счет флюгера, они могут поворачиваться и им не важно направление ветра. Т.к. данный ветряк установлен на берегу скалы, то ветер там создает турбулентные потоки с разных направлений, что не очень эффективно для данной конструкции.

Другим фактором, который необходимо учитывать при подборе места размещения, является сила ветра. Архив данных по силе ветра для вашей местности можно найти в интернете, правда это будет очень приблизительно, т.к. все зависит от конкретного места.
Также, в выборе месторасположения установки ветрогенератора поможет анемометр (прибор для измерения силы ветра).

 

 

Немного о механике ветрогенератора

Как известно, ветер возникает из-за разности температур поверхности земли. Когда ветер вращает турбины ветрогенератора, он создает три силы: подьемную, торможения и импульсную. Подьемная сила обычно возникает над выпуклой поверхностью и является следствием разности давлений. Сила торможения ветра возникает за лопастями ветрогенератора, она является нежелательной и тормозит ветряк. Импульсная сила возникает из-за изогнутой формы лопастей. Когда молекулы воздуха толкают лопасти сзади, то им некуда потом деваться и они собираются позади них. В результате, они толкают лопасти в направлении ветра. Чем больше подьемная и импульсная силы и меньше сила торможения, тем быстрее лопасти будет вращаться. Соответственно вращается ротор, который создает магнитное поле на статоре. В результате чего вырабатывается электрическая энергия.

Скачать схему расположения магнитов.

 

Источник: www.cxem.net

Ветряная турбина с вертикальной осью для городского применения

Ветровая турбина с вертикальной осью для городского применения

Энергия ветра является коммерчески проверенной и быстро развивающейся формой производства электроэнергии. Ветряные турбины обеспечивают чистую, возобновляемую и экономически эффективную электроэнергию по всему миру и быстро становятся основной технологией возобновляемой энергии после солнечной (солнечной) энергии. Принятая классификация ветродвигателя определяется его осью ориентации. Либо как Ветровая турбина с горизонтальной осью (HAWT) или как ветряная турбина с вертикальной осью (VAWT).

Трехлопастные ветряные турбины с горизонтальной осью повсюду, это проверенная и надежная конструкция с долгой историей доработок и улучшений. HAWT широко используются в больших массивах ветряных электростанций в сельской местности, а также в открытых морских проектах, где движение ветра более чистое, сильное и беспрепятственное.

Однако из-за высотных зданий, деревьев и больших искусственных сооружений характер и течение ветра вокруг городов и городских районов менее предсказуемы, более хаотичны и полны турбулентности. Это делает большие горизонтальные конструкции ветряных турбин с аэродинамическим профилем менее эффективными в городских и полугородских районах.

Конструкция ветряной турбины с вертикальной осью

Ветряная турбина с вертикальной осью , или сокращенно ВАВТ, более привлекательна и лучше подходит для использования в городах и городской среде, где поток ветра менее предсказуем. Это делает VAWT гораздо лучшим выбором как для наземной установки, так и для монтажа на зданиях и крышах, что в противном случае ограничило бы установку более высоких горизонтальных конструкций турбины.

Кроме того, этот тип ветряного генератора является всенаправленным, что означает, что он не требует ориентации лопастей против встречного ветра, как это всегда требуется по его конструкции. Тогда у VAWT нет сложных требований к зевоте или хвостовому плавнику, чтобы гарантировать, что он всегда смотрит в правильном направлении.

Частично благодаря простой конструкции вертикальных лопастей с низким коэффициентом трения турбины с вертикальной осью имеют относительно низкую скорость включения ветра, что позволяет им работать в окружении зданий и объектов инфраструктуры независимо от характеристик или направления ветра. Еще одно преимущество ветряных турбин с вертикальной осью заключается в том, что они могут быть расположены близко к точке использования, что снижает нагрузку на любую существующую сетевую инфраструктуру, способствуя устойчивости и уменьшая любые экологические проблемы.

Конструкции ветряных турбин с вертикальной осью

Энергия проходит через окружающую среду в виде течения или потока ветра. Максимальное количество энергии, которую любая ветряная турбина может извлечь из ветра, во многом зависит от ее типа, конструкции и местоположения. Горизонтальные ветряные турбины извлекают энергию, замедляя набегающий ветер с помощью лопастей ротора. Если он хочет добиться 100% эффективности при этом, лопасти ротора должны будут останавливать 100% ветра, что явно невозможно.

Ветряные турбины с вертикальной осью представляют собой новый тип технологии выработки электроэнергии, предназначенный для небольшой ниши городского рынка. Как правило, VAWT будут иметь довольно низкое визуальное и экологическое воздействие вокруг зданий, поскольку они короче по высоте, чем традиционная горизонтальная ветряная турбина. Кроме того, их основные рабочие компоненты, такие как генератор и редуктор, расположены ближе к земле, что требует меньшего количества конструкционных опор. Это делает техническое обслуживание, осмотр и ремонт этих турбогенераторов довольно простыми.

Ветряные турбины с вертикальной осью вращаются вокруг оси, перпендикулярной ветру, с использованием различных конструкций. Вращающиеся лопасти, чашки или конструкции для взбивания яиц в настоящее время очень широко доступны, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Первоначально турбинные конструкции с вертикальной осью использовались для перекачивания воды и орошения сельскохозяйственных культур в отдаленных местах при ветре, дующем с любого направления и с небольшой скоростью. Сегодня VAWT являются эффективным решением для использования в населенных пунктах, где ветер нестабилен, при этом конструкция VAWT подразделяется на два основных типа: Savonius (с тяговым приводом) и Darrieus (с подъемным приводом).

Ветряная турбина Савониуса

Ветряная турбина Савониуса (названная в честь ее финского изобретателя) представляет собой простую конструкцию, основанную на принципе «дифференциального сопротивления». В роторе Савониуса используются два смещенных полуцилиндрических аэродинамических профиля, полуцилиндры или чашки, установленные вокруг вертикального вала, аналогично конструкции, используемой в анемометрах скорости ветра.

Обычно конструкции Савониуса состоят из двух или трех чаш, чаш на секцию или двух полуцилиндров, обращенных в противоположных направлениях к ветру, так что они образуют своего рода S-образную конструкцию, прикрепленную к вертикальному валу. Это означает, что он может вращаться только в одном направлении, как показано на рисунке.

Типы конструкции ротора турбины Савониуса

Турбины Савониуса работают, направляя ветер с обратной стороны вогнутой стороны стаканов или цилиндров с одной стороны и внутрь выпуклой стороны стаканов с другой стороны. Это направление ветра между чашками или полуцилиндрами приводит к движению и вращению вокруг закрепленного вертикального вала.

Тогда турбины Савониуса работают по принципу сопротивления, так как чашки имеют меньшее сопротивление при вращении в направлении ветра и большее сопротивление при вращении против ветра. Это влияние различных сил усиливается за счет движения ветра и воздуха между двумя (или тремя) чашками, что, в свою очередь, увеличивает крутящий момент вала для использования в производстве электроэнергии или перекачивании воды.

Однако, поскольку они работают только по принципу сопротивления, они, как правило, менее эффективны, чем другие конструкции VAWT, поскольку можно успешно извлечь только около 25–30% энергии, доступной в ветре.

Основное преимущество конструкции ротора Савониуса заключается в том, что его очень легко вращать. Присущая ему низкая скорость ветра при включении и низкое передаточное отношение скорости позволяют ему извлекать энергию из любого ненаправленного ветра. Таким образом, он хорошо подходит для работы во многих городских районах с низкой скоростью ветра, а также с переменным направлением ветра.

Ветряные турбины с вертикальной осью ротора Савониуса — это простые, не требующие особого ухода турбины, которые можно использовать в приложениях, не требующих большого количества электроэнергии. Самодельные конструкции ротора Савониуса также были изготовлены из двух половин масляного барабана для простых автономных перекачивающих насосов. Но наиболее распространенным применением ротора Савониуса является их использование в анемометрах скорости ветра, которые измеряют скорость ветра.

Конструкция ветряной турбины Darrieus

Ротор ветряной турбины Darrieus (названный в честь своего финского изобретателя) использует две или три тонкие лопасти с аэродинамическим профилем или лопасти, которые выглядят как вертикальные лопасти или конструкция в форме взбивалки, установленная на вертикальном валу. Лопасти в форме аэродинамического профиля расположены горизонтально вокруг центрального вала, что обеспечивает лучшие аэродинамические характеристики и гораздо более простую конструкцию, чем ротор Савониуса. Ротор может состоять из двух, трех и более прямых, изогнутых или аэродинамических лопастей в своей конструкции. Два прямых лезвия широко известны как конфигурация Н-образного лезвия.

Типы конструкции ротора турбины Дарье

Ротор Дарье работает по принципу подъемной силы (аналогично горизонтальному ротору с аэродинамическим профилем) с максимальным крутящим моментом, создаваемым, когда профилированные лопасти движутся поперек ветра быстрее, чем скорость ветра. Это означает, что они могут извлекать больше полезной энергии из ветра на единицу омываемой площади, в отличие от ротора Савониуса.

При вращении по круговой траектории в воздухе каждая лопасть создает небольшую подъемную силу, что приводит к положительному крутящему моменту на роторе, аналогичному аэродинамическим силам на крыле самолета, и чем больше подъемная сила, тем больше вращение. Механическая энергия передается на центральный вал некоторой касательной силой, которая передает мощность электрическому генератору внизу.

В отличие от предыдущего ротора Савониуса, чистый ротор Дарье не является самозапускающейся машиной, поэтому для первоначального запуска требуется внешний механизм. То есть ротор уже должен вращаться, прежде чем ветер сможет оказать на него движущую силу. Как правило, небольшой ротор Савониуса встроен в главный вал Дарье для обеспечения необходимого пускового момента на низких скоростях.

Преимущество конструкции ротора Дарье заключается в том, что после запуска он может вращаться с довольно высокой скоростью, производя большую выходную мощность, чем ротор Савониуса. Лопасти некоторых высококлассных коммерческих вертикальных ветряных турбин имеют шарниры для переменных углов наклона, которые при высоких скоростях вращения перемещают положение из-за центробежных сил и снижают скорость вращения, тем самым устраняя опасность превышения скорости.

Ветряная турбина с вертикальной осью Краткое описание

Ветряные турбины используются для преобразования энергии ветра в электричество или для перекачки воды. Рост и признание ветряных турбин в городских условиях по-прежнему ограничены, но городские VAWT имеют несколько преимуществ по сравнению с их более крупными собратьями с горизонтальной осью. Они могут генерировать электроэнергию на местном уровне для автономных приложений, сокращать выбросы парниковых газов электростанциями, а также способствовать устойчивому развитию местного сообщества.

Ветряные турбины с вертикальной осью в форме ротора Савониуса или Дарье хорошо подходят для городов и городских районов со слабой и нестабильной скоростью ветра. Ветряная турбина Савониуса вращается с меньшей скоростью, поэтому лучше подходит для перекачки воды. Ветряная турбина Дарье вращается с более высокой скоростью, поэтому лучше подходит для производства электроэнергии. Однако роторы Дарье не запускаются автоматически.

В результате теперь доступны гибридные роторы Дарье-Савониуса, которые могут извлекать больше кинетической энергии из низкой или непредсказуемой скорости ветра для использования в городских условиях. Одной из таких конструкций гибридных VAWT является ветряная турбина с вертикальной осью NINILADY мощностью 300 Вт, которая состоит из ротора Савониуса S-типа с тремя лопастями аэродинамического профиля, образующими ротор Дарье для максимальной производительности. Он может генерировать электроэнергию при относительно низкой скорости ветра 1,3 м/с и достигать номинальной выходной мощности 300 Вт при скорости 10 м/с.

Чтобы узнать больше о «Энергии ветра» или получить больше фактов об энергии ветра о различных системах ветряных турбин, доступных для домашнего строителя, или изучить преимущества и недостатки самодельной энергии ветра, щелкните здесь, чтобы получить копию одного из них. из лучших «Руководств по ветряным турбинам с вертикальной осью» сегодня и узнайте больше о проектировании, разработке, изготовлении и тестировании небольших ветряных турбин с вертикальной осью.

Ветряная турбина Pikasola 200 Вт макс. 220 Вт, 12 В, 5 лопастей…

NINILADY 600W 800W Вертикальная ветряная турбина 12V 24V…

Pikasola 1400W 12/24v Battery Off Grid Controller…

Контроллер заряда ветряной турбины Pikasola Mini Wind…

Плавающая ветряная турбина с вертикальной осью мощностью 1 МВт будет развернута у побережья Норвегии

В последнее время мы немного болтаем о плавучих морских ветряных турбинах, но на то есть веские причины. Взгляните на прогнозируемые данные Управления энергетической информации США по приведенной стоимости энергии (LCoE) на 2027 год на стр. 9.этого отчета. Глубокий шельфовый ветер — это огромная возможность использования возобновляемых источников энергии в гонке за декарбонизацию, но в нынешнем виде он настолько дорог, что будет сложно сделать из него бизнес. Всемогущий доллар заговорит; если оффшорный ветер не будет прибыльным, человечество не получит доступа к этому ресурсу.

Но, как было метко объяснено в наших недавних интервью с чрезвычайно инновационной компанией World Wide Wind и сверхпрактичной T-Omega Wind, часть проблемы заключается в самой технологии. По словам этих новаторов, сегодняшние морские ветряные турбины типа «вентилятор на палке» построены на береговых конструкциях и наземном мышлении, которые просто никогда не будут рентабельно работать в глубоком океане. Здесь есть огромные возможности для фундаментально разных проектов, чтобы изменить довольно больную отрасль, поставлять значительно более дешевую энергию с оффшорных ветряных электростанций и тем самым внести огромный вклад в революцию в области чистой энергии.

Шведская компания SeaTwirl существует уже некоторое время; мы впервые рассказали об этом еще в 2011 году. Официально основанная в 2012 году, на основе идеи, впервые прототипированной и испытанной еще в 2007 году, у компании была небольшая тестовая версия технологии плавающей турбины мощностью 30 кВт, которая называется S1 установлен у побережья Люсекиля, Швеция, с 2015 года. Возвышаясь на 13 м (43 фута) над ватерлинией и опускаясь на 18 м (59 футов) ниже, он был подключен к сети и производил электроэнергию в течение семи лет, и это число продолжается. доказал свою способность противостоять ураганному ветру и волнению.

Прототип S1 мощностью 30 кВт работает уже семь лет и доказал свою способность противостоять ураганному ветру

SeaTwirl

SeaTwirl описывает свою конструкцию как простую и надежную. Это ветряная турбина с вертикальной осью (VAWT), вращающийся цилиндр, в отличие от ветряных турбин с горизонтальной осью (HAWT), которые обычно используются сегодня. VAWT являются многообещающей технологией для плавучего морского ветра по нескольким причинам.

Во-первых, они могут принимать и использовать ветер со всех направлений, поэтому им не нужны тяжелые и дорогие системы, чтобы направлять их по ветру, как это делают HAWT. Во-вторых, они могут запускать свои генераторы на уровне или ниже ватерлинии. HAWT необходимо установить это тяжелое снаряжение прямо на вершину своих опорных башен, где находится главная ось, создавая конструкцию с тяжелым верхом, которая требует чрезвычайной прочности башни и огромных противовесов под поверхностью, чтобы удерживать их в вертикальном положении. Больше прочности означает больше материалов и больше затрат.

В-третьих, их можно размещать гораздо ближе друг к другу, чем HAWT, поскольку они создают минимальный кильватерный след по ветру. HAWT должны быть расположены дальше друг от друга, что снижает урожайность с данной площади проекта.

Одним из преимуществ VAWT является их способность располагаться гораздо ближе друг к другу, чем HAWT в установке

SeaTwirl

Конструкция

SeaTwirl предусматривает жесткое крепление трех лопастей VAWT на длинной плавучей штанге с низким центром тяжести и тяжелым грузом внизу, выступающим в роли киля. Он находится в кольце статического генератора, которое закреплено на морском дне. Вся опора вращается, приводимая в движение лопастями, которые ловят ветер, а генератор собирает энергию и отправляет ее обратно на берег по кабелям.

Поскольку сама главная башня находится на плаву и держится более или менее вертикально за счет киля, подшипники генератора не должны воспринимать вес всей конструкции. Таким образом, они могут быть меньше, легче и дешевле. Как и в случае с другими конструкциями VAWT, техническое обслуживание должно быть намного проще и дешевле, чем с HAWT, потому что части, которые требуют работы, располагаются на уровне моря, а не на вершине огромных башен. Таким образом, их можно обслуживать без необходимости использования чудовищно дорогих кранов.

В настоящее время SeaTwirl готовится к созданию своей первой версии мощностью 1 МВт, пилотной версии своего первого коммерческого продукта. Компания подписала письмо о намерениях, чего бы это ни стоило, с оффшорным, энергетическим и морским поставщиком Westcon, чтобы построить и развернуть свою первую турбину модели S2x недалеко от Бока в Норвегии. Ожидается, что он будет введен в эксплуатацию где-то в 2023 году с испытательным периодом около пяти лет.

В конструкции SeaTwirl ветряная турбина с вертикальной осью плавает в кольце статического генератора, закрепленного на морском дне 9.0004 СиТвирл

S2x значительно больше — SeaTwirl описывает его примерно в 30 раз больше, чем S1. Он достигнет высоты около 55 м (180 футов) над поверхностью, а его утяжеленный центральный стержень погрузится на глубину 80 м (262 фута). Таким образом, для работы ему потребуется глубокая вода; SeaTwirl предлагает не менее 100 м (328 футов), если вы не хотите стучать им по морскому дну. Он отключит питание, если скорость ветра превысит 25 м/с (56 миль/ч, 90 км/ч), но он рассчитан на экстремальные скорости ветра до 50 м/с (112 миль/ч, 180 км/ч). что соответствовало бы верхним пределам урагана второй категории. Компания заявляет, что срок службы должен составлять около 25-30 лет.

Приступая к делу, как обстоят дела с денежной стороной этих вещей? В прошлом SeaTwirl заявляла, что турбина мощностью 1 МВт мгновенно станет конкурентоспособной.

«Анализ, который был подтвержден третьей стороной, — говорится в презентации, ориентированной на инвесторов, сделанной как минимум пару лет назад, — показывает, что S2 VAWT сможет производить энергию при зрелой LCoE ниже 50 евро (США). $50)/МВтч».

Это действительно был бы огромный скачок вперед, который сделал бы оффшорные ветровые установки намного ближе по стоимости к береговым ветровым установкам. Конечно, еще неизвестно, сохранятся ли эти цифры в неопределенной экономике конца 2020-х годов.

Все, кто занимается ветровой энергетикой (за заметным исключением T-Omega), рассматривают масштабирование как способ дальнейшего снижения затрат, и SeaTwirl говорит, что помимо S2x, они рассматривают следующее устройство в диапазоне 6-10 МВт. , возможно, к 2025 году. Компания полагает, что эти устройства будут масштабироваться до 30 МВт, что почти вдвое превышает мощность крупнейших сегодняшних HAWT.

Многие из лучших в мире ресурсов ветровой энергии находятся далеко от берега, на большой глубине

SeaTwirl

Мы примем некоторые убеждения на этом фронте – не в том, что это можно сделать, а в том, что это можно сделать экономично. Для поплавковой установки S2x мощностью 1 МВт уже требуется шахта длиной 135 м (443 фута), сильно утяжеленная на одном конце. Соорудить это, спустить на воду, отбуксировать на место и развернуть? Это уже чертовски логистическое предложение. SeaTwirl заявляет, что пока не готова говорить о методе установки, кроме как сказать: «Мы не планируем использовать глубоководные гавани». Но это будет абсолютно ключевой частью стоимости. При масштабировании до 10-кратного или 30-кратного увеличения емкости неясно, насколько больше и тяжелее станут эти устройства или насколько резко вырастут затраты на оборудование и логистику.

Это более простой и менее амбициозный подход, чем предложение World Wide Wind по развертыванию двухъярусных VAWT с противоположным вращением для удвоения выходной мощности. Но SeaTwirl на годы опережает по производительности, кажется, он уверен, что может обеспечить довольно похожий LCoE, и если все пойдет по плану, то где-то в следующем году у него будет что-то приличное, коммерчески значимое в воде.

Высокая стоимость глубоководной ветровой энергии, а также материалы и достижения в области моделирования могут создать условия, при которых VAWT, наконец, найдут свою нишу в секторе экологически чистой энергии.