Ветряк из генератора: Ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками

Содержание

Ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками

Ветряки — перспективная альтернатива для традиционной энергетики. Энергия ветра, преобразованная в электричество, обещает стать дешёвой, просто добываемой и малозатратной. А если брать во внимание счета, которые приходят сейчас за электричество, то в целях экономии стоит попытаться собрать собственный ветрогенератор, согласны?

Есть реальные примеры создания установок, вырабатывающих приличный объем энергии. Тем не менее возможности ветряков пока существенно опережают конкурентов, способных противостоять традиционному способу добычи электричества.

Мы представили руководство, следуя которому вы сможете собрать ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками. В предложенной к ознакомлению статье подробно разобраны распространенные ошибки, которые допускают при конструировании ветряков. Для наглядности статья сопровождается тематическими фото- и видеоматериалами.

Содержание статьи:

О самодельных ветряках для дома

Особый интерес к ветряной энергии проявляется на уровне бытовой сферы. Это понятно, если краем глаза взглянуть на очередной счёт за потреблённую энергию. Поэтому разного рода умельцы активизируются, используя все возможности получения электричества недорого.

Одна из таких возможностей, вполне реальная, тесно связана с ветряком из автомобильного генератора. Уже готовый прибор – автомобильный генератор – достаточно лишь оснастить , чтобы иметь возможность снимать с клемм генератора какое-то значение электрической энергии.

Правда эффективно работать он будет лишь при условии наличия ветреной погоды.

Пример из практики бытового применения ветряных генераторов. Удачно разработанная и вполне эффективная практическая конструкция ветряка. Установлен трёхлопастной винт, что редкость для бытовых аппаратов

Использование фактически любого автомобильного генератора приемлемо для конструирования ветряка. Но подобрать для дела обычно стараются модель мощную, способную выдавать большие токи. Здесь на пике популярности конструкции генераторов от грузовых автомобилей, крупных пассажирских автобусов, тракторов и т.п.

Помимо генератора для изготовления ветряка потребуется ещё ряд комплектующих деталей:

  • винт двух- или трёх- лопастной;
  • автомобильный аккумулятор;
  • электрический кабель;
  • мачта, элементы опоры, крепёж.

Конструкция винта на две или три лопасти считается наиболее оптимальной для классического ветряного генератора. Но бытовой проект зачастую далёк от инженерной классики. Поэтому чаще всего на домашнюю конструкцию стараются подобрать уже готовые винты.

Крыльчатка от вентилятора легкового автомобиля, которая будет использована в качестве винта ветряной домашней установки. Лёгкость и большая полезная площадь для воздушной силы позволяют применять такие варианты

Таким, к примеру, может стать крыльчатка от внешнего блока сплит-системы кондиционирования воздуха или от вентилятора того же автомобиля. Но когда есть желание следовать традициям конструирования ветрогенераторов, придётся сооружать пропеллер ветряка от начала до конца своими руками.

Перед принятием решения о сборке и установке ветрогенератора стоит оценить климатические данные участка и рассчитать окупаемость. Существенную помощь в этом окажет информация весьма , рекомендуемой нами к ознакомлению.

Технология сборки ветрогенератора

Оптимальной основой для генератора домашнего ветряка видится модель АТ-700, взятая от трактора серии ДТ. Правда этот тракторный генератор в его изначальном виде рассчитан на частоту вращения ротора до 6000 об/мин. Под конструкцию домашнего ветряка такой параметр явно чрезмерный.

Есть два выхода из положения:

  1. Применить какой-нибудь редуктор-мультипликатор, дающий требуемое передаточное отношение.
  2. Перемотать существующую обмотку статора  АТ-700 под малые обороты.

В принципе, оба варианта модернизации прибора достижимы. Но, судя по отзывам состоявшихся конструкторов, вариант с перемоткой обмотки статора более приемлем. Тем более если учитывать вес самого генератора АТ-700, достигающий 6 кг.

Тракторный генератор АТ-700. Многочисленные проекты в бытовой сфере разрабатывались на базе именно этого устройства, обладающего высокой отдачей по току. Но требуется небольшая модернизация

Если прибор дополнить редуктором, вес общего модуля увеличится вдвое. А это важный параметр для конструкции ветряка. Вес всегда стремятся уменьшить.

При использовании в конструкции ветряка генератора К 701 потребуется некоторая модернизация:

Галерея изображений

Фото из

Разборка автогенератора для переделки

Переделка соединений автогенератора

Установка магнитов в выступы ротора

Ротор и статор подготовлены к установке

Перемотка катушки статора по мере необходимости

Подготовка к соединению деталей

Сборка усовершенствованного генератора

Тестирование доработанного генератора

Шаг #1. Винт ветряной электростанции

Материалом для изготовления лопастей винта служит поливная алюминиевая труба (d = 200 мм) длиной 0,7 – 1,0 м. Изначально её разрезают вдоль на четыре отрезка, а затем из двух или трёх полученных частей вырезают лопасти требуемой формы.

Так как алюминий – материал, хорошо поддающийся обработке, вырезать из куска трубы нужную форму лопасти не проблема. Главное – правильно рассчитать и нарисовать шаблон.

Изготовленные лопасти будущего винта необходимо как-то скрепить и насадить на вал генератора. Эта работа более сложная, требует точного баланса и особенно при выполнении трехлопастной конструкции. Есть масса вариантов изготовления диска винта. Один из них – создание этой детали из алюминиевых пластин.

Потребуется рассчитать диаметр диска винта с учётом метровой длины лопастей. Для размаха крыла в 2 метра, расчётный диаметр диска может составлять 150-200 мм. На основании рассчитанного диаметра из листового алюминия вырезается необходимое количество круглых пластин (6-7 шт.).

Пример изготовления винта ветряного генератора из двухсотмиллиметровой алюминиевой трубы, применяемой на сельскохозяйственных полях для полива урожая. Получается лёгкая и эффективная конструкция

Вырезанные круглые пластины накладывают друг на друга, выравнивают по кромкам и скрепляют. Для скрепления лучше всего использовать качественный эпоксидный клей. Но не исключены также иные методы крепежа.

На готовом склеенном диске необходимо в центральной точке разметить и просверлить отверстие под крепление на валу генератора. Отверстие доработать шпоночным пазом под размер шпонки, установленной на валу ротора генератора.

Приготовленный таким способом пропеллерный диск размечают под крепление лопастей. По намеченным линиям сверлят отверстия для болтов крепления кронштейнов. Эти детали тоже делаются алюминиевыми с подбором по толщине, достаточной для компенсации передаваемых усилий.

Останется приложить изготовленные ранее лопасти к диску в намеченных точках соединения, сбалансировать их на ровной поверхности и закрепить болтами.

Шаг #2. Изготовление мачты из трубы

Тракторный генератор АТ-700, оснащённый самодельным винтом, уже представляет собой реальный ветряк. С целью получения максимального эффекта от конструкции, её желательно поднять метров на 5-7 и к тому же обеспечить круговое перемещение на 360°.

Поэтому флюгер-ветряк ставят на мачту, которую проще всего изготовить на базе металлической трубы.

Установленная мачта из металлической трубы диаметром 50 мм с ветряным генератором наверху. Для обеспечения устойчивости мачты применяются растяжки из металлического троса

Мачта высотой 5-7 метров, оснащённая наверху ветрогенератором, будет испытывать значительные нагрузки. Соответственно диаметр металлической трубы нужен достаточно большой — не менее 50 мм по наружному размеру.

Крепление мачты выполняется за счёт четырёх тросовых растяжек, закреплённых сверху ближе к ветряку и растянутых в противовес друг другу.

Под верхний обрез трубы-мачты, во внутреннюю область, запрессовывается пара подходящих подшипников или крепится каким-то иным способом. Это будет опорный крутящийся блок, куда встанет флюгер с генератором и винтом. Остаётся сделать сам флюгер и установить на него всё необходимое оборудование.

Шаг #3. Как сделать алюминиевый флюгер

Флюгерную конструкцию, на одном конце которой место под автомобильный генератор с винтом, а на другом — место под «хвостовик», рекомендуется делать из лёгкого прочного материала.

Например, алюминиевая труба прямоугольного профиля подошла бы под основание в самый раз. В качестве крепежа генератора к профильной трубе удобнее применить хомуты из мягкой металлической ленты (лучше нержавеющей).

Пример возможного крепления корпуса генератора на профильной трубе флюгера. Здесь используется металлическая рама с передним и задним кронштейнами под болтовое соединение

Хвост флюгера можно соорудить из того же алюминиевого листа и закрепить его к профильной трубе уголками. В точке центра тяжести, на профильной трубе, необходимо укрепить металлический штырь из нержавейки.

Эта деталь – в виде длинного болта (250-300 мм), диаметром около 30 мм (рассчитывается), проходит поперёк сквозь тело профильной алюминиевой трубы и закрепляется снизу гайкой. Поверх гайки ставится контргайка.

Диаметр резьбы болта должен быть чуть меньше внутреннего диаметра колец подшипников, запрессованных в трубе-мачте. В центре болта, по его оси, просверливается отверстие 7-10 мм. Сквозь это отверстие будет пропускаться электрический кабель от генератора и по трубе уходить вниз к месту подключения.

Шаг #4. Установка и подключение ветрогенератора

После всех описанных приготовлений (обязательно в условиях безветренной погоды) приступают к установке:

  1. На основании флюгера крепят хомутами тракторный генератор.
  2. Поднимают мачту от земли на 1,5 – 2 метра и устанавливают флюгер опорным болтом на подшипники.
  3. Одновременно пропускают кабель от генератора сквозь тело болта и дальше внутри трубы до нижней точки выхода.
  4. Также чуть ниже флюгерного основания жёстко устанавливают ограничитель, позволяющий вращаться флюгеру на 360° в одну или другу сторону, но не более того.
  5. Поднимают мачту окончательно и укрепляют тросовыми растяжками.
  6. Подключают концы кабеля к приёмному устройству (обычно через к аккумуляторной батарее).

На этом конструирование ветрового генератора можно считать завершённым. Однако есть ещё масса отдельных деталей процесса, с которыми придётся столкнуться в период применения устройства.

Структурная схема полноценной ветряной установки: 1 – ветряк, 2 – конвертер заряда АКБ; 3 – аккумулятор автомобильный; 4 – инвертор 24/220; 5,6 – выходы напряжений 220В и 24В

Эти детали связаны уже с автоматикой, регулирующей накопление и распределение энергии. Такие устройства как контроллер заряда, инвертор тока и прочие, являются обязательными компонентами ветровых генераторов.

Фото-пример сборки ветряка по шагам

Рассмотрим пример сооружения ветряка на 24 В, собранного на базе автомобильного генератора. Самоделка начинает стабильно работать при силе ветра 5 м/с. В средне-ветреную погоду с порывами от 15 м/с установка поставляет от 8 до 11 А, в дни с сильными ветрами КПД увеличивается. Мощность не более 300 Вт.

Галерея изображений

Фото из

На каждый полюс ротора ( их 24 штуки) устанавливаем и заливаем эпоксидной смолой по два магнита размером 20×5×5мм

Старый автомобильный генератор перед сборкой самоделки надо очистить от ржавчины. Желательно покрасить краской по металлу, исключающей дальнейшее ржавление

Статор перед последующей сборкой перематываем. Для перемотки используем провод сечением 0,56 мм. Наматываем в зависимости от числа катушек, число витков от 33 до 39

Закрепляем подготовленный к работе генератор на выполненной из профиля металлической раме. Ее тоже нужно покрасить

По размеру генератора вырезаем треугольную алюминиевую деталь, к которой будут крепиться лопасти. В примере их вырезали из остатков канализационной ПВХ трубы

Для защиты деталей генератора от воздействия внешней среды заливаем перемотанный статор эпоксидной смолой. После застывания окрашен краской, оберегающей от появления ржавчины

Традиционное для автогенераторов соединение, выполненное в форме треугольника, переделываем в звезду. От нее отводим три проводника к диодному мосту

Собираем самодельный ветрогенератор. К его валу, выполненному из металлической трубы, крепим подшипники и деталь, на которой болтами зафиксированы лопасти

Шаг 1: Заливка магнитов на роторе эпоксидкой

Шаг 2: Чистка ротора от ржавчины и окислов

Шаг 3: Перемотка статора автомобильного генератора

Шаг 4: Фиксация генератора на металлической раме

Шаг 5: Подготовка лопастей с крепежной деталью

Шаг 6: Обработка деталей генератора

Шаг 7: Соединение проводки звездой

Шаг 8: Установка лопастей самодельного ветряка

Фактически вся работа выполнена, остается соединить разрозненные компоненты полезной в быту установки:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 9: Установка контроллера ветрогенератора

Шаг 10: Устройство хвостовой части ветряка

Шаг 11: Крепление лопасти к хвосту

Шаг 12: Проверка работоспособности ветряка

Сооруженная своими руками установка развивает 24 В, применять ее можно для зарядки аккумуляторов мобильной техники и для поставки энергии в линии освещения с энергосберегающими светильниками.

Разбор ошибок конструирования

Сборка ветрогенератора в бытовых условиях собственными руками – дело, конечно же, не безошибочное. Даже в конструкциях промышленных ветряков инженерами допускаются ошибки. Но на ошибках учатся, о чём подтверждают вполне состоявшиеся бытовые конструкции.

Итак, среди ошибок при устройстве бытовых ветряных генераторов часто фигурирует такая деталь, как отсутствие в конструкции генератора модуля торможения. Стандартное исполнение таких приборов (автомобильных или тракторных) такой детали не предусматривает. Значит, генератор необходимо дорабатывать.

Однако не каждому «конструктору» хочется заниматься этим тонким делом. Многие игнорируют эту деталь, надеясь на «авось». Как результат – при сильном ветре винт раскручивается до неимоверно высоких скоростей. Подшипники генератора не выдерживают, разбивают посадочные места алюминиевых крышек. Происходит клин ротора.

Разрушенный ветрогенератор по причине недоработок в конструкции. Ошибки конструирования и монтажа подобных конструкций приводят к тяжёлым последствиям

К этой же теме относится недоработка, связанная с отсутствием ограничителя поворота флюгера. Нередко этот компонент попросту забывают установить и вспоминают только тогда, когда потоки ветра начинают раскручивать «петушка» вокруг своей оси, как юлу в передаче «Что? Где? Когда?». Результат плачевный.

Минимум ущерба  – перекручивание и обрыв электрического кабеля, а в тяжёлых случаях – разнос всей конструкции.

Другая примечательная ошибка сборки – неправильный расчёт точки центра тяжести на основании флюгера. В этом случае устройство какое-то время может функционировать нормально. Но со временем образуется перекос на подшипниковом узле, свобода вращения ограничивается, эффективность конструкции по отдаче энергии резко снижается.

О том, как , узнаете из предложенной нами статьи.

Нередко током, полученным от генератора, пытаются напрямую питать аккумуляторную батарею. Совсем скоро начинают удивляться – почему аккумулятор не держит заряд или обнаруживают пробой 2-3 банок.

Это банальная и естественная ошибка, так как в любом случае заряд АКБ должен проходить в условиях определённых токов и напряжений. Здесь нужен контроль этого процесса.

Домашним мастерам, заинтересованным темой , предлагаем ознакомиться еще с одним оригинальным вариантом. В предложенной статье описано изготовление генерирующей установки из бросовых деталей стиралки.

Выводы и полезное видео по теме

Даже обычный электрический шуруповёрт может стать ветряком, если знать основы устройства ветрогенератора.

Интерес к ветрогенераторам не снижается. Напротив, этот вариант добычи электрической энергии всё чаще рассматривается на уровне владельцев загородной недвижимостью.

Очевидно, если совмещать сразу несколько видов энергии – ветра, солнца, гидротурбин или атомных станций, такое совмещение может дать экономический эффект. При этом риски пользователя остаться без электричества сводятся к нулю.

Хотите рассказать о том, как собственноручно собрали ветряк для обеспечения электричеством дачи? Желаете поделиться полезными сведениями, не упомянутыми в статье? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, делитесь впечатлениями, только вам известными техническими нюансами и фото по теме статьи.

Автогенератор на ветряк без переделки

Автомобильный генератор самый доступный генератор, и если планируется делать ветрогенератор, то сразу невольно при поиске генератора вспоминается именно автомобильный генератор. Но без переделки на магниты и перемотки статора он не подходит для ветряка так-как рабочие обороты автомобильных генераторов 1200-6000 об/м.

По-этому чтобы избавится от катушки возбуждения ротор переделывают на неодимовые магниты, и чтобы поднять напряжение перематывают статор более тонким проводом. В итоге получается генератор мощностью при 10 м/с 150-300 ватт без использования мультипликатора (редуктора). Винт ставят на такой переделанный генератор диаметром 1.2-1.8 метра.

>

Сам автомобильный генератор очень доступен и его можно легко купить Б/У или новый в магазине, стоят они не дорого. Но вот чтобы переделать генератор нужны неодимовые магниты, провод для перемотки, а это ещё дополнительные траты денег. Так-же конечно надо уметь это делать, иначе можно всё испортить и выкинуть в мусор. Без переделки генератор можно использовать если сделать мультипликатор, к примеру если передаточное соотношение сделать 1:10, то при 120 об/м начнётся зарядка аккумулятора 12 вольт. При этом катушка возбуждения (ротор) будет потреблять около 30-40 ватт, а всё что останется пойдёт в аккумулятор.

Но если делать с мультипликатором, то конечно получится мощный и большой ветрогенератор, но при малом ветре катушка возбуждения будет потреблять свои 30-40 ватт и аккумулятору мало что достанется. Нормальная работа будет наверно на ветре от 5 м/с. При этом винт для такого ветряка должен быть диаметром около 3 метра. Получится сложная и тяжёлая конструкция. А самое сложное это найти готовый мультипликатор, подходящий с минимальными переделками, или изготовление самодельного. Мне кажется сделать мультипликатор сложнее и дороже чем переделать генератор на магниты и перемотать статор.

Если авто-генератор использовать без переделки, то он начнёт заряжать АКБ 12 вольт при 1200 об/м. Сам я не проверял при каких оборотах начинается зарядка, но в интернете после долгих поисков нашёл некоторую информацию, которая указывает что при 1200 об/м начинается зарядка АКБ. Есть упоминания что генератор заряжает при 700-800 об/м, но проверить это не представляется возможным. Я по фотографиям статора определил что обмотка статора современных генераторов ВАЗ состоит из 18 катушек, а каждая катушка имеет по 5 витков. Посчитал какое должно получится напряжение по формуле из вот этой статьи Расчёт генератора. В результате у меня как-раз получилось что 14 вольт при 1200 об/м. Конечно генераторы не все одинаковые и я где-то читал про 7 витков в катушках вместо пяти, но в основном 5 витков в катушке, а значит всё-таки 14 вольт достигается при 1200 об/м, от этого будем исходить далее.

Двух-лопастной винт на генератор без переделки

В принципе если на генератор поставить скоростной двух-лопастной винт диаметром 1-1.2 метра, то такие обороты легко достигаются при ветре 7-8м/с. Значит можно сделать ветряк и не переделывая генератор, только работать он будет на ветре от 7м/с. Ниже скриншот с данными двух-лопастного винта. Как видно обороты такого винта при ветре 8м/с составляют 1339 об/м.

>

Так-как обороты винта растут линейно в зависимости от скорости ветра, то (1339:8*7=1171 об/м) при 7м/с начнётся зарядка АКБ. При 8 м/с ожидаемая мощность опять-же по расчёту должна быть (14:1200*1339=15.6 вольт) (15.6-13=2.6:0.4=6.5 ампер*13=84.5 ватт). Полезная мощность винта судя по скриншоту 100 ватт, по-этому он свободно потянет генератор и должен недогруженный выдать даже больше оборотов чем указано. В итоге 84 .5 ватт должно быть с генератора при 8 м/с, но катушка возбуждения потребляет около 30-40 ватт, значит в аккумулятор пойдёт всего 40-50 ватт энергии. Совсем мало конечно так-как переделанный на магниты генератор и перемотанный при этом-же ветре на оборотах 500-600 об/м выдаст в три раза больше мощности.

При ветре 10 м/с обороты будут (1339:8*10=1673 об/м), напряжение в холостую (14:1200*1673=19.5 вольт), а под нагрузкой АКБ (19.5-13=6.5:0.4=16.2 ампер*13=210 ватт). В итоге получится 210 ватт мощности минус 40 ватт на катушку и полезной мощности останется 170 ватт. При 12 м/с будет примерно так 2008 об/м, напряжение без нагрузки 23.4 вольта, ток 26 ампер, минус 3 ампер на возбуждение, и того 23 ампер ток зарядки аккумулятора, мощность 300 ватт.

Если сделать винт меньшего диаметра, то обороты ещё возрастут, но тогда винт не потянет генератор когда достигнет порог зарядки акб. Я посчитал разные варианты во время написания этой статьи и дву-лопастной винт оказался самым оптимальным для генератора без переделки.

В принципе если рассчитывать на ветра от 7м/с и выше, то такой ветрогенератор будет хорошо работать и выдавать 300 ватт при 12 м/с. При этом стоимость ветряка будет совсем небольшой, по сути только цена генератора, а винт и остальное можно сделать из того что есть. Только винт нужно делать обязательно по расчётам.

Переделанный правильно генератор начинает давать заряду уже с 4 м/с, при 5 м/с ток зарядки уже 2 ампера, при этом так-как ротор на магнитах, то весь ток идет в АКБ. При 7 м/с ток зарядки 4-5 ампер, а при 10 м/с уже 8-10 ампер. Получается что только при сильном ветре 10-12 м/с генератор без переделки может сравнится с переделанным, но он ничего не даст на ветре меньше 8 м/с.

Самовозбуждение автомобильного генератора

Чтобы генератор самовозбуждался без аккумулятора в ротор нужно поставить пару маленьких магнитиков. Если катушку возбуждения запитать от аккумулятора, то она постоянно и не зависимо от того вырабатывает энергию или нет ветрогенератор, будет потреблять свои 3 ампера и заряжать аккумулятор. Чтобы этого не происходило нужно поставить блокирующий диод, чтобы ток шол только в акб, а обратно не уходил.

Катушку возбуждения можно запитать от самого генератора, минус на от корпуса, а плюс от плюсового болтика. А в зубы ротора нужно поставить пару маленьких магнитиков для самовозбуждения. Для этого можно просверлить сверлом дырочки и на клей посадить маленькие неодимовые магнитики. Если нет неодимовых магнитов то можно вставить обычные ферритовые от динамиков, если маленькие, то просверлится и вставить, или проложить между когтей и залить эпоксидной смолой.

Так-же можно использовать так-называемую таблетку, то-есть реле-регулятор как в автомобиле, который будет отключать возбуждение если напряжение АКБ достигло14.2 вольта, чтобы не перезарядить. Ниже на рисунке схема самовозбуждения генератора. Вообще генератор сам возбуждается так-как ротор имеет остаточную намагниченность, но это происходит на высоких оборотах, лучше для надёжности добавить магниты. В схему включен реле-регулятор, но его можно исключить. Развязывающий диод нужен чтобы аккумулятор не разряжался так-как без диода ток будет течь в обмотку возбуждения (ротор).

>

Так-как ветрогенератор будет очень маленький с винтом диаметром всего 1 метр, то никакие защиты от сильного ветра не нужны и с ним ничего не случится если будет крепкая мачта и крепкий винт.

Есть генераторы на 28 вольт, но если их использовать для зарядки 12 вольт АКБ, то оборотов нужно в два раза меньше, около 600 об/м. Но так-как напряжение будет не 28 вольт, а 14, то катушка возбуждения будет давать только половину мощности и напряжение генератора будет меньше, по-этому ничего не получится из этого. Можно конечно попробовать в генератор, статор которого намотан на 28 вольт, поставить ротор на 12 вольт, тогда должно быть получше и зарядка начнётся раньше, но тогда нужны два одинаковых генератора чтобы заменить ротор, или искать отдельно ротор или статор.

Самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора

Для вас, Кулибины, рассказ

О том, как смастерить самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора. Занятие довольно увлекательное и имеет экономический смысл этим заняться прямо сегодня, чтобы через пару недель получить первый дармовой электроток в свою квартиру. А, может, и раньше. Всё зависит от вашей расторопности. Кое-какие незначительные затраты всё же ожидают вас.

Собираем все составляющие, а уж потом начинаем работать. Что надо иметь, прежде чем приступить к сборке ветроустановки? Желательно иметь автомобильный генератор с более мощных машин (автобус, трактор). Учтите при этом, что все узлы надо приобретать в комплекте: аккумулятор, реле, генератор с одной машины.

Так как потребителям подавай переменный ток, то надо иметь и преобразователь, или инвертор. Если мощность этого прибора будет 100 ватт, то этого вполне достаточно для работы двух лампочек от 40 ватт. В той местности, где достаточно высокая скорость ветра (среднегодовая не менее 5,5 м/сек), можно смело устанавливать ветрогенераторы больших мощностей. Но речь идёт о ветроустановках небольшой мощности, для чего вполне пригодны автомобильные генераторы.

Для их сборки надо:

  • автомобильный генератор 12 вольт;
  • вольтметр;
  • реле аккумуляторной зарядки;
  • материал для лопастей;12-ти вольтовый аккумулятор;
  • закрывающаяся коробка для проводов;
  • четыре болта в комплекте с гайками и шайбами;
  • хомуты для крепления генератора.

В первую очередь делаем ротор-ветряк. Оптимальным вариантом для самодельного ветрогенератора с применением автомобильного генератора будет изготовление роторного колеса из 4-х лопастей. Его можно сделать из листового железа, даже из железной бочки. Режущий инструмент – «болгарка», или шлифовальная машина.

После изготовления ветряка соединяем его с осью генератора: сверлим отверстия, соединяем болтами. Затем собираем электрическую схему, устанавливаем мачту, крепим генератор и провода, подсоединяем к аккумулятору, преобразователю напряжения. Словом, делаем всё, как учили в школе на уроках физики по составлению электросхемы.

Монтаж подобного ветрогенератора делается быстро, просто и без особых финансовых затрат. Роторный ветрогенератор имеет свои преимущества: прост, бесшумен, надёжен в работе. Недостаток – боится ураганного напора.

На что способна ветроустановка?

В измерении расстояния самой малой единицей будем считать сантиметр, хотя есть миллиметр, микрон и т.д. Мощность электротока измеряется в ваттах. Это самая малая единица, как сантиметр в расстоянии. Поэтому пользуются киловаттами (1000 ватт). Выработка и потребление энергии измеряется и по времени – 1 час. Итак, мы пришли к сокровенному измерению – (квт/ч). Отсюда и танцуем.

Сколько же может дать ветрогенератор из автогенератора, сделанный собственными руками? 100 — ваттовая лампочка за 10 часов работы расходует 1 квт/ч . Теперь представим себе такую картину. Вы спите – установка при ветре работает. Проснулись и бодрствуете, но не пользуетесь электричеством – ветряк продолжает на вас работать. Вы включили телевизор и начали потреблять энергию – ветряк какую-то часть компенсирует. И вдруг ветер стихает и совсем прекратился. Вот тут-то и пошло-поехало! Энергия идёт только из аккумулятора.

Здесь уже потребуется мощный инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный и подающий её на точки потребления. Если даже ветрогенератор не настолько сильный, чтобы дать нужную мощность, зато по продолжительности работы он достаточно накапливает энергию. И здесь решающее значение имеет ёмкость аккумулятора. Принцип старый, как мир: сколько накопишь, столько и возьмёшь.

Переходим к более точным расчётам. Нам всем интересно знать, сможет ли сделанный нами ветрогенератор из автомобильного генератора потянуть все потребители энергии, которые есть в доме. Потребление энергии одной лампочки мы уже знаем и теперь нетрудно посчитать, сколько их. С учётом того, что теперь мы всё больше пользуемся энергосберегающими потребителями. А на остальных потребителях (стиральной машине, кухонном комбайне, посудомойке, электродрели и т.п.) указано количество потребляемой мощности.Считаем, но при этом учитываем, что не все же одновременно приборы мы включаем. А то получится, что и мощной гидростанции будет недостаточно.

Расчёт мощности установки простой до безобразия. Она зависит от напора ветра и площади вращения винта, или площади лопастей, в которые ударяет ветер. Начинает «просыпаться» установка при ветерке 2м/сек, а наиболее продуктивная её работа при ветре 10-12 м/сек.

Итак, считаем. Специальная литература предлагает несколько формул подсчёта мощности ветроустановок. Возьмём самую простую. Они мало чем отличаются и результаты подсчёта незначительны один от другого. Покажем формулу не в условно-буквенном выражении, а в словесном.

Мощность равна площади винта, помноженной на 0,6, полученное число снова умножаем на скорость ветра в кубе. Вот и вся формула. Сравниваем с нашим «аппетитом». Если такая установка обеспечит необходимой энергией – устанавливаем. Если нет, то ставим несколько малых ветрогенераторов, или монтируем гибридную установку, подкрепив её солнечными батареями.

«Золотая» цифра потребления электроэнергии средней семьи 360 квт/ч в месяц. Средняя нагрузка 0,5 квт, а пиковая, самая напряжённая, когда включено много приборов, составляет 5 квт/ч. Значит, ваш 5-киловаттный ветрогенератор сможет потянуть нагрузку. А если круглосуточно работают отопительные батареи – то при месячном потреблении 700 квт/ч и выше такая установка при слабых ветрах уже не потянет.

В.Ильин

Видео на тему создания генератора из асинхронного двигателя:

умелец сказал – умелец сделал

Способность некоторых доморощенных умельцев превращать ненужные вещи в полезные устройства впечатляет даже тех, кто далек от мира техники и машиностроения. Яркая иллюстрация сказанному — ветрогенератор из автомобильного генератора и трубы, готовый порадовать владельца получением некоторого количества бесплатной электрической энергии. Если в вашем распоряжении имеется «ненужный» генератор от старого авто, попробуйте подарить ему вторую жизнь на волнах ветра. Немного навыков, терпение и четкое следование рекомендациям — и ваш новый ветряк из генератора автомобиля украсит приусадебный участок и немало удивит соседей.

Начнем с теории

Основные элементы будущей конструкции — это непосредственно ветроустановка, контроллер заряда, аккумуляторный блок для накапливания электричества и инвертор для устройств-потребителей, работающих от переменного тока. Чтобы все перечисленное стало безотказным альтернативным источником энергоснабжения, необходимо принять во внимание ряд важных моментов:

  • Напряжение на выходе должно составлять больше 12 В, чтобы аккумуляторные батареи могли заряжаться.
  • Количество оборотов. Все ветряки вращаются сравнительно медленно, за счет чего создается высокий крутящий момент. И чем больше электроэнергии вырабатывает конкретное устройство, тем больше усилий необходимо для их раскручивания и стабильной работы.
  • Скорость ветра в регионе должна составлять в среднем не менее 4,5 м/сек. При снижении этого параметра ветряк из автомобильного генератора будет работать вполсилы. И получить от него номинальное количество электроэнергии не удастся.

Преимущества и недостатки изготовления самодельного ветряка из автомобильного генератора

Предстоящую работу по созданию нового устройства упростят следующие моменты:

  • Наличие готового генератора избавит от необходимости его рутинной сборки.
  • Автомобильный генератор дает стабильное напряжение, что важно для переменчивого характера работы ветрогенератора.
  • Генератор совместим со стандартным электрооборудованием, поэтому в его переделке нет особой необходимости.
  • Заменить вышедший из строя генератор будет несложно благодаря выбору моделей в свободной продаже.

В числе недостатков изготовления самодельных ветряков из автомобильного генератора стоит отметить:

  • Автомобильному генератору нужно задать оптимальную скорость вращения, для чего потребуется установить в конструкцию редуктор.
  • Ресурса обычного устройства хватит приблизительно на год работы, после чего его надо будет заменить или привести в порядок с помощью капитального ремонта.
  • Некоторые модели генераторов нуждаются в подаче напряжения на катушку. Потребуется немного изменить их конструкцию и установить постоянные магниты. Поэтому создать на их основе ветряк из автомобильного генератора без переделки не получится.

Схема ветрогенератора своими руками из автомобильного генератора

Задумываясь о том, как сделать из автомобильного генератора ветрогенератор, продумайте последовательность действий и строго придерживайтесь ее в процессе работы. Это позволит избежать ошибок и сократит время сборки.

Выбор конструкции ветряка

На выбор вертикального или горизонтального размещения влияют следующие факторы:

  • Масса и размеры устройства: для небольших агрегатов допустима горизонтальная установка, чтобы увеличить КПД и снизить стартовую скорость для запуска движения лопастей. Тяжелые модели лучше фиксировать вертикально, используя дополнительную передачу для преобразования горизонтального крутящего момента в вертикальный.
  • Сила ветра. Горизонтальные ветряки рекомендуется располагать на значительной высоте от земли, где скорость ветра выше. Вертикальные монтируют следующим образом: установка — на земле, а привод — на специальной мачте.

Переделка ветрогенератора

Оптимальное решение — выбор для ветрогенератора роторной модели автомобильного генератора. На него достаточно установить постоянные магниты, чтобы получить работоспособную конструкцию. Важно не только зафиксировать магнитные элементы, но и отбалансировать их, чтобы избежать критических нагрузок. Кроме того, неотбалансированная модель быстрее выходит из строя по причине поломки подшипников и их выпадения из посадочных мест. Также потребуется приложить руку:

  • К статору: для уменьшения числа оборотов необходимо заменить обмотку, в 5 раз увеличить количество витков на катушках, взяв проволоку уменьшенного диаметра.
  • К ротору: стоит выточить алюминиевую деталь с размерами, учитывающими установку электромагнитов. Важно точно выполнить замеры, что позволит рассчитывать на повышение уровня КПД. Магниты приклеиваются на суперклей на одинаковом расстоянии с чередованием полюсов.

Изготовление ветрового колеса

Чтобы готовый самодельный ветряк из автомобильного аккумулятора не издавал лишний шум, стоит подобрать для него подходящие лопасти: крыльчатые, карусельные или барабанные. Важно предусмотреть следующие моменты:

  • Направление ветра и оси устройства должно совпадать.
  • Лопасти должны иметь минимальную ширину, тогда как их количество не ограничено.
  • Циркуляция воздушных потоков должна быть направлена вдоль лопасти.
  • Угловая скорость не имеет ограничений, а потерянная скорость должна иметь постоянное значение.

Добиться идеального соотношения всех перечисленных элементов будет очень сложно, но к этому нужно приложить все возможные усилия. Специалисты рекомендуют делать лопасти из прочного пластика или алюминия. Эти материалы отличаются повышенной стойкостью к механическому и климатическому воздействию, что гарантирует длительный срок их службы.

Сборка ветряка

Для основания подбирается труба, диаметр и прочность которой рассчитаны на вес конструкции. С помощью переходных муфт можно совместить отрезки труб разного диаметра, уменьшая его по мере движения к лопастной конструкции. Важно, чтобы ветровое колесо свободно вращалось на оси по мере изменения направления ветра. На заключительном этапе следует сконструировать и изготовить флюгер, параметры которого рассчитываются с учетом инерции колеса. Выработка тока начинается уже на скорости 600 оборотов в минуту. Не забудьте перед установкой закрыть подшипники и смазать узлы вращения конструкции, чтобы защитить их от коррозии и разрушения.

Ветрогенератор из автомобильного генератора: фото с описанием

Самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора от автомобиля МАЗ, фото самоделки с описанием.

Автор решил обеспечить свой дом электроэнергией, для осуществления задумки было решено соорудить парусный ветряк на автомобильных генераторах  с автомобиля МАЗ.

Для сборки самоделки автору понадобились такие материалы:

  • Генераторы от автомобиля МАЗ – 2 шт.
  • Автомобильные аккумуляторы 12V 160 А/ч – 4 шт.
  • Трубы сечением 48 мм.
  • Труба сечением 210 мм, длиной 1200 мм толщиной стенки 9 мм.
  • Трубы диаметром 160 мм толщина стенки 4 мм.
  • Провод ПВС 4 на 4 мм.
  • Ремень 6Р – 2 шт.
  • Баннерное полотно.
  • Трос диаметром толщиной 6 мм.

Конструкция самодельного ветрогенератора предоставленная автором, состоит из ветроколеса диаметром 5 метров. Ветроколесо изготовлено из 6 труб диаметром 48 мм, между трубами натянуты куски баннерного полотна.

На фото: автор самодельного ветряка.

Мачта выполнена из трубы диаметром 160 мм, и усилена боковыми растяжками из 6 миллиметрового троса.

Передача крутящего момента от ветроколеса, осуществляется с помощью мультипликатора с передаточным отношением 1:45.

Мультипликатор — преобразует и передаёт крутящий момент, при этом понижает вращающий момент выходного вала, но повышает его угловую скорость.

На выходной вал мультипликатора одет шкив на два ручья под ременную передачу на два ремня передающих крутящий момент на автомобильные генераторы.

Натяжка ремней здесь выполнена с помощью стандартных креплений как и на автомобиле.

Схема зарядки аккумуляторов довольно проста, к генераторам подключены стандартные автомобильные реле регуляторы, управляющие катушками возбуждения генераторов. Каждый генератор выдаёт напряжение около 28V.

К генераторам подключены четыре аккумулятора по 12 В 160 А/ч. На каждый генератор подключены последовательно по два аккумулятора (12+12 =24V), на выходе пары аккумуляторов подключены также последовательно чтобы на выходе получить 48 V.

К выходам аккумуляторов подключен инвертор преобразующий постоянный ток в переменный, на входе инвертора напряжение 48V, на выходе 220 V, что позволяет подключать к нему бытовые электроприборы.

На данный момент производительности ветроустановки вполне хватает для зарядки аккумуляторов.

Ветряк из автомобильного генератора

Самодельное ветровое устройство, как основной источник электроэнергии в доме

Перед тем как начать строить самодельную ветряную электростанцию, на базе автогенератора, необходимо выполнить очень важную и кропотливую работу, суть которой состоит в  переделке самого автомобильного генератора. Сам процесс изменения этого  устройства нужно разбить на несколько шагов.

  • 1-й шаг. Состоит из изготовления нового вала из немагнитного материала по образцу старого (например из титана).
  • 2-й шаг. Заключается в перемотке статора автогенератора, где увеличивают количество витков в 5-7 раз, а диаметр провода уменьшают. Это делается для увеличения генерации энергии на малых оборотах. Автогенератор при работе в автомобиле развивает обороты до 6000, ветряк же выдает не более 600.
  • 3-й шаг. На этом шаге необходимо изготовить новый ротор из алюминиевой болванки и напрессовать ее на новый вал. На самом ново-изготовленном роторном устройстве нужно сделать выборку под бандажные кольца и постоянные магниты.
  • 4-й шаг. Это последний шаг,  где устанавливаются бандаж, который можно сделать из обычной водопроводной трубы, и садят на эпоксидный клей парное число неодимовых магнитов. Их можно найти и купить в интернете. Магниты устанавливаются с небольшим смещением, чередуя полюса.

Следующим этапом изготовления ветряка из автомобильного генератора, станет определение мощности ветровой установки.

Экономический расчет по сбережению электричества в частном доме

Чтобы выполнить расчет, в первую очередь, нужно определить саму мощность самодельной ветровой установки. Для этого необходимо суммарное  значение площади лопастей умножить на коэффициент ветроиспользования 0,6 (при вращении винта перед ним создается воздушная подушка, которая не позволяет полностью использовать энергию ветра). Дальше полученное число еще раз умножаем, но уже на скорость ветра в третьей степени (средняя скорость ветра составляет 5 м/с). Идеальным вариантом значения мощности, которое будет иметь проектируемый ветряк из автомобильного генератора, является 3 кВт/ч.

Устройство с такой мощностью спокойно обеспечит на 100% необходимой электрической энергией потребителя, нагрузка которого составляет в среднем 3кВт. Но это идеальный вариант, при наличии ветра с необходимой высокой скоростью, идеального генератора с минимальными потерями. Поэтому для исключения неблагоприятных погодных условий для выработки собственной электроэнергии необходимо построить целую собственную сеть, способную компенсировать киловатты  за счет их накопления.

Принцип действия

самодельного ветрового устройства на базе автомобильного генератора.

Принцип работы этого устройства очень прост. Ветер нужной скорости воздействует через лопасти на автомобильный генератор, заставляя его крутится. В процессе вращения генерирующего устройства вырабатывается электрический ток, поступающий к нагрузке потребителя через инверторное устройство.

Стоить отметить очень важную деталь в работе ветрового устройства – это наличие флюгера, который обеспечивает вращение лопастей по ходу ветра.

Конструкция ветровой установки на базе автомобильного генератора.

Для того чтобы сделать ветряк из автомобильного генератора в конечном его виде, необходимо набраться немного терпения и разбить сам процесс на два этапа:

  • 1-й этап – изготовление лопастей. Этот элемент можно изготовить из ПВХ трубы, диаметр и размер которой должен соответствовать рассчитанной необходимой площади лопастей исходя из выше указанной формулы. Саму трубу необходимо разрезать на три равных частей по ее длине. Из полученных частей вырезаются лопасти, по форме которые должны быть трапецеидальными. Полученные элементы вращения крепим на основание. Само основание можно сделать из старой циркуляционной пилы, сточив для этого дела ее  зубья. Полученный пропеллер необходимо закрепить на вал генератора.
  • 2-й этап – сборка полной конструкции поворотной части ветровой установки. На этом этапе нужно взять квадратную трубу 20*25мм, которую с одной стороны необходимо разрезать вдоль и в полученный прорез вставить флюгер, сделанный из листового металла, любой формы. На другую сторону трубы, с помощью хомутов крепится генератор с пропеллером.

Стоит запомнить, что автомобильный генератор, для достижения нужных результатов, должен быть с мощного авто или трактора, в комплекте с аккумулятором  и его релейными устройствами. Поднимать ветряк нужно как можно выше. Скорость ветра линейно зависит от высоты подъема. Постарайтесь устанавливать ветрогенератор на возвышенности или в степных районах с минимальной застройкой.

В принципе ветровая установка готова. Остался контроллер, аккумуляторы, инвертор и вперед, но это тема для отдельной статьи.

Ветряк: электроэнергия из воздуха своими руками | ENARGYS.RU

Многие умельцы, особенно живущие в сельской местности, привлекают на свою службу возобновляемые источники энергии, а именно ветровые электроустановки.

Покупка промышленной ветрогенераторной установки выльется в довольно ощутимую копеечку, поэтому используя старую технику можно создать довольно приличный ветрогенератор.

Основная проблема заключается в получении номинальных электрических параметров, для этого устройство должно обладать высокой скоростью вращения.

Как сделать ветряк своими руками

В качестве генератора для ветряка своими руками используется отслуживший свой срок, генератор от сельскохозяйственной техники: с комбайна, трактора, автомобиля, скорость вращения в этих генераторах будет от 3 до 7 тыс. об/мин.

На практике оказывается, что ветроколесо роторного типа вертикального расположения может развить скорость примерно 60 об/мин, горизонтальное расположение вентиляторного трехлопастного колеса с горизонтальным расположением при скорости ветра достигает 300 об/мин.

Для того чтобы как сделать ветряк своими руками и достичь эффективной работы генератора рекомендуется применить мультипликатор (редуктор), существует несколько нюансов по применению редукторов.

  1. Часть ветровой энергии уходит на потери в самом редукторе, поэтому его КПД не превышает 40%.
  2. Для повышения скорости вращения генератора, повышается крутящий момент, чтобы это сделать надо повысить скорость выходного вала, добавив шестерни, что чревато понижением крутящего момента.

Формула этой зависимости выглядит так: Мв = К*(Ммс), где:
К – передаточное число;
Мс – момент сопротивления;
Мм – момент мультипликатора.

Из этой формулы следует что идеальным будет отсутствие мультипликатора. К сожалению, при изготовлении ветрогенератора своими руками от него невозможно отказаться.

Для мощного ветряка, сделанного своими руками, в качестве генератора также можно применить асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (Рн = 5,5 кВт; n = 960 об/мин; Uн = 380/220 В).

Для мультипликатора можно взять редуктор от автомобиля, станка и т. д. главное, чтобы передаточное число (К) редуктора было = 5.

Лопасти ветрогенератора изготавливаются из стальной трубы, разрезанной по вдоль на четыре части, можно использовать самодельный профиль из пропитанной эпоксидной смолойстеклоткани, идеальны боковые вертолетные лопасти от МИ-24.

Рис № 1. Вертикальный ветряк своими руками, чертеж.

Для того чтобы асинхронный двигатель заработал в генераторном режиме, раскрутим двигатель до появления на его обмотках ЭДС. Затем необходимо поднять амплитуду фазного напряжения до 310 В при помощи резонансного явления, для этого к фазным обмоткам подключим конденсаторы, емкость конденсатора определяется по формуле С = 1/98696 х Lф, где Lф – индуктивность фазной обмотки, двигатель с вышеперечисленными характеристиками Lф – 120 мГн подставляем в формулу и получаем С = 1/98696 х 0,12 = 84мкФ, можно использовать конденсатор на 100 мКф.

Конденсатор можно использовать типа КБГ-МН или других типов, но с напряжением до 400 В, конденсаторную батарею лучше поместить в изолированный корпус.

Рис №2. Внешний вид простейшего ветрогенератора с применением асинхронного двигателя.

Преимущества генератора для ветряка своими руками, построенного на основе асинхронного двигателя:

  1. Невысокий клифактор (коэффициент гармоник) он не более 2%, что обуславливает высокий КПД и выработку только полезной энергии.
  2. Отсутствие вращающихся обмоток и чувствительных к воздействию извне электронных деталей.
  3. Длительный срок службы.
  4. Выходное значение напряжения 220/380 В благодаря этому, нагрузку можно подключить напрямую от устройства, исключив инвертор.
  5. Асинхронный генератор лучше защищен от влаги и загрязнений, имеет лучшую защиту от токов короткого замыкания и перегрузкам.

Рис №3. Схема подключения.

Максимальная простота и надежность устройства ветряка для дома своими руками достигается за счет размещения вала ветрового двигателя напрямую с валом генератора, а скорость вращения не должна превышать 120 – 150 об/мин при этом желательно чтобы не было тормозящих и стабилизирующих скорость вращения устройств и обмоток возбуждения.

Кроме, использования асинхронного двигателя в прямом качестве его можно переделать и применить в качестве турбины на его базе, в этом случае ротор двигателя растачивается. Электродвигатель марки АИР71А4, Р – 0,55Квт на 1360 об/мин с 4 полюсами, 3-х фазный, имеющий ротор с Ø 66.7 мм после проточки становиться 56 мм, на каждый полюс наклеиваются магниты по 40 штук, ротор герметизируется и заливается эпоксидной смолой.

Рис №4. Внешней вид расточенного ротора асинхронного двигателя с наклеенными магнитами.

Накопление энергии производится при помощи аккумуляторных батарей и инверторами под контролем электронных коммутаторов.

При изготовлении вертикального ветряка своими руками желательно использовать подпружиненные упоры лопастей, которые смогут противодействовать ураганному ветру, то есть просто станут по ветру, без создания сопротивления. По окончании урагана надо будет только провернуть вал ветродвигателя до момента вращения лопастей под воздействием ветра.

Рис №5. Схема соединений и порядок сборки вертикального ветрогенератора.

Типы генераторов ветряных турбин и конструкция для ветроэнергетики

Типы генераторов ветряных турбин

Ветряная турбина состоит из двух основных компонентов, и, рассмотрев один из них, конструкцию лопасти ротора в предыдущем уроке, мы можем теперь посмотреть с другой стороны, генератор ветряных турбин или WTG , который представляет собой электрическую машину, используемую для выработки электроэнергии. Электрический генератор с низкой частотой вращения используется для преобразования механической мощности вращения, производимой энергией ветра, в полезную электроэнергию для снабжения наших домов и является сердцем любой ветровой энергетической системы.

Преобразование вращательной механической энергии, генерируемой лопастями несущего винта (известной как первичный двигатель), в полезную электрическую энергию для использования в бытовых электроэнергетических и осветительных приборах или для зарядки аккумуляторов может осуществляться любым из следующих основных типов вращательных двигателей. электрические машины, обычно используемые в ветроэнергетических установках:

  • 1. Машина постоянного тока (DC), также известная как Dynamo
  • 2. Синхронная машина переменного тока (AC), также известная как AC Генератор
  • 3.Индукционная машина переменного тока (AC), также известная как Генератор переменного тока

Все эти электрические машины представляют собой электромеханические устройства, работающие по закону электромагнитной индукции Фарадея. То есть они действуют за счет взаимодействия магнитного потока и электрического тока, или потока заряда. Поскольку этот процесс является обратимым, одну и ту же машину можно использовать в качестве обычного электродвигателя для преобразования электрической энергии в механическую или в качестве генератора, преобразующего механическую энергию обратно в электрическую.

Асинхронный генератор для ветряных турбин

Электрические машины, наиболее часто используемые для ветряных турбин, действуют как генераторы, при этом синхронный генератор и асинхронный генератор (как показано) обычно используются в более крупных системах генераторов ветряных турбин. Обычно в небольших или самодельных ветряных турбинах используется низкоскоростной генератор постоянного тока с постоянными магнитами или динамо-машина, поскольку они маленькие, дешевые и их намного проще подключить.

Так имеет ли значение, какой тип электрического генератора мы можем использовать для производства энергии ветра?Простой ответ: и да, и нет, поскольку все зависит от типа системы и приложения, которое вы хотите. Выход постоянного тока низкого напряжения от генератора или динамо-машины старого типа можно использовать для зарядки аккумуляторов, в то время как синусоидальный выход переменного тока с более высоким напряжением от генератора переменного тока можно подключить непосредственно к местной электросети.

Кроме того, выходное напряжение и потребляемая мощность полностью зависят от имеющихся у вас приборов и от того, как вы хотите их использовать. Кроме того, расположение генератора ветровой турбины, будет ли ветровой ресурс поддерживать его постоянное вращение в течение длительных периодов времени, или скорость генератора и, следовательно, его мощность будут меняться вверх и вниз в зависимости от имеющегося ветра.

Производство электроэнергии

Генератор ветряной турбины — это то, что производит электричество путем преобразования механической энергии в электрическую. Давайте внесем ясность: они не производят энергии и не производят больше электроэнергии, чем количество механической энергии, используемой для вращения лопастей ротора. Чем больше «нагрузка» или электрическая нагрузка на генератор, тем больше механической силы требуется для вращения ротора. Вот почему генераторы бывают разных размеров и производят разное количество электроэнергии.

В случае «ветрового генератора» ветер давит прямо на лопасти турбины, что преобразует прямолинейное движение ветра во вращательное движение, необходимое для вращения ротора генератора, и чем сильнее давит ветер, тем сильнее можно получить больше электроэнергии. Затем важно иметь хорошую конструкцию лопастей ветряной турбины, чтобы извлекать как можно больше энергии из ветра.

Все электрические турбинные генераторы работают благодаря эффекту перемещения магнитного поля мимо электрической катушки.Когда электроны проходят через электрическую катушку, вокруг нее создается магнитное поле. Точно так же, когда магнитное поле проходит мимо катушки с проволокой, в катушке индуцируется напряжение, определяемое законом магнитной индукции Фарадея, заставляющим течь электроны.

Простой генератор, использующий магнитную индукцию

Тогда мы можем видеть, что при перемещении магнита мимо единственного контура провода внутри контура провода индуцируется напряжение, известное как ЭДС (электродвижущая сила), благодаря магнитному полю проводника. магнит.

Когда в проводной петле индуцируется напряжение, электрический ток в виде потока электронов начинает течь по петле, генерируя электричество.

Но что, если бы вместо одной отдельной петли провода, как показано, у нас было бы много петель, намотанных вместе на один и тот же каркас, чтобы сформировать катушку проволоки, гораздо большее напряжение и, следовательно, ток можно было бы генерировать для той же величины магнитного потока.

Это связано с тем, что магнитный поток пересекает большее количество проводов, создавая большую ЭДС, и это основной принцип закона электромагнитной индукции Фарадея, и генератор переменного тока использует этот принцип для преобразования механической энергии, такой как вращение от ветряной турбины или гидроэлектростанции. турбины, в электрическую энергию, производящую синусоидальную форму волны.

Итак, мы видим, что есть три основных требования для производства электроэнергии, а именно:

  • Катушка или набор проводников
  • Система магнитного поля
  • Относительное движение между проводниками и полем

Тогда чем быстрее катушка проволоки вращается, тем больше скорость изменения, с которой магнитный поток отсекается катушкой, и тем больше ЭДС индукции внутри катушки. Точно так же, если магнитное поле сделать сильнее, ЭДС индукции будет увеличиваться при той же скорости вращения.Таким образом: ЭДС индукции ∝ Φ*n. Где: «Φ» — поток магнитного поля, а «n» — скорость вращения. Также полярность генерируемого напряжения зависит от направления магнитных линий потока и направления движения проводника.

Существует два основных типа электрических генераторов и генераторов переменного тока: генератор с постоянными магнитами и генератор магнитного поля . Оба типа состоят из двух основных частей: статора и ротора .

Статор является «неподвижной» (отсюда и название) частью машины и может иметь в своей конструкции либо набор электрических обмоток, образующих электромагнит, либо набор постоянных магнитов. Ротор – это часть машины, которая «вращается». Опять же, ротор может иметь выходные катушки, которые вращаются, или постоянные магниты. Как правило, генераторы и генераторы переменного тока, используемые для генераторов ветряных турбин, определяются тем, как они генерируют свой магнетизм, будь то электромагниты или постоянные магниты.

Реальных преимуществ и недостатков обоих типов нет. В большинстве бытовых ветряных турбин на рынке используются постоянные магниты в конструкции турбогенератора, которые создают необходимое магнитное поле при вращении машины, хотя в некоторых все же используются электромагнитные катушки.

Эти высокопрочные магниты обычно изготавливаются из редкоземельных материалов , таких как неодимовое железо (NdFe) или самарий-кобальт (SmCo), что устраняет необходимость в обмотках возбуждения для обеспечения постоянного магнитного поля, что приводит к более простой и надежной конструкции. строительство.

Преимущество обмотки возбуждения состоит в том, что ее магнетизм (и, следовательно, мощность) согласуется с изменяющейся скоростью ветра, но для создания необходимого магнитного поля требуется внешний источник энергии.

Теперь мы знаем, что электрический генератор обеспечивает преобразование энергии между механическим крутящим моментом, создаваемым лопастями ротора, называемым первичным двигателем, и некоторой электрической нагрузкой.

Механическое соединение ветрогенератора с лопастями ротора осуществляется через главный вал, который может быть либо простой прямой передачей, либо с помощью редуктора для увеличения или уменьшения скорости генератора относительно скорости вращения лопастей.

Использование редуктора позволяет лучше согласовать скорость генератора со скоростью турбины, но недостатком использования редуктора является то, что как механический компонент он подвержен износу, снижая эффективность системы. Однако прямой привод может быть более простым и эффективным, но вал и подшипники ротора генератора подвергаются полному весу и вращательной силе лопастей ротора.

Кривая мощности генератора ветровой турбины

Таким образом, тип генератора ветровой турбины, необходимый для конкретного места, зависит от энергии, содержащейся в ветре, и характеристик самой электрической машины.Все ветряные турбины имеют определенные характеристики, связанные со скоростью ветра.

Генератор (или генератор переменного тока) не будет производить выходную мощность до тех пор, пока его скорость вращения не превысит скорость его включения, когда сила ветра, действующая на лопасти ротора, достаточна для преодоления трения, а лопасти ротора разгоняются настолько, чтобы генератор мог начать производить полезную мощность.

При превышении этой скорости включения генератор должен генерировать мощность, пропорциональную кубу скорости ветра ( K.V 3  ), пока не достигнет максимальной номинальной выходной мощности, как показано на рисунке.

При превышении этой номинальной скорости ветровая нагрузка на лопасти ротора будет приближаться к максимальной силе электрической машины, и генератор будет вырабатывать максимальную или номинальную выходную мощность при достижении окна номинальной скорости ветра.

Если скорость ветра продолжает увеличиваться, генератор ветряной турбины останавливается в точке отключения, чтобы предотвратить механические и электрические повреждения, что приводит к нулевой выработке электроэнергии. Применение тормоза для остановки генератора из-за его повреждения может быть либо механическим регулятором, либо электрическим датчиком скорости.

Купить ветряной генератор, такой как ветряной генератор ECO-WORTHY 400 Вт для зарядки аккумулятора, непросто, и необходимо учитывать множество факторов. Цена — лишь один из них. Обязательно выберите электрическую машину, соответствующую вашим потребностям. Если вы устанавливаете систему, подключенную к сети, выберите генератор сетевого напряжения переменного тока.

Если вы собираетесь установить систему на основе аккумуляторов, поищите генератор постоянного тока для зарядки аккумуляторов. Также примите во внимание механическую конструкцию генератора, такую ​​как размер и вес, скорость работы и защиту от окружающей среды, так как весь свой срок службы он будет установлен на вершине столба или башни.

В следующем уроке о генераторах ветряных турбин мы рассмотрим машины постоянного тока и то, как мы можем использовать генератор PMDC для производства электроэнергии из энергии ветра. Чтобы узнать больше о «Генераторах ветряных турбин» или получить дополнительную информацию об энергии ветра о различных доступных системах генерации ветряных турбин, или изучить преимущества и недостатки энергии ветра, щелкните здесь, чтобы получить копию одного из лучших «Ветряных турбин». Путеводители» сегодня напрямую от Amazon.

Ветряные мельницы на заднем дворе?: Детали | СТАНФОРД журнал

В: Почему мы не можем установить ветряные мельницы на заднем дворе и использовать энергию индивидуально для личного пользования? Это ограничение, как хранить его и подавать в мои электрические цепи, или что? Это стоимость или шумовое загрязнение для моих соседей, или просто еще не разработана бытовая система?

Вопрос от Марии Шмидт, 79 лет, Форт-Уэрт, Техас


The U.Министерство энергетики США (DOE) предлагает контрольный список, чтобы убедиться, что малые ветроэнергетические проекты являются правильным выбором для отдельных домовладельцев: достаточно ли ветра? У вас достаточно места? Разрешены ли вышки в вашем районе? И, наконец, сколько энергии вы можете производить?

При просмотре контрольного списка быстро становится очевидным, почему у нас не у всех есть ветряные мельницы на заднем дворе, хотя технология коммерчески доступна. (Вы можете купить ветряные мельницы высотой до девяти футов с лопастями шириной шесть футов, хотя большинство из них имеют размеры более 60 футов в высоту с диаметром лопастей 23 фута.) Одной из новых турбин, вызывающих ажиотаж в сообществе ветроэнергетики, является Skystream 3.7, которую хвалят за ее размер (10-футовые лопасти), эффективность при низких скоростях ветра (они могут хорошо работать при среднегодовой скорости ветра выше 12 миль в час) и относительно низкая цена (15 000 долларов).

Ветровые ресурсы

Для успешной эксплуатации домашнего ветра средняя скорость ветра в вашем регионе должна быть не менее девяти миль в час. Министерство энергетики составляет карту ветровых ресурсов в Соединенных Штатах.Как показано на карте, места с наибольшими ветровыми ресурсами обычно находятся на Великих равнинах, вдоль горных вершин и на побережье. Инфографика: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США

высота 50 метров в воздухе — это более 160 футов или 16 этажей! И обобщения часто неверны — средняя скорость ветра будет сильно зависеть от конкретных условий на вашем участке. Вы можете использовать устройство, называемое анемометром, для измерения скорости ветра на заднем дворе с течением времени — вы даже можете сделать его самостоятельно из старого пластикового пасхального яйца, как только вы съели вкусности внутри.

Место для роста

Что насчет пространства? По данным компании Southwest Windpower, занимающейся производством ветряных электростанций, идеальное место для ветряной турбины — 20 футов над любым окружающим объектом в радиусе 250 футов. Министерство энергетики также рекомендует, чтобы башня располагалась как минимум на одном акре земли, что исключает большинство горожан.

Кроме того, многие местные законы запрещают строительство башен и высотных сооружений. После многолетних раздумий в городском совете жители города Айлип на Лонг-Айленде, Н.Y., недавно получил рекомендации по установке личных ветряных мельниц: они не должны превышать 45 футов в высоту, располагаться близко к границе участка или быть громче обычного автомобильного движения.

Покажите мне мощность

Решающим фактором, однако, должно быть то, сколько электроэнергии вы можете произвести. Небольшой ветрогенератор, который вы можете поставить на заднем дворе, может иметь мощность около одного киловатта. Среднегодовая скорость ветра девять миль в час будет производить более 200 киловатт-часов электроэнергии в год, а средняя скорость ветра 14 миль в час может производить более 600 киловатт-часов в год.Звучит неплохо, пока вы не поймете, что в среднем домохозяйство в Соединенных Штатах потребляет около 10 000 киловатт-часов в год. Даже в очень порывистом месте вам понадобится около 17 небольших ветряных турбин только для питания одного дома!

Размер имеет значение

Чем больше лопасти и чем больше скорость ветра, тем больше электроэнергии может генерировать ветряная турбина. Один большой ветряк мощностью 5 мегаватт может производить 15 000 000 киловатт-часов в год, что достаточно для питания 150 домов.Мы часто не понимаем, насколько велики эти ветряные электростанции, вероятно, потому, что мы часто видим их издалека — эта пятимегаваттная ветряная мельница будет иметь высоту почти 400 футов, или почти на 100 футов выше, чем Статуя Свободы, плюс ее пьедестал плюс его основание! Когда дело доходит до ветряных мельниц, безусловно, существует эффект масштаба, когда непропорционально больше энергии генерируется за счет увеличения размера и скорости ветра. Иными словами, удвоение скорости ветра приводит к восьмикратному увеличению мощности, доступной для ветрогенератора.

Эта экономия за счет масштаба также влияет на финансовые и энергетические затраты на производство небольших ветряных мельниц. Энергоотдача от небольших турбин невелика, что делает как стоимость энергии, так и стоимость производства турбины высокими. В 2008 году Carbon Trust в Соединенном Королевстве опубликовал исследование, показывающее, что из-за такой низкой выработки энергии небольшие турбины фактически являются чистыми выбросами углерода.

Таким образом, для большинства людей установка небольшого ветряка на заднем дворе будет так же полезна для выработки энергии, как и установка солнечной панели в сарае.Тем не менее, для некоторых отдельных домовладельцев это все же может иметь смысл, особенно в сельской местности. К счастью, есть несколько компаний, специализирующихся на коммерческих ветряных мельницах. Вот несколько примеров компаний и спецификаций, которые различаются для небольших (10 киловатт или меньше) турбин.

Компания Киловатт
Рейтинг
Ротор
Диаметр
(футы)
Пуск
скорость
(миль/ч)
Турбина
Стоимость
Минимум
Высота башни
(футов)
Изобилие
Возобновляемая энергия
2.5 12 6 12 000 долларов США 43
АэроСтар 10 22 8   40
Аэроэкология 1 6 5   9
Бержи 10 22 7 23 000 долларов США 60
Обновленный 5 21 4 15 000 долларов США 39
Юго-запад
Ветроэнергетика
2.4 10 8 15 000 долларов США 33,5
Вентера 10 26 6 12 000 долларов США 35
Ветряная турбина
Industries Corp.
10 23 8 32 000 долларов США 80

Хотя малый ветер, возможно, никогда не станет основным, у ветра есть большой потенциал как у возобновляемого источника чистой энергии местного и общественного масштаба.Фактически, Министерство энергетики призвало к 2030 году увеличить долю энергии ветра в электроснабжении страны до 20 процентов. В то время как энергия ветра значительно увеличивается с каждым годом, в 2007 году ветер производил только 0,8 процента электроэнергии страны. Препятствия на пути к достижению цели Министерства энергетики прямо сейчас связаны не с технологиями, а с инфраструктурой: проблемой передачи чистой энергии от ветряных электростанций с постоянным потоком ветра в дома людей, которые могут быть за сотни миль. (Люди, в конце концов, не часто предпочитают жить в самых ветреных частях самых ветреных регионов страны.)

Для получения дополнительной информации существует множество ресурсов в Интернете. «Слабый ветер» — это поисковый термин для использования. Во-первых, Американская ассоциация ветроэнергетики является самопровозглашенным центром ветроэнергетики.


Рэйчел Адамс кандидат биологических наук.

Wind Turbine Technologies — ESIG

Автор: EnerNex [1] , Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии [2]

Доминирующей технологией для коммунальных предприятий является ветряная турбина с горизонтальной осью.Типичные номинальные значения варьируются от 500 кВт до 5 МВт. В настоящее время используются самые разнообразные технологии ветряных турбин. Типичные ветряные электростанции состоят из сотен турбин, обычно использующих одну и ту же технологию. Эти технологии различаются по стоимости, сложности, эффективности извлечения энергии ветра и используемому оборудованию. Типичная ветряная турбина использует узел ротора с лопастями и ступицей для извлечения энергии из ветра, зубчатую передачу для увеличения скорости вращения вала при медленном вращении ротора до более высоких скоростей, необходимых для привода генератора, и асинхронный генератор в качестве генератора. электромеханическое устройство преобразования энергии.Асинхронные машины популярны в качестве генераторных установок из-за их асинхронной природы, поскольку поддержание постоянной синхронной скорости для использования синхронного генератора затруднено из-за переменного характера скорости ветра. Силовые электронные преобразователи могут использоваться для регулирования активной и реактивной выходной мощности турбины.

Фон

Почти все ветряные турбины, развернутые на крупных ветряных электростанциях в США за последние десятилетия, в целом можно описать одной из конфигураций, перечисленных ниже

.
Индукционный (асинхронный) генератор с прямым подключением (тип I)
Основная статья: Индукционный (асинхронный) генератор с прямым подключением

Ветряные турбины, иногда называемые ветряными турбинами с фиксированной скоростью, используют лопасти с регулируемой скоростью вращения (с фиксированным шагом), соединенные со ступицей, которая через редуктор соединяется с обычным асинхронным генератором с короткозамкнутым ротором.Генератор напрямую подключен к линии и может иметь автоматически переключаемые шунтирующие конденсаторы для компенсации реактивной мощности и, возможно, механизм плавного пуска, который отключается после подачи питания на машину. Диапазон скоростей турбины определяется зависимостью крутящего момента от скорости асинхронного генератора. Некоторые из этих турбин не имеют возможности наклона лопастей.
Хотя эта технология относительно прочная и надежная, у нее есть существенные недостатки, а именно то, что улавливание энергии ветра неоптимально и требуется компенсация реактивной мощности.

Индукционный генератор с фазным ротором и внешним управлением сопротивлением (тип II)
Основная статья: Индукционный генератор с фазным ротором и управлением внешним сопротивлением

Иногда называемые ветряными турбинами с переменным скольжением, в них используется асинхронный генератор с фазным ротором и механизмом управления величиной тока ротора с помощью регулируемых внешних резисторов в цепи ротора, а также регулирование шага лопастей турбины для контроля скорости. Диапазон скоростей турбины расширен за счет внешних резисторов.

Асинхронный генератор с двойным питанием — DFAG (тип III)
Основная статья: Асинхронный генератор с двойным питанием — DFAG

Ветряные турбины, иногда называемые асинхронными генераторами с двойным питанием (DFIG), используют асинхронный генератор с фазным ротором, в котором цепь ротора соединена с клеммами линии через четырехквадрантный силовой преобразователь. Преобразователь обеспечивает векторное (по модулю и углу фазы) управление током цепи ротора даже в динамических условиях и существенно расширяет диапазон рабочих скоростей турбины.Управление вектором потока роторных токов позволяет отделить активную и реактивную мощность, а также максимизировать отбор энергии ветра и снизить механические напряжения. Поскольку преобразователь обрабатывает только мощность в цепи ротора, его не нужно рассчитывать на полную мощность машины. Скорость турбины в основном регулируется за счет активной регулировки шага лопастей турбины.

Турбина с регулируемой частотой вращения и преобразователем мощности полной номинальной мощности (тип IV)
Основная статья: Турбина с регулируемой частотой вращения и преобразователем мощности полной номинальной мощности

Иногда называемые ветряными турбинами с полным преобразователем, в них используется ветряная турбина с регулируемой скоростью и преобразователем мощности с полной номинальной мощностью между электрическим генератором и сетью.Преобразователь мощности обеспечивает существенное отделение динамики электрического генератора от сети, так что часть преобразователя, подключенная непосредственно к электрической системе, определяет большинство характеристик и поведения, важных для исследований энергосистемы. Эти турбины могут использовать синхронные или асинхронные генераторы и обеспечивать независимое управление активной и реактивной мощностью.

Технологические тенденции

Ценность технологии переменной скорости для больших ветряных турбин была подтверждена рынком за последнее десятилетие и будет преобладающей технологией в будущем.Работа с переменной скоростью имеет преимущества с точки зрения управления механическими нагрузками на лопатки турбины, трансмиссию и конструкцию. Преимущества со стороны сети также значительны и включают в себя динамическое управление реактивной мощностью, улучшенный динамический контроль над выработкой электроэнергии и возможности для дальнейшего улучшения характеристик интеграции турбины в сеть.

Электрическая надежность

Поставщики ветряных турбин теперь хорошо осведомлены о необходимости повышения электрической надежности турбины, особенно с точки зрения способности устранять неисправности в системе трансмиссии.Усовершенствованный низковольтный режим уже является опцией для нескольких коммерческих турбин и, вероятно, станет стандартной функцией в ближайшие несколько лет. Ожидается, что в будущем ветряные турбины будут не более чувствительны к отключению из-за сбоев в системе передачи, чем обычные генераторы, и обеспечат гибкость в отношении «программирования» режимов их отключения для событий в сети.

Регулятор реальной мощности

В настоящее время коммерческие ветряные турбины обычно работают для максимизации производства энергии.Когда скорость ветра равна или выше номинальной скорости, электрическая мощность «ограничена» номинальным значением, указанным на паспортной табличке. Однако при слабом и умеренном ветре турбина работает для захвата как можно большего количества энергии, так что выходная мощность будет колебаться при колебаниях скорости ветра. Эти колебания не являются оптимальными с точки зрения сети, поскольку они могут привести к колебаниям напряжения и потенциально увеличить нагрузку по регулированию на уровне зоны управления. В будущих поколениях ветрогенераторов можно будет «сгладить» эти колебания в большей степени, чем это достигается сейчас одной лишь механической инерцией.Более сложные схемы регулирования шага, улучшенная аэродинамическая конструкция лопастей и более широкий диапазон рабочих скоростей позволят ограничить кратковременные изменения мощности турбины и в то же время свести к минимуму потери производительности. Такая функция может быть включена только там и тогда, когда она имеет экономическую ценность, превышающую потери производства. Расширение этого типа управления позволит ветряным турбинам участвовать в автоматическом управлении генерацией (AGC). В этом режиме турбина должна была бы работать на уровне несколько ниже максимально возможного от ветра, чтобы обеспечить возможность «разгона» в ответ на команды EMS.Опять же, стоимость предоставления этой услуги должна быть оценена по стоимости с точки зрения более низкого производства, а также стоимости приобретения этой услуги из другого источника. Технически, однако, такая работа возможна даже с некоторыми существующими коммерческими технологиями ветряных турбин и ветряных электростанций.

Динамическая производительность

Динамические характеристики более передовых промышленных технологий турбин являются сложными функциями общей конструкции турбины и схем управления.До сих пор мало внимания уделялось тому, что представляет собой желательное динамическое поведение с точки зрения энергосистемы. На сегодняшний день большая часть внимания в этой области сосредоточена на вопросе сквозного проезда. Как только этот вопрос будет решен, могут появиться возможности для точной настройки динамической реакции турбины на сбои в сети передачи, чтобы обеспечить максимальную поддержку восстановления системы и повысить общую стабильность. Учитывая сложность, присущую топологии и схемам управления будущих ветряных турбин, должна быть возможность запрограммировать реакцию до такой степени, чтобы достичь таких преимуществ стабильности.Такая функция позволила бы ветровой турбине / ветряной электростанции участвовать в обширной схеме восстановительных действий (RAS) или специальной системе защиты (SPS), как это иногда делается сейчас с клеммами преобразователя HVDC и новыми устройствами FACTS.

Ссылки

Простейшая схема генератора ветряной мельницы — самодельные схемы

В посте объясняется, как сделать простую схему генератора ветряной мельницы, которую можно использовать для зарядки аккумуляторов или для работы любого желаемого электрического оборудования днем ​​и ночью бесплатно.

Солнечная панель против ветряной мельницы

Одним из самых больших недостатков электричества от солнечных панелей является то, что оно доступно только в дневное время и только при ясном небе. Кроме того, пик солнечного света только в полдень, а не в течение всего дня делает его использование очень неэффективным. полагаться на сезонные изменения.

Однако ветряной генератор может работать с максимальной эффективностью только в том случае, если он установлен или расположен в определенных регионах, например, на больших высотах, у берегов моря или реки и т. д.

Чтобы самодельный ветряной генератор был наиболее эффективным, его необходимо расположить на на крыше дома, чтобы получить максимально возможную эффективность скорости ветра, чем выше, тем лучше.

Говорят, что на высоте более 100 метров от земли скорость ветра максимальна, и он активен в течение всего года без перерыва, что доказывает, что чем выше высота, тем лучше эффективность ветра.

Проектирование генератора ветряной мельницы

Простая схема генератора ветряной мельницы, представленная здесь, может быть собрана любым любителем для зарядки небольших аккумуляторов в домашних условиях совершенно бесплатно и с незначительными усилиями.

Более крупные модели можно попробовать для достижения большей выходной мощности, которую можно использовать для питания небольших домов.

Принцип работы

Принцип работы основан на традиционной концепции мотор-генератора, в которой шпиндель двигателя с постоянными магнитами интегрирован с турбиной или пропеллерным механизмом для необходимого использования энергии ветра.

Как видно на приведенной выше диаграмме, используемый воздушный винт или конструкция турбины выглядят иначе. Здесь используется витая S-образная система винтов, которая имеет явное преимущество перед винтами традиционного самолетного типа.

В этой конструкции вращение турбины не зависит от направления ветра, а одинаково хорошо и эффективно реагирует независимо от того, с какой стороны дует ветер, это позволяет системе избавиться от сложного рулевого механизма, который обычно используется в обычных ветряные мельницы, чтобы пропеллер самостоятельно регулировал свое переднее положение в соответствии с потоком ветра.

В представленной концепции двигатель, соединенный с турбиной, продолжает вращаться с максимальной эффективностью независимо от того, с какой стороны или угла дует ветер, что позволяет ветряной мельнице быть чрезвычайно эффективной и активной в течение всего года.

Интеграция электронного регулятора напряжения

Электричество, вырабатываемое вращением катушки двигателя в ответ на крутящий момент турбины, может использоваться для зарядки аккумулятора или для питания светодиодной лампы или любой другой электрической нагрузки в соответствии с предпочтение пользователя.

Однако, поскольку скорость ветра может быть изменчивой и никогда не быть постоянной, может оказаться необходимым включить какую-либо схему стабилизатора на выходе двигателя.

Использование понижающего повышающего преобразователя

Мы можем решить эту проблему, добавив повышающий или понижающий преобразователь в соответствии со спецификациями подключенной нагрузки.

Но если характеристики вашего двигателя немного выше, чем нагрузка, и если есть достаточный ветер, вы можете исключить задействованную повышающую цепь и напрямую соединить выход ветряка с нагрузкой после мостового выпрямителя.

На схеме показан повышающий преобразователь, используемый после выпрямления электроэнергии ветряной электростанции через сеть мостового выпрямителя.

На следующем изображении показаны детали используемых схем, которые также не так сложны и могут быть построены с использованием большинства обычных компонентов.

Настройка схемы

На приведенном выше рисунке показана простая схема повышающего преобразователя со каскадом усилителя ошибки с обратной связью. Выходной сигнал ветряной мельницы соответствующим образом выпрямляется соответствующей сетью мостового выпрямителя и подается в схему повышающего выпрямителя на основе IC 555.

Предполагая, что среднее выходное напряжение двигателя ветряка составляет около 12 В, можно ожидать, что схема повышения напряжения повысит это напряжение до 60 В+, однако ступень T2 в схеме предназначена для ограничения этого напряжения до заданного стабилизированного выхода.

Стабилитрон на базе T2 определяет уровень регулирования и может быть выбран в соответствии с требуемыми спецификациями ограничения нагрузки.

На схеме показан аккумулятор ноутбука, подключенный для зарядки от генератора ветряка, другие типы аккумуляторов также можно заряжать по той же схеме, просто регулируя номинал стабилитрона Т2.

В качестве альтернативы количество витков повышающей катушки индуктивности также может быть изменено и настроено для получения других диапазонов напряжения в зависимости от индивидуальных спецификаций приложения.

Видео:

В следующем видео показан небольшой ветряк, на котором можно увидеть повышающий преобразователь, прикрепленный к двигателю и преобразующий малую выходную мощность двигателя для освещения светодиодом мощностью 1 Вт.

Здесь мотор вращается вручную пальцами, поэтому результаты не очень хорошие. Если к установке прикреплена турбина, результат может быть намного лучше.

Еще один видеоклип, в котором показан небольшой двигатель с прикрепленным редуктором, вырабатывающий энергию, достаточную для яркого освещения светодиода мощностью 1 Вт. Этот двигатель можно сконфигурировать с пропеллерами и использовать в условиях сильного ветра для зарядки литий-ионного аккумулятора или любого другого предпочтительного аккумулятора: а также недорогой мощный полевой транзистор можно использовать для создания базового зарядного устройства для ветряных батарей.Выходное напряжение эквивалентно частоте вращения двигателя постоянного тока, который используется в качестве генератора. LTC1042 управляет выходным напряжением и выполняет следующие необходимые задачи:

  • Цепь управления работает, и никель-кадмиевая батарея заряжается с помощью источника тока LM334 всякий раз, когда выходное напряжение генератора ветряной мельницы ниже 13,8 В. Свинцово-кислотная батарея в этой ситуации не получает тока.
  • Свинцово-кислотная батарея 12 В начинает заряжаться со скоростью около 1 А/ч, как только выходное напряжение генератора достигает 13.8В и 15,1В. (ограничено мощностью полевого транзистора).
  • Если напряжение генератора превышает 15,1 В (из-за высокой скорости ветра или полностью заряженной 12-вольтовой батареи), фиксированная нагрузка 36 Ом 5 ​​Вт переключается крайним правым MOSFET, ограничивая обороты генератора и предотвращая любые возможные повреждения.
  • Там, где много энергии ветра, например, на борту яхт или в удаленных местах с радиоретрансляторами, это зарядное устройство можно использовать в качестве удаленного источника энергии. В отличие от солнечных батарей, это устройство можно использовать в ненастную погоду, а также ночью.

2022 Переносной микрогенератор для ветряных турбин, для пляжа, кемпинга, парковки, простой в установке, сделано в США

Благодаря нашей инновационной ветряной турбине micro ваши устройства всегда будут под напряжением!

Ваша солнечная энергетическая система не работает ночью? Вам нравится путешествовать на открытом воздухе?

Только представьте, что вы путешествуете в автономное место и у вас кончается электричество. Какой это был бы кошмар! Вы окажетесь в очень тяжелых условиях.Аккумулятор вашего телефона в конечном итоге разрядится, и вы не сможете ни с кем связаться.

Что, если бы у вас был портативный генератор энергии, который не зависит от солнечного света или какого-либо топлива?

Не беспокойтесь! Мы разработали этот продукт для ВАС! Наконец-то появился способ зарядить ваши устройства во время походов и морских прогулок с помощью 100% зеленой энергии и сделать вашу жизнь намного проще!

Представляем наш новый ветряной генератор MICRO

Инновационная микроветряная турбина, генерирующая выходное напряжение до 15 В для зарядки ваших устройств, пока вы находитесь дома или отправляетесь в поход в свое любимое место.Этот генератор энергии отличается высокой надежностью и обеспечит вас энергией в дороге. С помощью этого устройства вы можете заряжать свои светодиодные фонари, камеру, телефон, личную электронику и аккумуляторы даже в местах, не входящих в сеть!

Портативная микроветровая турбина может генерировать максимальную мощность 15 Вт, в зависимости от скорости ветра. Устройство имеет выходную мощность 12 В постоянного тока и выход USB , что делает его очень удобным для зарядки ваших устройств. Он может напрямую подключаться к любой батарее постоянного тока 12 В без контроллера заряда.

Вот некоторые из главных особенностей этой удивительной ветряной турбины:

Безопасность:

При разработке этого продукта были соблюдены все стандарты безопасности. Ветряная турбина поставляется предварительно собранной и предварительно подключенной, поэтому вам не нужно собирать все с нуля. Лопасти запрессованы и зафиксированы установочными винтами, что обеспечивает сохранность лопастей при сильном ветре. Далее они проходят испытания в настоящей инженерной аэродинамической трубе на устойчивость к сильному ветру.Корпус турбины толстый, устойчивый к ультрафиолетовому излучению и выдерживает неблагоприятные погодные условия.

Водонепроницаемый:

Одной из главных особенностей нашего ветрогенератора является его водонепроницаемость. Международный класс защиты от проникновения пыли и влаги IP68 означает, что этот электрогенератор способен выдерживать сильный дождь без каких-либо повреждений. Кроме того, он также устойчив к песку, грязи и пыли, что делает его идеальным для использования на лодках и пляжах.

Инновационный дизайн:

Это устройство просто необходимо всем любителям инженерного дела! Покажите это своим друзьям и семье и заставьте их завидовать вашему устройству! Вы можете зарядить разряженные батареи ваших друзей в походах и спасти положение. Различные типы крепления предназначены для удовлетворения всех ваших потребностей, сохраняя привлекательный внешний вид устройства.

Портативность:

Портативность этого устройства делает его чрезвычайно полезным для использования в походах, пеших походах и поездках на лодке. Эта ветряная турбина намного меньше, чем солнечная панель той же мощности, поэтому ее намного легче брать с собой в отпуск вне сети!

Экологичность:

Ветряные турбины — одно из самых экологичных устройств для производства электроэнергии на планете.Ветряная турбина сокращает выбросы CO2 в мире, производя чистую энергию. С помощью этого устройства вы можете сократить выбросы парниковых газов, которые наносят вред планете и способствуют повышению глобальной температуры. Инвестируйте в этот продукт и помогите спасти планету с помощью экологически чистой энергии!

Подходит для детей:

Это устройство предназначено не только для производства электроэнергии. Это также может помочь маленьким детям узнать о выработке энергии. Познакомьте своих детей с ветряком и дайте им увидеть его в действии! Ветряная турбина в действии определенно пробудит любопытство к обучению у детей И взрослых.Кроме того, он также может стать частью проекта школьной научной ярмарки вашего ребенка.

 

Эта ветряная турбина не только экологически безопасна, но и обеспечивает вас энергией в районах, не подключенных к сети. Берите с собой в поездки источник питания и наслаждайтесь питанием даже ночью!

Этот потрясающий генератор энергии пользуется спросом! Купите сейчас, пока у нас не закончились товары!

   Технические характеристики:

  • Крепление для трубы/трубы : Устанавливается на трубу из ПВХ или аналогичную трубу 3/4 дюйма (внутренний диаметр отверстия для крепления турбины составляет 1,5 мм).050″).  
  • Перпендикулярное крепление для трубы/трубы : Устанавливается на трубу диаметром от 1 до 1,25 дюйма. (Некоторые примеры могут быть на велосипеде, садовых столбах и т. д.) Имеются специальные пазы для установки на 1/2″, 3/4″ или 1 дюйме квадратных или прямоугольных труб. (Некоторые примеры могут быть на балконе квартиры, указателе и др.)
  • Крепление Twister:   Включает ветряную микротурбину, предназначенную для навинчивания на любой стандартный удлинитель конструкции. Включает в себя одну телескопическую штангу с замком Twist 4-8 футов.Включает одно кольцо растяжки, (3) растяжки (светоотражающий страховочный трос высокой видимости) и (3) алюминиевые стойки для стабилизации шеста.

 

  • Тип генератора: 12 В
  • Выходное напряжение: 0–30 В (переменная в зависимости от скорости ветра)
  • Максимальная выходная мощность генератора: 15 Вт
  • Вес: 1 фунт
  • Вырезать скорость ветра: 
    • 2 Отвала: примерно 7 миль в час*
    • 5 Отвал: примерно 5 миль в час*
  • Скорость ветра для выживания: 45 миль в час
  • Размах отвала: Рабочий диаметр 18 дюймов

ЧТО ВКЛЮЧЕНО?

    • Ветряной генератор с корпусом IP68 и выходом 12 В постоянного тока и USB
    • 5 лезвий
    • 5-лопастная втулка
    • 2-лопастная втулка

 

* Данные о зарядке определены по результатам реальных испытаний в инженерной аэродинамической трубе.Ваши результаты могут варьироваться в зависимости от скорости ветра, направления ветра и других факторов.

Ветряной генератор S 128

Имя *

Контактный телефон *

Страна * SelectAfghanistanAland IslandsAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBolivia, многонациональное государство ofBonaire, Синт-Эстатиус и SabaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократическая Республика theCook IslandsCosta RicaCote d’IvoireCroatiaCubaCuracaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland острова (Мальвинские) Фарерские островаФиджиФинляндияФранцияФранцузская ГвианаФранцузская ПолинезияФранцузские южные территорииГабонГамбияГрузияГерманияГанаГибралтарГрецияГренландияГренадаГваделупаГуамГватемалаГернсиГвинеяГвинея-БисауГайанаХай Остров tiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran, Исламская Республика ofIraqIrelandIsle из ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKorea, Корейская Народно-Демократическая Республика ofKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народная Демократическая RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Арабская JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacaoMacedonia, бывшая югославская Республика ofMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные Штаты ofMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana ОстроваНорвегияОманПакистанПалауПалестинская территория, оккупированнаяПанамаПапуа-Новая ГвинеяПарагвайПеруФилиппиныПиткэрнПольшаПортугалияПуэрто-РикоКатарРеюньонРумынияРоссийская ФедерацияРуандаСен-БартельмиСент-Хелена, Вознесение и Тристан Да С unhaSaint Киттс и NevisSaint LuciaSaint Мартин (французская часть) Сен-Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Томе и PrincipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint Маартен (Голландская часть) SlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSouth Грузия и Южный Сэндвич IslandsSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ТаиландТимор-ЛештиТогоТокелауТонгаТринидад и ТобагоТунисТурцияТуркменистанОстрова Теркс и КайкосТувалуУгандаУкраинаОбъединенные Арабские ЭмиратыВеликобританияСоединенные ШтатыОтдаленные Малые острова СШАУругвайУзбекистанВануатуВенесуэла, Боливарианская РеспубликаВьетнамВиргинские острова, Британские Виргинские острова, СШАС.Уоллис и ФутунаЗападная СахараЙеменЗамбияЗимбабве

Сообщение *

Ветряной электрогенератор – обзор

9.3.1 Системы водяного насоса

Системы водяного насоса представляют собой особый тип WHPS. Эти системы используют энергию ветра для подачи мощности на вал, которая напрямую используется для перекачивания воды или выработки электроэнергии для привода электрического насоса.Водяные насосы с приводом от ветра использовались на протяжении многих веков в таких странах, как Нидерланды; даже сегодня большое количество этих устройств используется в отдаленных населенных пунктах.

Системы перекачки воды могут применяться на обширной территории лучше, чем системы поверхностного водоснабжения, основанные на больших оросительных плотинах. Из-за большого количества воды, необходимой для орошения, энергия ветра редко используется для орошения сельскохозяйственных культур. Однако более крупные и эффективные ветряные турбины способны производить достаточно электроэнергии для использования в ирригационных проектах (Gipe, 1993; Gasch and Twele, 2002).

В развивающихся странах, где многие регионы не подключены к электроснабжению, энергия ветра может применяться для выработки механической энергии или электроэнергии для перекачки воды с небольших глубин. Солнечная энергия и обычные дизельные двигатели также могут использоваться для улучшения водоснабжения, хотя в случае дизельных двигателей (используемых для привода электродвигателей) важно учитывать подачу топлива (Gipe, 1993; Gasch and Twele, 2002).

Большое количество лопастей использовалось в старых роторах с низким передаточным числом для водяных насосов, а также для приложений, требующих высокого пускового момента.Современные роторы с высоким передаточным отношением для выработки электроэнергии имеют только две или три лопасти. Количество лопастей несущего винта косвенно связано с передаточным числом λ, которое представляет собой радиосвязь между скоростью вращения лопастей и скоростью ветра (Manwell et al. , 2002):

9,1λ=ωRv

, где ω −1 ) — частота вращения, R (м) — радиус аэродинамического ротора и v (м с −1 ) — скорость ветра.

Преобразование энергии ветра в гидравлическую энергию с помощью ветровой насосной установки может производиться, если скорость ветра превышает 2 балла.5–3,0 м с −1 , с коэффициентом мощности более 45 % (т. е. отношение фактической мощности ветровой турбины за определенный период времени к ее мощности, если бы она все время работала на полной номинальной мощности) . Можно эксплуатировать систему ветряных насосов, если уровень воды в водохранилище существенно не меняется, а также если можно хранить воду в течение трех дней или одной недели для учета безветренных дней. Для работы механического привода для перекачивания воды ветряная турбина должна быть размещена близко к водохранилищу, а основные части системы должны быть защищены от непогоды.В случае ветряных турбин, которые подают электроэнергию для перекачки воды, ветряная турбина может быть размещена далеко от водоема, чтобы максимизировать преобразование энергии ветра.

Можно выделить четыре типа ветровой откачки: деревенское водоснабжение, ирригация, водоснабжение скота и дренаж. Ветряные турбины с прямым механическим соединением являются наиболее распространенным методом подачи воды на пахотные земли и домашний скот. Многие более современные ветряные турбины имеют электрическую связь, при этом водяной насос подключается к ветряной турбине через соединение с мотор-генератором.Типичный ветряной насос изображен на рис. 9.1.

9.1. Ветряная насосная система и накопительный бак. Хранение необходимо для обеспечения водой в безветренный период (Aermotor Windmill Company, Inc.).

В настоящее время существует три типа ветроэнергетических систем для перекачивания воды: два используют механическую энергию для перекачивания воды, а третий преобразует энергию ветра в электрическую энергию (Gasch and Twele, 2002):

Механические (поршневые насос). Эта система преобразует энергию вращения ветра в вертикальное движение, используя змеевидный стержень и поршневой насос для подъема воды.

Механический (пневматический насос). Эта система использует энергию ветра для зарядки компрессора, который перекачивает воздух для подъема воды.

Электрический насос. Электрическая насосная система направляет генерируемую энергию непосредственно на водяной насос и/или в аккумуляторную систему хранения.

Конструкция системы зависит от конкретных потребностей в энергии, от того, требуется ли аккумуляторная система хранения, а также от силы ветра, доступного на объекте.Гибридные ветровые/солнечные/традиционные системы рассматриваются, когда ветровой ресурс недоступен в течение некоторых месяцев в году (например, летом, когда потребность в воде увеличивается). Новые винтовые насосные системы могут питаться от солнечной и фотоэлектрической (PV) энергии или энергии ветра, а также от дизельной или аккумуляторной системы. Винтовой насос (объемный насос) должен обеспечивать более высокие скорости потока на большей глубине откачки с меньшими требованиями к мощности, чем центробежный насос (насос большого объема). Еще один аспект, который следует учитывать при выборе системы, заключается в том, что на долю аккумуляторов может приходиться более 20% от общего объема капитальных вложений.

Для оценки размера ветряной турбины, необходимой для перекачки воды, необходимо учитывать три основных параметра: напор насоса (H м), требуемый расход воды (Q м 3 с −1 ) и средней скорости ветра (v¯.m s −1 ) в данной местности. Фактическая отдаваемая мощность ротора должна равняться требуемой гидравлической мощности, а именно:

9.2Cpηm12ρairAv¯3=ρwgHQ

где C p – коэффициент полезного действия или эффективность преобразования ветра ротора, η м — механический КПД ветряка, ρ воздух — плотность воздуха (принимается за 1.15 кг м −3 ), A (m 2 ) – площадь ротора, ρ w – плотность воды (принята равной 1000 кг м −3 ) и г (мс −2 ) — ускорение свободного падения. Площадь ротора может быть выражена как:

9.3A=1000кгм-310HQ0.58кгм-3Cpηmv¯3

а диаметр ротора D получается из

9.4D=4Aπ

Важно отметить, что требуемое расход воды, напор насоса и скорость ветра будут меняться в течение года; поэтому удобно оценивать среднее значение каждой переменной за каждый месяц (Omer, 2008).Электрическая мощность различных водяных насосов показана на рис. 9.2.

9.2. Приведены оптимальные энергетические характеристики малого ветродвигателя по сравнению с потребляемой мощностью поршневого насоса и центробежного насоса.

Сравнение рабочих характеристик винтовых и центробежных водяных насосов с мощностной характеристикой высокоскоростного ветродвигателя показывает, что рабочие характеристики водяного насоса легче согласовать с мощностными характеристиками ветрового ротора, если водяной насос центробежный (рис.9.2). Простая причина заключается в том, что характеристики двух «машин потока жидкости», ветряного ротора и центробежного насоса, лучше совпадают (Hau, 2006). Хотя электрическая передача мощности от ветряной турбины к водяному насосу включает двойное преобразование энергии с соответствующими потерями в сумме около 30%, в большинстве случаев эти потери более чем компенсируются за счет оптимального размещения ветряной турбины (Hau, 2006). .

Электрические водяные насосы, которые подключаются к розетке переменного тока (AC), как правило, не рассчитаны на очень эффективную работу, поскольку отсутствует контроль количества подаваемой электроэнергии, а двигатели переменного тока должны работать с полной номинальной мощностью, чтобы работать эффективно.Системы ветряных насосов предназначены для использования постоянного тока (DC), обеспечиваемого ветряной турбиной, хотя в некоторых более новых версиях используется двигатель переменного тока с переменной частотой и трехфазный контроллер насоса переменного тока, который позволяет им питаться непосредственно от ветряных турбин. Поскольку ветряные турбины дороги, а их производство энергии может варьироваться, системы ветряных насосов должны быть максимально эффективными; то есть им необходимо максимизировать общее количество литров перекачиваемой воды на ватт потребляемой электроэнергии. Они также должны иметь возможность качать в условиях низкой скорости ветра.

Чтобы удовлетворить эти требования, производители насосов должны были изменить конструкцию своих водяных насосов. В большинстве обычных насосов переменного тока используется центробежное рабочее колесо, которое «приводит» воду в движение. Многоступенчатый центробежный насос имеет ряд расположенных друг над другом рабочих колес и камер. При работе на малой мощности количество воды, перекачиваемой центробежными насосами, резко падает. Это делает центробежные насосы несколько ограниченными в использовании солнечной энергии (хотя эффективные центробежные насосы доступны). Многие разработчики водяных насосов использовали подход с использованием поршневых насосов, которые подают воду в камеру, а затем вытесняют ее с помощью поршня или винтового винта.Обычно они качают медленнее, чем другие типы насосов, но имеют хорошую производительность в условиях малой мощности и могут достигать высокого подъема. Доступны как погружные (с насосом, остающимся под водой), так и поверхностные насосы. Поверхностные насосы дешевле погружных, но они не подходят для всасывания и могут забирать воду только с высоты около 6 метров по вертикали. Поверхностные насосы отлично подходят для перекачивания воды на большие расстояния. В некоторых случаях оба типа насосов используются в одной системе, когда напор насоса превышает 6 м и вода перекачивается на большие расстояния.

Во многих странах мира, таких как Индия, Китай, Австралия, Греция и Египет, осуществляются программы перекачки воды с использованием энергии ветра. США осуществили одну из важнейших программ в этой области. В сентябре 2004 года Р. Нолан Кларк и Брайан Д. Вик из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (Бушленд, Техас) начали исследовательский проект под названием «Удаленное перекачивание воды и производство электроэнергии с использованием возобновляемых источников энергии». Одной из основных целей проекта была разработка и оценка автономных систем перекачки воды с использованием энергии ветра для орошения, животноводства и сельскохозяйственных угодий путем разработки инверторных и выпрямительных контроллеров размером с ферму для увеличения количества полезной энергии, доступной для насоса.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.