Принцип работы ветрогенератора. Какие принципиальные конструкции существуют для ветряных двигателей?

Для создания баланса крутящего момента генератор окружен кожухом вала, который служит противовесом для гребного винта. Кроме того, вытянутая форма корпуса облегчает его ориентацию «вниз».

Кинетический ветрогенератор: устройство, принцип работы, применение

Современная кинетическая ветряная турбина позволяет использовать силу воздушных потоков, преобразуя их в электричество. Для этих целей существуют заводские и самодельные модели устройств, которые используются как в промышленности, так и в частных домах.

Мы расскажем вам о конструкции этого типа ветрогенератора, представим характеристики устройства и возможности строительства. В предлагаемой нами статье указаны слабые и сильные стороны ветряной турбины. Для импровизаторов есть полезные схемы и рекомендации по сборке.

Принцип работы ветрогенератора

Ветряная турбина работает путем преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию ротора, которая затем преобразуется в электричество.

Принцип работы довольно прост: вращение лопастей, соединенных с валом устройства, вызывает круговое движение ротора генератора, который вырабатывает электроэнергию.

Принцип работы ветрогенератора

Ветроэнергетика — одна из самых перспективных отраслей возобновляемой энергетики. Современные разработки позволяют использовать силу воздушных потоков для выработки электроэнергии при низких затратах.

Получающийся в результате нестабильный переменный ток «течет» к блоку управления, где он преобразуется в постоянное напряжение, которое может быть использовано для зарядки батарей. Оттуда ток поступает в инвертор, где преобразуется в переменное напряжение 220/380 В, которое затем передается потребителям.

Мощность ветрогенератора напрямую зависит от мощности воздушного потока (N), которая рассчитывается по формуле N=pSV 3 /2, где V — скорость ветра, S — рабочая поверхность, p — плотность воздуха.

Устройство ветряного генератора

Различные конструкции ветровых турбин значительно отличаются друг от друга.

Схема устройства ветрогенератора

На следующем рисунке показана внутренняя структура классической горизонтальной ветряной турбины. Эти модели наиболее часто используются как в промышленности, так и в частных домах.

Промышленные устройства представляют собой сложные конструкции длиной несколько метров, требующие фундамента, в то время как бытовая модель может состоять из минимальных компонентов (двигатель постоянного тока 3-12 В, конденсатор 1000 мкФ 6 В, кремниевый выпрямительный диод).

Типичная установка состоит из следующих компонентов:

  • Альтернатор (мощность зависит от скорости ветра),
  • лопасти, передающие вращение на вал генератора (часто дополнительно оснащенный шестернями и стабилизаторами скорости),
  • мачта ветрогенератора, к которой крепятся лопасти (чем выше расположены эти элементы, тем больше энергии ветра они могут поглотить),
  • аккумуляторы, которые накапливают энергию, чтобы ее можно было использовать даже при слабом ветре или его отсутствии. На аккумулятор также возложена задача стабилизации тока, поступающего от генератора,
  • Регулятор преобразует переменное напряжение, получаемое от генератора, в постоянное напряжение, которое используется для зарядки аккумулятора. Управление регулятором осуществляется путем поворота лопастей, что позволяет учитывать точку, в которую поступает воздух,
  • АВР — автоматическое коммутационное устройство, соединяющее ветряную турбину с другими источниками энергии (солнечные панели, электросеть),
  • Датчик направления ветра — устройство, которое помогает лопастям определять поток ветра,
  • инвертор для преобразования постоянного тока от батарей в переменный ток, используемый в электрической связи.

Устройство может быть оснащено различными типами инверторов в соответствии с потребностями пользователя:

  • Модифицированные синусоидальные устройства с инвертором, который производит прямоугольную синусоидальную волну. Блоки этого типа подходят для обогревателей, ламп накаливания и других приборов, не предъявляющих высоких требований к качеству электросети,
  • Трехфазные преобразователи напряжения, предназначенные для трехфазных систем,
  • Аппараты с чистой синусоидой, вырабатывающие энергию для более чувствительных приборов,
  • Сетевые преобразователи, которые могут работать без батарей. Эти устройства предназначены для цепей, в которых ток подается непосредственно в сеть.

При выборе моделей всегда следует обращать внимание на тип преобразователя.

Однако высокая стоимость подключения удаленных объектов к сети (есть еще неэлектрифицированные деревни), грубость чиновников, длительные походы и получение ТЭ от компаний-монополистов заставляют владельцев использовать альтернативную энергию для своих объектов.

Принцип работы

Кроме того, вращательная сила преобразуется в электричество, которое хранится в аккумуляторе. Чем сильнее поток воздуха, тем быстрее вращаются лопасти и вырабатывают больше энергии. Поскольку ветряная турбина максимально использует альтернативный источник энергии, одна сторона лопастей закруглена, а другая относительно плоская. Когда поток воздуха проходит над закругленной стороной, создается область отрицательного давления. Это засасывает лезвие внутрь и отводит его в сторону. В результате вырабатывается энергия, которая заставляет лопасти вращаться.

Схема генератора для ветряка

Схема ветряной турбины: показывает принцип преобразования энергии ветра и работу внутренних механизмов.

При вращении лопасти также вращают вал, который соединен с ротором генератора. Когда двенадцать магнитов, прикрепленных к ротору, вращаются в статоре, генерируется переменный ток, который имеет ту же частоту, что и обычная комнатная розетка. Это основной принцип работы ветряной турбины. Переменный ток можно легко генерировать и передавать на большие расстояния, но его нельзя хранить.

Принципиальная схема ветрогенератора

Принципиальная схема ветрогенератора

Для этого его необходимо преобразовать в постоянный ток. Эту задачу выполняет электронная схема внутри турбины. Промышленные ветряные турбины производятся для выработки большого количества электроэнергии. Ветряная электростанция обычно состоит из нескольких десятков турбин. Используя такое устройство дома, можно значительно сократить расходы на электроэнергию. Принцип работы ветряных турбин позволяет использовать их таким образом:

  • для автономной работы,
  • параллельно с буферной батареей,
  • в сочетании с солнечными коллекторами,
  • параллельно с дизельным или бензиновым генератором.

Когда воздушный поток движется со скоростью 45 км/ч, турбина вырабатывает 400 ватт электроэнергии. Этого достаточно для освещения сада. Эта энергия может храниться в аккумуляторе.

Специальное устройство контролирует зарядку аккумулятора. Когда заряд уменьшается, вращение лопастей замедляется. Когда аккумулятор полностью разряжается, лопасти снова начинают вращаться. Это позволяет поддерживать заряд на определенном уровне. Чем сильнее поток воздуха, тем больше электроэнергии может выработать турбина.

Система торможения вращения лопастей

Чтобы избежать повреждения устройства при высоком давлении воздуха, оно оснащено специальной тормозной системой. Если раньше движущиеся магниты вызывали ток в обмотках, то теперь эта сила используется для остановки вращающихся магнитов. Это происходит путем создания короткого замыкания, которое замедляет ротор. Возникающее сопротивление замедляет вращение магнитов.

Это интересно:  С какой периодичностью должен проводиться плановый ремонт газового оборудования. С какой периодичностью должен проводиться плановый ремонт газового оборудования

Устройство и конструкция ветрогенератора, а также узлов

Строительство ветряной турбины и ее компонентов

Когда скорость ветра превышает 50 км/ч, тормоза автоматически замедляют ротор. Когда скорость ветра достигает 80 км/ч, система торможения полностью останавливает лопасти. Все части турбины спроектированы таким образом, чтобы наилучшим образом использовать энергию ветра. Когда дует ветер, лопасти вращаются, а генератор преобразует их движение в электричество. Благодаря двойному преобразованию энергии турбина вырабатывает электричество из обычного движения газовых масс.

классический ветрогенератор

Ветряк выглядит как флюгер — он направлен в ту сторону, откуда дует ветер.

Это устройство очень полезно не только в экстремальных условиях, но и в повседневной жизни. Очень часто ветроэнергетические установки используются в домах отдыха или в населенных пунктах, где регулярно происходят отключения электроэнергии. Автономный и самодостаточный источник питания имеет следующие преимущества

  • система является экологически безопасной
  • нет необходимости в дозаправке,
  • не накапливать отходы,
  • устройство работает очень тихо,
  • он имеет длительный срок службы.

Все ветряные турбины работают по одной и той же системе. Сначала переменное напряжение, полученное от давления ветра, преобразуется в постоянный ток. Это заряжает аккумулятор. Затем инвертор снова генерирует переменный ток. Это обеспечивает работу лампочек, холодильника, телевизора и т.д. Благодаря перезаряжаемому аккумулятору вы можете пользоваться электрическими приборами даже при недостатке света. Кроме того, напряжение в сети остается стабильным даже при сильных порывах ветра.

Увеличение мощности установки

Некоторые ветряные турбины оснащены датчиком ветра. Он собирает данные о направлении и скорости ветрового потока. Генератор ветряной турбины не может вырабатывать мощность больше номинальной, но для всех агрегатов, входящих в инвентаризацию, мощность может составлять от 10 до 30 % от расчетной. Этот «резерв» не нужно рассчитывать, так как ветряная турбина имеет программную и производственную защиту от перегрузки.

Можно увеличить мощность ветряной турбины, используя систему резервного питания от аккумуляторов.

Выходная мощность (кВт) ветровой турбины определяется мощностью инвертора. Мощность киловатта можно использовать для определения максимального количества подключаемых устройств. Для увеличения мощности системы необходимо параллельно подключить несколько инверторов.

В трехфазных цепях инвертор должен быть установлен в каждой фазе.

Если мощности одной фазы недостаточно, увеличьте количество инверторов, если это предусмотрено производителем. Когда ветра нет, подача электроэнергии прерывается. Поскольку производство электроэнергии отсутствует, накопитель энергии подключается к ветряной турбине (см. рисунок ниже).

схема увеличения мощности и емкости ветрогенератора

Схема увеличения мощности и производительности ветряной турбины

Система накопления энергии состоит из связки инвертор-аккумулятор. Узнайте больше об аккумуляторах в этом разделе и о хранении энергии в этом разделе. Увеличение емкости аккумулятора увеличивает запас энергии, но также и время зарядки. Скорость зарядки аккумулятора зависит от мощности генератора и количества инверторов, которые также могут выдавать только мощность, указанную производителем. Поэтому скорость зарядки аккумулятора зависит от мощности инвертора и не зависит от мощности ветряной турбины.

Система торможения предотвращает механическое разрушение устройства, если скорость ветра слишком высока. Суть этой системы заключается в том, что автоматика замыкает электрические цепи магнитной системы генератора, в результате чего возникает сильное тормозное усилие.

Принцип работы ветроэнергетических установок

Ветряная турбина состоит из ряда устройств, которые включают:

  • Ветряная турбина,
  • аккумулятор,
  • инвертор,
  • коммутационные устройства, кабели и другие устройства.

Примечание: Существует множество различных конструкций ветряных турбин, но общий состав установки практически одинаков.

Принцип работы ветряных турбин основан на использовании энергии ветра. Электричество воздействует на лопасти крыльчатки и заставляет их вращаться. Она передается на генератор, который вырабатывает электроэнергию. Генератор заряжает аккумуляторы, напряжение которых поступает на инвертор, вырабатывающий переменный ток 220 В 50 Гц, необходимый потребителям.

Существуют автономные ветряные турбины, которые приводят в действие насосы или другие простые устройства, подающие напряжение непосредственно на потребительское устройство. Однако если возникнет аномальная ситуация, например, внезапное усиление ветра, потребителю может быть нанесен ущерб из-за перегрузки.

В последнее время интерес изобретателей и конструкторов к ветроэнергетике значительно возрос. Постоянно появляются новые конструкции со все более широкими возможностями. В частности, ведется активный поиск путей повышения эффективности ветровых турбин, и некоторые варианты имеют очень высокие показатели по сравнению с используемыми в настоящее время промышленными моделями ветровых турбин.

Учитывая, что максимальное использование энергии ветра по расчетам не может превышать 59,3%, а фактическое использование гораздо ниже, начиная с 10%, потенциал для повышения эффективности турбин очень высок.

sh2 - Особенности ветроэнергетических установок: достоинства и недостатки оборудования

Виды оборудования

Существуют две группы ветряных турбин, которые отличаются осью вращения рабочего колеса:

    . Они напоминают пропеллер. Лопасти этих устройств вращаются вокруг вертикальной оси. Вертикальные турбины бывают разных конструкций.

Принципиальная разница между двумя типами конструкций заключается в необходимости выравнивания горизонтальных турбин по направлению ветра, в то время как к вертикальным ветрогенераторам такие требования не предъявляются. Кроме того, для горизонтальных турбин обязательна высокая мачта, так как расположение на большей высоте позволяет интенсивнее воздействовать ветровому потоку на ротор. Вертикальные конструкции требуют меньшей высоты над землей.

В то же время, эффективность горизонтальных ветровых турбин обычно выше, чем вертикальных. Это связано с тем, что лопасти вертикального ротора оказывают балансирующее воздействие как на рабочие части, так и на задние стороны. Снижение балансирующего эффекта потока на задней стороне лопастей является важным вопросом для конструкторов, пытающихся разработать наиболее удачную форму рабочего колеса.

Существуют прототипы, демонстрирующие высокую эффективность потока, но широкого производства таких устройств пока не предвидится.

Общая композиция почти такая же, единственное отличие — тип ветряной турбины.

Горизонтальные ветрогенераторы

Турбины с горизонтальной осью вращения имеют в основном такую же конструкцию. Они состоят из горизонтального вала с хвостом и ротором на противоположных концах. Вал может свободно вращаться вокруг вертикальной оси, что необходимо для позиционирования ротора по направлению ветра. Это делается автоматически хвостом. Ротор — это своего рода пропеллер, который вращается, когда ветер дует на лопасти.

Принципиальной разницы между различными моделями горизонтальных ветряных турбин нет. Они различаются по типу лезвий:

Первые изготавливаются из прочного материала, а вторые состоят из жесткого каркаса, обтянутого плотной тканью или аналогичным материалом. Кроме того, существуют модели с различными формами лезвий:

  • В форме прямого лезвия,
  • спираль Архимеда.
Это интересно:  В подъезде пахнет газом. Что делать если в подъезде пахнет газом.

Существуют модели парусов, разработанные для максимального использования ветрового потока. Они не имеют вращающихся частей, поверхность паруса создает давление на поршневую систему, которая взаимодействует с генератором.

Большая площадь поверхности лопастей генерирует больше энергии, взаимодействуя с потоком воздуха, но также создает значительное сопротивление ветра, что опасно при порывах торнадо.

Ротор в горизонтальном исполнении должен быть установлен на высокой мачте. Это повышает эффективность выработки энергии ветра, но усложняет установку и обслуживание. Мачта должна иметь жесткие опоры и крепления, чтобы выдерживать сильные порывы ветра. Высота мачты должна быть выбрана таким образом, чтобы ветровая турбина возвышалась над всеми соседними зданиями и сооружениями. В то же время место установки выбирается на такой высоте, которая уменьшает высоту мачты и облегчает монтаж.

vetrogenerator 1 - Особенности ветроэнергетических установок: достоинства и недостатки оборудования

Особенности конструкции

Главной особенностью ветряной турбины является движущийся ротор, который передает крутящий момент на генератор. Ротор является наиболее важным компонентом всей конструкции и требует высокого качества изготовления, прочности и устойчивости.

Помимо надежности, ротор должен в достаточной степени реагировать на контакт с ветровыми потоками и начинать вращаться при относительно низких уровнях. Это особенно важно, учитывая климат России, где преобладают слабые или умеренные ветра. Способность запускаться при слабом ветре имеет большое значение для ветряных турбин, и большинство конструкций были разработаны именно для повышения чувствительности при слабом ветре.

Нестабильные и слабые скорости ветра являются основными причинами недостаточного развития ветроэнергетики в России. Затраты на альтернативные источники энергии в большинстве случаев выше, чем на традиционные методы, что объясняет низкую представленность ветровой энергии. В то же время, решение проблемы с помощью дизельных электростанций способствует негативному воздействию на окружающую среду в виде выбросов продуктов сгорания.

Использование свободной энергии ветра может дать значительный экономический эффект и решить проблему недостаточного энергоснабжения в регионах, если инвестиции будут распределены соответствующим образом, а планирование будет максимально эффективным.

Получающийся в результате нестабильный переменный ток «течет» к блоку управления, где он преобразуется в постоянное напряжение, которое может быть использовано для зарядки батарей. Оттуда ток поступает в инвертор, где преобразуется в переменное напряжение 220/380 В, которое затем передается потребителям.

Малые ветрогенераторы

К малым или частным ветрогенераторам обычно относятся турбины мощностью 5 кВт и менее. На розничном рынке представлены различные мощности и конструкции, как отечественные, так и импортные, поэтому можно найти подходящее устройство, не переплачивая.

Обычно устройства поставляются в минимальной комплектации:

  • содержит контроллер,
  • не содержит резервной батареи,
  • не содержит аккумулятор, не содержит аккумулятор, не содержит аккумулятор, не содержит аккумулятор, не содержит зарядное устройство, не содержит зарядное устройство, не содержит зарядное устройство, позволяет собрать устройство на месте, если нет местных ограничений.

Ввиду технической сложности, проектирование горизонтальных установок требует тщательного планирования и может потребоваться консультация специалиста.

Стоимость маломощных моделей начинается от нескольких десятков тысяч рублей и во многом зависит от выходной мощности.

Автоматика ветроэлектростанций

Современные электрические ветряные турбины оснащены сложной системой автоматизации, которая

  • значительно улучшает характеристики
  • обеспечивает сбалансированность выходной мощности,
  • делает эксплуатацию безопасной.

Типичный набор автоматических систем включает в себя:

  • Ограничитель скорости ветровой турбины при высоких скоростях ветра,
  • выравнивание колес по направлению вниз (важно для горизонтальных ветряных турбин),
  • Защита от короткого замыкания,
  • Отключение в случае отказа оборудования, урагана или превышения предельного уровня вибрации.

Модели средней и высшей категорий обязательно поддерживают дистанционное управление и диагностику. Некоторые устройства дополнительно контролируют направление и интенсивность воздушного потока для достижения максимальной производительности путем выбора соответствующего угла наклона всего устройства и лопастей турбины.

Система торможения

Система торможения предотвращает механическое разрушение устройства, если скорость ветра слишком высока. Суть этой системы заключается в том, что автоматика замыкает электрические цепи магнитной системы генератора, в результате чего возникает сильное тормозное усилие.

Кроме того, алгоритм системы управления прогнозирует полную остановку турбины в случае ураганных порывов. Предел срыва может быть установлен пользователем. Типичной заводской настройкой этого параметра является активация функции срыва при скорости 80 км/ч.

Существует множество моделей парусных ветряных турбин, которые отличаются количеством лопастей, весом и мощностью. Все эти параметры должны быть учтены при выборе устройства

Лопасти для ветрогенератора

Производительность ветровых турбин в значительной степени зависит от конструкции лопастей. Прежде всего, это их количество и размер, а также материал, из которого изготовлены лопасти для ветряной турбины.

Факторы, влияющие на конструкцию лопастей:

  • Даже самый слабый ветер способен приводить в движение большие лопасти. Однако чрезмерная длина может привести к снижению скорости ветрогенератора.
  • Увеличение общего количества лопастей делает ветряную турбину более гибкой. То есть, чем больше лопастей, тем лучше начинается вращение. Однако мощность и скорость снижаются, что делает такое устройство непригодным для выработки электроэнергии.
  • Диаметр и скорость ветровой турбины влияют на уровень шума турбины.

Количество лопастей должно соответствовать положению установки всей конструкции. В оптимальных условиях правильно подобранные лопасти позволяют достичь максимальной эффективности ветровой турбины.

Рекомендации по ветрогенераторам

Существуют общие рекомендации по оптимальному использованию ветровых турбин.

Прежде всего, необходимо заранее определить требуемую мощность и функциональность устройства. Для правильного проектирования ветровой турбины необходимо изучить возможные конструкции и климатические условия, в которых она будет работать.

Помимо полной мощности, рекомендуется также определить выходную мощность, так называемую пиковую нагрузку. Он представляет собой общее количество устройств и установок, которые активируются одновременно с работой ветряной турбины. Если вы хотите увеличить это число, вам следует использовать несколько инверторов одновременно.

Использование свободной энергии ветра может дать значительный экономический эффект и решить проблему недостаточного энергоснабжения в регионах, если инвестиции будут распределены соответствующим образом, а планирование будет максимально эффективным.

Вертикальный ветрогенератор

Барабанная ветряная турбина

Существуют и другие типы вертикальных ветровых турбин, например, «ротор Дарье», который имеет несколько более высокий КПД, чем барабанная ветровая турбина, но обладает очень низким пусковым моментом и не может запуститься самостоятельно, имея только две лопасти, поэтому часто используется гибридный ротор Савониуса+Дарье. Существуют и другие типы со всевозможными изогнутыми лезвиями и многоуровневыми полубоксами, но на практике они недалеко ушли от стандартного щелевого ствола.

Это интересно:  Производим подбор привода для откатных ворот. Какой привод для откатных ворот лучше

Вертикальные ветрогенераторы

Парусные ветрогенераторы — это, по сути, те же горизонтальные ветрогенераторы, но поскольку паруса покрывают весь ветрогенератор и отсутствует аэродинамический профиль, эти ветрогенераторы тихие и неэффективные, но они имеют высокий крутящий момент на низких скоростях и поэтому могут напрямую приводить в действие различные механизмы, например, насос для перекачки воды. По аналогии с парусными ветряными турбинами существуют многолопастные ветряные турбины с жесткими лопастями.

Генераторы

Генераторы для ветряных турбин обычно представляют собой трехфазные генераторы, похожие на те, что используются в автомобилях, но в зависимости от мощности и номинальной скорости их размеры значительно больше. Обмотка статора трехфазная и соединена в звезду. После подключения к выходу три провода идут к контроллеру, и там диодный мост преобразует переменное напряжение в постоянное, т.е. плюс и минус. Ротор генератора приводится в движение неодимовыми магнитами, возбуждение, как в автомобильных генераторах, здесь не используется, поскольку катушка возбуждения потребляет энергию.

Для увеличения скорости часто используется мультипликатор, чтобы либо взять больше мощности от имеющегося генератора, либо использовать меньший и более дешевый генератор. Мультипликаторы часто используются в вертикальных ветряных турбинах, потому что ветряк вращается гораздо медленнее, чем в классических горизонтальных ветряных турбинах.

Генератор — самая дорогая часть ветряной турбины, не считая мачты, которая может быть очень дорогой. По этой причине скорость вращения ветряных турбин как можно выше, чтобы генераторы были меньше. В этом и заключается истинная причина популярности трехлопастных горизонтальных ветряных турбин. Они имеют высокую скорость и не нуждаются в умножителе для увеличения скорости генератора, они дешевле и упрощают конструкцию, и у них самый высокий КПД.

Генератор можно сделать и самому, и сделать полноценный ветрогенератор своими руками, на страницах этого сайта есть вся информация о расчете генераторов и ветрогенераторов в целом. Генераторы изготавливаются из асинхронных двигателей, автоматических генераторов, а также очень популярных так называемых аксиальных дисковых генераторов. О ветровых турбинах в таких генераторах можно прочитать в этом разделе Дисковые осевые ветровые турбины.

Чтобы использовать автомобильный или тракторный генератор в ветряной турбине, его необходимо перемотать, увеличить скорость для снижения напряжения или переключить на более низкую скорость.

Как выбрать?

При выборе подходящей ветряной турбины для вашего коттеджа или дома необходимо учитывать следующее.

  1. Рассчитайте мощность установленных электроприборов, которые будут подключены к помещению.
  2. Мощность будущей установки с учетом коэффициента безопасности. Последнее предотвращает перегрузку генератора в пиковое время.
  3. Климат региона. Наличие осадков отрицательно сказывается на работе устройства.
  4. Эффективность работы оборудования, которая считается одним из самых важных показателей.
  5. Уровень шума ветровой турбины во время работы.

В дополнение к вышесказанному, потребитель должен оценить все параметры турбины и прочитать отзывы о ней.

Способы повышения эффективности работы

Для повышения эффективности ветряной турбины необходимо положительно изменить ее возможности и характеристики. Во-первых, необходимо повысить чувствительность крыльчатки к слабому и неустойчивому ветру.

Для реализации этой идеи рекомендуется использовать «подковообразный парус».

Это своего рода односторонняя улица для воздушного потока, которая позволяет ветру беспрепятственно проходить в одном направлении. Мембрана является непроницаемым барьером для воздушных масс, движущихся в противоположном направлении.

Еще один метод повышения эффективности ветряной турбины — использование диффузоров или ограждений, которые отсекают поток от противоположной поверхности. Каждый вариант имеет свои преимущества и недостатки. Однако в каждом случае они более эффективны, чем традиционная модель.

Строительство своими руками

Ветряная турбина — дорогое удовольствие. Если вы хотите установить его на своем участке, вам следует учесть следующие моменты:

  • Наличие подходящего участка,
  • преобладание частых и сильных ветров,
  • отсутствие других альтернативных источников энергии.

В противном случае ветропарк не принесет ожидаемых результатов. Поскольку спрос на альтернативную энергию растет с каждым годом и покупка ветряной турбины заметно бьет по семейному бюджету, можно попробовать построить и установить турбину своими руками. В основе конструкции ветряной турбины могут лежать неодимовые магниты, редуктор, лопасти или их отсутствие.

Преимуществ у самодельной ветряной турбины много. Поэтому практически любой умелец может возвести электростанцию на своем участке, если у него есть желание и базовые навыки проектирования. Самый простой вариант устройства — это ветряная турбина с вертикальной осью. Последняя не требует опоры или высокой мачты, а ее установка проста и быстра.

Чтобы построить ветряную турбину, нужно подготовить все необходимые компоненты и закрепить турбину на выбранном участке. В составе самостоятельно построенного вертикального генератора обязательным считается наличие следующих элементов:

  • Ротор,
  • лопатки,
  • осевая мачта,
  • статор,
  • аккумулятор,
  • инвертор,
  • контроллер.

Лопасти могут быть изготовлены из легкого резинопластика, поскольку другие материалы могут быть повреждены и деформированы под воздействием высоких нагрузок. Сначала нужно отрезать 4 одинаковых куска от труб ПВХ. Затем нужно вырезать несколько полукруглых кусков из листового металла и прикрепить их к концам труб. В этом случае радиус профиля лопасти должен составлять 69 см. Высота отвала в этом случае достигает 70 см.

Для сборки роторной системы вам понадобятся 6 неодимовых магнитов, 2 ферритовых диска диаметром 23 см и клей для сварки. На первом диске магниты должны быть расположены под углом 60 градусов и диаметром 16,5 см. Второй диск собирается по той же форме, а магниты заполняются клеем. Для статора необходимо подготовить 9 катушек, намотав на каждую катушку 60 витков медного провода диаметром 1 мм. Пайку следует выполнять в следующем порядке:

  • от начала первого до конца четвертого витка,
  • с начала четвертого до конца седьмого витка.

Вторая фаза строится аналогичным образом. Затем из листа фанеры изготавливается форма, дно которой покрывается стекловолокном. Фазы сваренных катушек укладываются сверху. Конструкция заполняется клеем и приклеивается ко всем деталям на несколько дней. Затем отдельные компоненты ветряной турбины могут быть собраны в единое целое.

Для сборки конструкции на верхнем роторе необходимо просверлить 4 отверстия для гвоздей. Нижний ротор крепится к кронштейну магнитами вверх. Затем статор должен быть установлен с отверстиями, необходимыми для крепления кронштейна. Болты помещаются на алюминиевую пластину, а второй ротор устанавливается магнитами вниз.

Оцените статью
Build Make