Популярность автономных источников электроэнергии постоянно возрастает. Территория России огромна, возможность подключения к сетевым ресурсам имеется далеко не везде. Существует масса участков, где электроэнергии нет и в ближайшее время не предвидится. Выходом из положения для этих районов становится использование ветрогенераторов, дающих возможность производить энергию самостоятельно, не зависеть от поставщиков или ресурсных организаций.
Цены на промышленные установки очень велики и доступны не всем. При этом, зная принцип работы устройства и обладая некоторыми навыками, вполне возможно изготовить ветряк своими руками и сэкономить значительную сумму денег. Так уже поступают в многих отдаленных поселках, дачных кооперативах или иных участках, лишенных возможности подключения к сети. Вопрос насущный и весьма интересный, заслуживающий более детального рассмотрения.
Что такое ветрогенератор, основные узлы и элементы системы
Ветрогенератор — это агрегат, производящий выработку электрического тока, используя энергию ветра. Состоит из нескольких частей:
- ротор. Подвижная часть, принимающая на свои отражательные элементы (лопасти) поток ветра и преобразующая его энергию во вращательное движение
- генератор. Устройство, обеспечивающее выработку электротока. Приводится во вращение ротором
- выпрямитель. Преобразует полученный переменный ток в постоянный
- аккумулятор. Служит для накопления заряда и постепенной отдачи его потребителям
- контроллер заряда. Устройство, осуществляющее функции контроля и наблюдения за величиной заряда аккумуляторов
- инвертор. Прибор, получающий питание от аккумуляторных батарей в виде постоянного тока и преобразующий его в стандартные 220 В 50 ГЦ или 380 В.
Ветрогенераторы имеют массу конструкций, но меняется только ротор, устройство, принимающее энергию ветра и приводящее во вращение генератор. Все остальные узлы системы неизменны и лишь дополняются какими-либо элементами для улучшения качества работы. Если на готовом комплексе поменять ротор, для системы в целом никаких изменений не произойдет, просто надо поменять режим работы.
Конструкции и виды роторов
Существуют две больших группы ветряков:
- горизонтальный
- вертикальный
Их названия обозначают ориентацию оси вращения и говорят сами за себя. Наиболее эффективны горизонтальные конструкции, но они же наиболее требовательны к обслуживанию. Кроме того, горизонтальные роторы могут функционировать только при правильном наведении на поток, для чего требуется дополнительное устройство и возможность поворота вокруг вертикальной оси. Тем не менее, для промышленного производства электроэнергии изготавливаются именно такие роторы.
Роторы с вертикальной осью вращения не требовательны к направлению потока, поскольку для них этот показатель как бы отсутствует. Они неприхотливы в обслуживании, довольно устойчивы в работе и имеют массу вариантов конструкции.
Общим недостатком вертикальных роторов является низкая эффективность, возникающая из-за одновременного воздействия потока ветра на рабочую и обратную поверхность лопастей, компенсирующего усилия. Этот недостаток постоянно пытаются обойти, создаются разные варианты конструкции с той или иной степенью эффективности. На сегодняшний день имеются:
- ротор Савониуса
- ротор Дарье
- ротор Ленца
- геликоидный ротор
- ортогональный ротор и т.д.
Все конструкции имеют свои особенности, достоинства и недостатки. Примечательно, что для самостоятельного изготовления чаще всего используются далеко не самые удачные варианты конструкции, но простые, доступные для создания из подручного материала. При этом, они достаточно успешно работают, помогают людям в какой-то степени выходить из положения.
Преимущества самодельного ветрогенератора
Преимуществами самодельного ветрогенератора являются:
- простота конструкции
- высокая ремонтопригодность
- возможность внесения любых изменений в конструкцию
- расходы на создание самодельных ветрогенераторов крайне малы по сравнению со стоимостью промышленных образцов.
Проще говоря, ветрогенератор, созданный своими руками, выполняет те же функции, но затраты на него гораздо ниже. Кроме того, на базе имеющегося ветряка всегда можно создать новую, усовершенствованную модель с улучшенными характеристиками или параметрами. Это позволяет свободно изменять, улучшать систему электроснабжения дома, объединять при необходимости несколько ветряков без ограничений или привязки к конструкции.
Ветрогенератор Третьякова
Одна из достаточно новых, оригинальных конструкций ротора предложена изобретателем из Самары Виталием Третьяковым. Как он сам ее охарактеризовал, «она ни на что не похожа». Это не совсем верно, близкие по конструкции разработки существуют, но и они не повторяют это решение в достаточной степени.
Ротор Третьякова — это диагональный ветрогенератор, улавливающий, активно реагирующий на поток со скоростью от 1,4 м/с. Это весьма удачная конструкция, если учитывать, что обычные вертикальные роторы начинают движение при скоростях потока в 3-4 м/с.
Технические характеристики ветрогенератора Третьякова:
- КПД конструкции — 52%
- минимальная скорость потока — 1,4 м/с
- уровень шума при удалении от установки на 2 м — 20 Дб
- мощность промышленного варианта — 5 кВт
Срок службы этого ротора в 2-3 раза превышает длительность эксплуатации европейских разработок, что является еще одним плюсом для турбины.
Конструкция ротора Третьякова
Диагональная ветротурбина Третьякова состоит из неподвижного корпуса с установленным на нем воздухозаборником. Генератор установлен на валу рабочего колеса внутри нижней части корпуса. Вся конструкция очень компактна, выглядит несколько футуристично.
На корпусе также установлен направляющий аппарат, подающий поток ветра в нужном направлении. Он имеет сложную конфигурацию — между двумя круглыми дисками располагаются лопасти, образующие поверхности вращения. Направляющий аппарат имеет возможность свободного вращения вокруг вертикальной оси, ориентируя забор потока. Рабочее колесо расположено внутри направляющего аппарата с воздухозаборником, снаружи его не видно.
Принцип работы ротора заключается в попадании потока внутрь воздухозаборника с одновременным направлением его на рабочее колесо как по прямой, так и отраженным от задней стенки воздухозаборника, что позволяет сконцентрировать, увеличить энергию потока и направить ее на рабочее колесо. Таким образом, поток ветра, попавший в воздухозаборник и направляющий аппарат, весь целиком используется для вращения вала, потерь на обратные воздействия такая турбина практически не имеет.
Ветрогенератор Третьякова — это очень серьезная заявка на первенство в данной отрасли, по признанию специалистов, это мини-революция. Изобретению прочат солидное будущее, в частности, возможна установка таких систем на электромобили. Как известно, основная их проблема — малый заряд аккумулятора. Если оснастить машину ветрогенератором Третьякова, она сможет сама себя подзаряжать, существенно увеличить автономность, величину пробега.
Ветрогенератор Третьякова своими руками — возможно ли?
Конструкция такого ротора достаточно сложна и трудновыполнима в домашних условиях. Проблема заключена в большом количестве деталей, имеющих плавные обтекаемые линии, которые не создать из подручных материалов или готовых деталей. Любая ошибка в геометрии элементов приведет к нарушениям в работе всей конструкции, снижению эффективности устройства.
Тем не менее, при желании или наличии некоторой производственной базы, самостоятельно изготовить такое устройство вполне возможно. Основным требованием станет обеспечение прочности, жесткости конструкции, максимальное соблюдение геометрических форм, пропорций аппарата, легкость вращения. Размеры или параметры устройства придется рассчитывать самостоятельно, что создает некоторые трудности. Тем не менее, всегда можно попробовать обратиться непосредственно к изобретателю, обсудить с ним возможности или некоторые вопросы по изготовлению ветрогенератора.
Создание всех остальных узлов системы производится по обычной методике. Генератор можно изготовить своими руками, или применить одно из готовых устройств — например, автомобильный или подобный ему генератор. Известны конструкции с использованием мотор-колеса, удобные тем, что в них предусмотрены все необходимые узлы и элементы.
https://www.youtube.com/watch?v=FS-NhHReh44
Создание ветряка — работа с равной степени творческая и ремесленная. Для удачного исхода начинания нужны определенные познания и навыки. Тему надо основательно проштудировать и накопить определенный багаж знаний, иначе успеха не получится.
Прежде, чем приступить к работе, необходимо определиться со своими возможностями и производственной базой, оценить шансы на успех. Если имеются сомнения, лучше для начала попробовать более простую конструкцию, чтобы приобрести опыт и наработать практику, которая в будущем станет базой для изготовления более сложных проектов.
Рекомендуемые товары
Как вам статья?
