Использование ветрогенератора обычной лопастной конструкции может иметь должный эффект только при достаточно сильном и ровном ветре. Средняя скорость ветра в большинстве регионов России составляет 3-4 м/с, что для ветряка слишком мало. Многие конструкции на таких скоростях ветра даже не начинают вращаться. Но это не означает, что при слабых ветрах получить электроэнергию невозможно. Просто, в таких условиях следует использовать специальные конструкции ротора.
Ротор Онипко
Как один из вариантов ротора, созданного для малых скоростей ветра, следует рассмотреть изобретение группы украинских ученых под руководством инженера Алексея Онипко. Ротор, созданный ими, получил Гран-при на Всемирном конкурсе в Нюрнберге, посвященном возобновляемой энергетике.
Устройство рассчитано на использование при слабых потоках со скоростью от 1 до 20 м/с, хотя на практике начинает вращаться уже при 0,1 м/с. Учитывая относительно слабые скорости ветра, преобладающие в наших широтах, такие возможности являются наилучшим решением вопроса.
Конструкция
Ротор представляет собой конструкцию с горизонтальной осью вращения. Рабочий орган имеет парусно-лопастную конструкцию, представляющую собой модификацию архимедова винта. Внешне он напоминает наконечник сверла. Поток ветра, попадая на наклонную поверхность, сдвигает ее в сторону, чем и обеспечивается процесс вращения ротора. При этом, лопастей несколько, что усиливает вращающий момент и заставляет устройство реагировать даже на небольшое усилие. Направление оси вращения на ветер осуществляет дополнительный элемент — флюгер, автоматически поворачивающий устройство при изменениях направления потока.
Низкая скорость вращения — до 100 об/мин, что не составляет даже 2 об/сек — обеспечивает практически полное отсутствие шума при работе. Средняя производительность ротора составляет около 300 кВт электроэнергии. По утверждениям изобретателя, пара таких устройств способна обеспечить электроэнергией и отоплением загородный энергоэффективный дом.
Примечательно, что использование ротора не ограничивается только ветрогенераторами. Производятся тестовые испытания устройства в качестве гребного винта и для мини-ГЭС. Универсальность ротора дает основания предполагать для него большие перспективы и возможности.
Другие ветрогенераторы, способные работать на слабых потоках
Помимо конструкции Онипко существуют другие типы генераторов, позволяющие получать электроэнергию при относительно невысоких скоростях ветра. Так, известны парусные роторы, реагирующие на небольшие ветра за счет большой площади лопастей. Существуют конструкции с изменяемым углом поворота лопастей или со складывающимися лопастями, способными исключать воздействие на обратную сторону, уравновешивающие давление на рабочую часть.
Особенностью таких конструкций является способность разворачиваться боком или складываться в плоскую пачку при движении навстречу потоку. Эти варианты не менее эффективны, но более сложны в изготовлении и довольно капризны в эксплуатации. Попадание грязи, пыли или дождевой воды в механизмы поворота или складывания вызывают засорение или коррозию движущихся частей и выводят конструкцию из строя, вынуждая производить частые ревизии или ремонты. Более удачными признаются конструкции с неподвижными лопастями, но они более требовательны к силе ветра и плохо стартуют на слабых потоках.
При использовании беpщеточных генераторов и системы вращения на неодимовых магнитах, фактически подвешивающей вращающиеся части в воздухе, усилие запуска существенно снижается, параллельно устраняя шум при работе и снижая вибрацию мачты. Многие удачные модели могут быть установлены даже на крыше дома и не будут беспокоить жителей.
Самодельный ветрогенератор для слабого ветра
Цены на ветрогенераторы весьма высоки. Даже относительно недорогие китайские образцы весьма ощутимо бьют по кошельку пользователя, что вынуждает задумываться о самостоятельном изготовлении ветряка. Многие пользователи приобретают только преобразователи и аккумуляторы, создавая движущиеся части своими руками. При необходимости, такие устройства могут быть использованы для освещения, зарядки аккумуляторов и прочих хозяйственных нужд.
Более удачные конструкции способны обеспечивать энергией частный дом, позволяя обходится без сетевых ресурсов. При этом, наличие бензинового или дизельного генератора в качестве аварийного источника энергии единогласно признается необходимым.
Выбор типа ротора производится исходя из собственной осведомленности или возможностей. Обычно исходят из имеющихся в наличии деталей, к которым добавляют все необходимое. Лопасти изготавливаются из полипропиленовых труб, разрезанных повдоль металлических бочек и прочих подобных предметов. Основная опасность, возникающая при создании ротора — перегрузка вращающихся деталей, использование слишком тяжелых элементов, инерцию которых не сможет преодолеть слабый поток ветра.
Более удачные конструкции используют в качестве подшипников неодимовые магниты. Они имеют очень большую силу и способны отталкивать вращающиеся части, снижая их вес, обеспечивая более плавное и легкое вращение. При этом, обычные подшипники, установленные правильным образом, также способствуют легкому и свободному вращению, хоть и требуют периодического обслуживания.
Создание мачты требует наличия подходящих материалов. При большой высоте потребуется устройство фундамента — бетонной подушки с анкерными креплениями. Также рекомендуется высокие мачты усиливать растяжками. При этом, многие конструкции не нуждаются в больших высотах, свободно реагирующие на слабый ветер конструкции вполне эффективны на высоте от 1,5 м и устанавливаются на небольших тумбах или опорных конструкциях. Если рядом с домом имеется холм или пригорок, то, по возможности, следует использовать такое естественное возвышение и установить ветряк на нем.
Рекомендуемые товары
Как вам статья?
