Собственные энергоустановки
Потребности в электроэнергии возрастают с каждым годом. Растет число бытовой техники, используется большое число оборудования и аппаратуры, обеспечивающих дом теплом, водой, осуществляющих контроль за микроклиматом. Несмотря на рост потребления, состояние электрических сетей постоянно ухудшается. Общая изношенность оборудования достигает опасных размеров, что вынуждает многих пользователей задумываться о самообеспечении энергией.
Не менее остро стоит вопрос электроснабжения для жителей отдаленных или труднодоступных регионов, где сетевого электричества до сих пор никогда не было. Они лишены возможности полноценного пользования достижениями технического прогресса, так как ограничены в возможности энергоснабжения.
Решение вопроса, наиболее популярное на сегодня — использование собственных альтернативных энергоустановок, обеспечивающих собственный дом теплом и электроэнергией. Применяются дизельные электростанции, ветрогенераторы, солнечные батареи. Большой интерес у населения вызывают ветроэнергетические установки, способные работать независимо от времени суток, использующие неограниченный и неисчерпаемый источник энергии — ветер.
Использование ветрогенераторов
Развитие ветроэнергетики в России длительное время было уделом отдельных энтузиастов. Энергоизбыточность страны, большое количество гидроэлектростанций, с лихвой обеспечивавших население подавляющего большинства регионов, сделала ветроэнергетику низкоэффективным вариантом получения энергии. Поэтому в настоящее время Россия несколько отстает от других стран в использовании ветроэлектростанций.
На Западе картина другая — отсутствие возможностей для гидроэнергетики вызвало широкое применение альтернативных методов. На сегодня активно используются огромные прибрежные ветроэлектростанции, снабжающие энергией целые регионы и государства.
Для России ситуация абсолютно противоположна — ветроэнергетика как промышленный способ неэффективна, но для создания автономных источников для частных домов, усадеб или фермерских хозяйств является оптимальным вариантом. Возможность обеспечивать себя энергией и не зависеть от поставщиков, состояния электросетей и прочих обстоятельств весьма привлекательна для большинства пользователей, даже имеющих возможность подключения к сети.
Покупка готовых моделей доступна далеко не всем. Цены на оборудование слишком высоки, что отсекает большинство потенциальных пользователей. При этом, имеется возможность самостоятельного создания комплексов практически любой мощности, требуется лишь некоторая теоретическая подготовка и навыки владения инструментами.
Образцов, созданных своими руками, на территории России имеется немало, большинство из них демонстрируют вполне приличные показатели. Существуют и такие установки, которые далеко обошли промышленные образцы и обеспечивают усадьбы полностью, включая отопление и прочие нужды.
Выбор конструкции
Самостоятельное изготовление ветряка требует подбора наиболее практичной и эффективной конструкции. Прежде всего, требуется детально изучить метеорологическую обстановку в регионе и определить преобладающие направления и силу ветра. Полученная информация сможет стать отправной точкой при выборе типа ветряка, конструктивных особенностей, размеров и прочих параметров.
Сначала надо определиться, какой тип ротора наиболее подойдет:
- горизонтальный
- вертикальный
Горизонтальные конструкции считаются более удачными в плане производительности, но они имеют несколько недостатков:
- потребность в сооружении высокой мачты для ветрогенератора. Размещение ветряка на высоте создает сложности в обслуживании и ремонте устройства, увеличивает длину соединительного кабеля
- помимо вращения крыльчатки требуется узел вращения по вертикальной оси для настройки на поток ветра. Это устройство достаточно сложное, поскольку используется щеточный коллектор. В противном случае кабель будет перекручиваться и не даст ветряку настраиваться на ветер
- при усилении скорости ветра требуется использовать тормозное устройство, или складывающуюся конструкцию, выводящую крыльчатку из потока и останавливающую вращение. В противном случае возможно разрушение ветряка
Вертикальные конструкции во многом лишены этих недостатков. Они не нуждаются в наведении на поток, подъеме на высокую мачту. Соответственно, обслуживание и ремонт таких установок производить намного легче, что способствует предпочтению вертикальных установок среди пользователей.
Простота монтажа, возможность использовать различные типы конструкции позволяет создавать производительные комплекты, обеспечивающие большое число потребителей.
Ветрогенератор Угринского
Один из ярких представителей вертикальных конструкций ветряка — ротор Угринского. Конструкция лопастей представляет собой доработанный ротор Савониуса, но, в отличие от него, у ветряка Угринского имеется две пары лопастей.
Каждая пара имеет разный профиль. Одна половина имеет загнутую в продольном направлении рабочую поверхность. Вторая половина прямая. В сечении такая лопасть напоминает ковш с ручкой. Вторая пара лопастей такая же в сечении, установлена симметрично относительно оси вращения. Между парами лопастей остается зазор для свободного прохождения воздушного потока.
Аэродинамика такого ротора намного эффективнее, чем у конструкции Савониуса. Поток ветра практически все время воздействует в правильном направлении, обратное уравновешивающее воздействие снижено почти до нуля. Поток не может оказывать давление на задние части, так как они закрыты второй парой лопастей, а зазор между ними способствует быстрому прохождению опасных по воздействию точек.
Ротор быстро изменяет свое положение, получая импульс в нужном направлении. Имеется правило: средняя часть канала (зазора между лопастями) должна составлять 2/3 от ширины устья канала. Таким образом обеспечивается оптимальный аэродинамический режим крыльчатки.
Образующийся воздушный кокон обеспечивает ограничение скорости потока ветра. При усилении кокон сглаживает воздействие, замедляя вращение и отсекая быстро движущий1ся поток. Ветер обтекает ротор, словно сплошной цилиндр. В этом заключается удачная особенность конструкции вертикального типа.
При повышении скорости потока можно использовать простейшее тормозное устройство. Оно представляет собой подвешенные на цепочках грузы, которые при повышении скорости вращения под действием центробежной силы изменяют угол наклона или поворота лопастей.
Создание ротора своими руками
Для изготовления такого ротора потребуется два куска листового металла (в идеале — алюминия) или стеклопластика. Предварительно потребуется изготовить шаблон, дающий возможность сделать совершенно одинаковые лопасти, что важно для обеспечения правильного режима работы установки. Также надо изготовить две торцовых части со ступицами, установленными на вертикальный вал. Лопасти устанавливаются на эти диски или обручи в надлежащем порядке — зазор в средней точке должен составлять 2/3 от ширины устья (входа в зазор).
Чем точнее будет создан профиль лопастей, тем устойчивее получится режим вращения крыльчатки, чувствительнее и производительнее установка. От размера крыльчатки зависит мощность ветряка, но слишком большая установка стане чрезмерно тяжелой. Инерция покоя не даст ей стартовать при низких скоростях ветра, поэтому следует делать лопасти как можно более легкими и не слишком усердствовать в создании большого ротора. Для таких конструкций надо использовать тихоходные генераторы, поскольку высокой скорости вращения добиться не удастся.
Рекомендуемые товары
Как вам статья?
