Сережа Курнев использовал известную еще в давние времена схему ветроустановки с самовращающимся барабаном.

Устройство представляет собой две половинки полого цилиндра, которые после его разрезки раздвигались в стороны от общей оси (см. рис. 1А). Образовавшееся тело обладало ярко выраженной аэродинамической несимметричностью. Набегающий поперек его оси поток воздуха как бы соскальзывал с выпуклой стороны одного полуцилиндра. Зато другой, обращенный к ветру своеобразным карманом, оказывал значительное сопротивление. Барабан поворачивался, полуцилиндры менялись местами всё быстрее и быстрее, и вертушка таким образом быстро раскручивалась.

Вот этот принцип, возможно и не зная о нем, и взял за основу своей будущей ветроэлектростанции Сережа Курнев.

Подобная схема выгодно отличается от ветроустановки с пропеллерной вертушкой. Во-первых, она не требует при изготовлении большой точности и дает широкий выбор применяемых материалов. Во-вторых, она компактна.

Судите сами. Мощность генератора, приводимого в действие барабаном диаметром всего около метра, будет такой же, как при использовании трехлопастного пропеллера диаметром 2,5 м! И если пропеллерную вертушку нужно устанавливать на высокой штанге или на крыше дома (этого требует техника безопасности), то вертушку-барабан можно ставить прямо на земле, под навесом. Есть у барабана и еще ряд достоинств: большой крутящий момент при малых оборотах (значит, можно обойтись либо совсем без редуктора, либо использовать простейший одноступенчатый), отсутствие щеточного токосьемного механизма.

Сережа предлагает двухлопастный барабан, мы же советуем увеличить количество лопастей до четырех (рис. 1Б). Тяговые характеристики такой установки значительно улучшатся.

Итак, начнем с изготовления барабана (рис. 2). Лопасти можно сделать из фанеры, кровельного железа, дюралюминиевого листа или листового пластика подходящих размеров. В любом варианте старайтесь избегать излишне толстых заготовок — ротор должен быть легким. Это уменьшит трение в подшипниках, а значит, барабан будет легче раскручиваться ветром.

На рисунке 3:
1 — резистор;
2 — обмотка статора генератора;
3 — ротор генератора;
4 — регулятор напряжения;
5 — реле обратного тока;
6 — амперметр;
7 — аккумулятор;
8 — предохранитель;
9 — выключатель.

Если вы воспользуетесь кровельным железом, вертикальные края лопастей усильте, подложив под отбортовку металлический пруток диаметром 5-6 мм. Если вы решили сделать детали вертушки из фанеры (ее толщина должна быть 5-6 мм), не забудьте пропитать заготовки горячей олифой. Щеки барабана можно изготовить из древесины, пластмассы или легкого металла. Собирая барабан, не забудьте промазать места стыков густой масляной краской.

Крестовины, соединяющие отдельные лопасти в ротор, лучше сварить или склепать из стальных полос сечением 5×60 мм. Можно использовать и древесину: толщина заготовки не менее 25 мм, ширина — 80 мм.

Ось для вертушки проще всего сделать из двухметрового отрезка стальной трубы с внешним диаметром около 30 мм. Перед тем как подбирать заготовку для оси, найдите два шарикоподшипника, желательно новые. Согласовав размеры трубы и подшипников, вы избавите себя от лишней работы по подгонке трубы к внутренним обоймам подшипников. Стальные крестовины ротора привариваются к оси, деревянные крепятся эпоксидным клеем и стальными штифтами диаметром 5- 6 мм, проходящими одновременно через каждую крестовину и трубу. Лопасти смонтируйте на болтах М12. Внимательно проверьте расстояния от лопастей до оси: они должны быть одинаковыми — 140-150 мм. Собрав барабан, снова покройте стыки деталей густой масляной краской.

Главный элемент установки готов, остаётся изготовить станину, сварив или склепав ее из металлического уголка (годится и деревянный вариант). На готовую станину установите шарикоподшипники. Проследите, чтобы не было перекоса, иначе ротор не сможет легко вращаться. Все детали установки дважды покройте масляной краской, на нижнем конце оси закрепите набор шкивов различного диаметра. Перекинутый через шкив вертушки ремень соедините с генератором электрического тока, например автомобильным. Построенный образец ветросиловой установки при скорости ветра 9-10 м/с сможет обеспечить мощность, передаваемую на генератор, равную 800 Вт.

Ну а если стоит безветренная погода или ветер слишком слаб, чтобы девать необходимую электроэнергию? Перебоев в выработке электричества не будет, если воспользоваться накопителем энергии — аккумулятором. Ветер есть — пускайте электричество напрямую к потребителю, ветра нет — включайте заряженные от ветроустановки аккумуляторы. На рисунке 3 мы показали схематическое устройство электрической цепи такой ветроустановки.

Если ветряк будет использоваться для поливки огорода или сада, его нужно смонтировать прямо над источником воды.

А теперь задание. Подумайте, ребята, как приспособить ветроустановку, о которой мы рассказали, для геологов, альпинистов, передвижных ремонтных и строительных бригад, для пастухов на далеких пастбищах.

ЮТ 1983 №5, В. ШУМЕЕВ, инженер, Рисунки А. МАТРОСОВА

=================

Ветродвигатель для ветряка

предлагаемая конструкция позволяет увеличить ветроэффективность ветродвигателя почти в 3,2 раза в сравнении с классической и довести ее до величины 0,65-0,75.

Новые возможности использования ветроэнергетики

использование нового способа управления работой ветроэнергетической установки и ее конструкция позволят повысить КПД турбинного колеса за счет более полной отдачи потоками воздуха своей энергии, увеличить площади захвата фронта воздушных потоков от 2 до 10 раз, уменьшить размеры турбинного колеса и увеличить частоту его вращения, уменьшить динамическую нагруженность конструкции в результате снижения массы и габаритов вращающихся частей в несколько раз, уменьшить капитальные затраты на производство и установку энергосиловых агрегатов в промышленности и частном секторе.

16. Статья: «Ветроэлектростанция-малютка», в формате DJVU, 137 Кб, скачать;

17. Статья: «Ветер… отапливает дом», в формате DJVU, 272 Кб, скачать;

18. Статья: «Бесконечный водоподъемник» в формате DJVU, 1,78 Мб, скачать;

19. Статья: «Ветровая «ромашка» (водокачка), в формате PDF, 1,87 Мб, скачать;

20. Статья: «Поливает ветер» (водокачка), в формате PDF, 1,6 Мб, скачать;

21. Статья: «Парусный… ветряк», в формате DJVU, 206 Кб, скачать;

22. Статья: «Электростанция едет с вами», в формате DJVU, 148 Кб, скачать;

23. Статья: «За помощью к ветру», в формате DJVU, 111 Кб, скачать;

24. Статья: «Электрический ветряк», в формате DJVU, 68,7 Кб, скачать;

25. Статья: «Пусть работает ветер», в формате DJVU, 181 Кб, скачать;

26. Статья: «Электростанция в рюкзаке», в формате DJVU, 100 Кб, скачать;

27. Статьи: «Ветряк — автомат» и «Ротор закрутится быстрее», в формате DJVU, 173 Кб, скачать;

28. Статьи: «Всякий ли ветер… ветер?» и «Светлячок» (ветрогенератор), в формате DJVU, 446 Кб, скачать;

29. Статья: «Ветер — помощник», в формате DJVU, 133 Кб, скачать;

30. Статья: «Электростанция в рюкзаке», в формате DJVU, 82 Кб, скачать;

31. Статья: «Лишь бы ветер дул», в формате Word, 94,5 Кб, скачать;

32. Статья: «Ветряной двигатель для обогрева теплиц и жилья», в формате DJVU, 105 Кб, скачать;

33. Статья: «Ветроэлектростанция», в формате Word, 167 Кб, скачать;

34. Статья: «Ветряная электростанция на базе асинхронного электродвигателя», в формате PDF, 146 Кб, скачать;

35. Статья: «Ветроэнергетические установки», в формате PDF, 743 Кб, скачать;

36. Статья: «Домашняя ветроэнергетика: уроки зимы», в формате PDF, 142 Кб, скачать;

37. Статья: «Ветродвигатель ВИМ Д-1,2», в формате DJVU, 331 Кб, скачать.

БЫСТРЫЕ КОММЕНТАРИИ (4)

Мини-гидроэлектростанция

Ни для кого не секрет,что углеводороды и их производные как источник энергии в ближайшем будущем исчерпают себя. Это связано,в первую очередь, с истощением запасов нефти по всему миру,а во-вторых — негативными экологическими последствиями их применения. Все возрастающие потребности в энергии заставляют человечество искать альтернативные источники,создавать автономные энергоустановки. Это и гидроэлектростанции,и ветряки,солнечные батареи,биогазовые установки. Их конструкции постоянно совершенствуются с целью повышения их КПД,который,к сожалению,и без того очень мал.

Наиболее универсальным источником энергии является вода и ветер. Это и натолкнуло одного из «кулибиных» наших дней использовать воду как источник энергии для районов,удаленных от централизованных пунктов энергоснабжения.И идея-то — проста,а поэтому и гениальна.Не надо строить огромные станции,поворачивать русла рек, тратить огромные средства. Для осуществления ее нужно всего лишь наличие реки и приложить руки.

В основе идеи лежит общеизвестный принцип — преобразование энергии движения водных масс в электрическую,путем соединения нескольких приводов.Вариантов конструкции может быть великое множество.В данном примере рассмотрим один из наиболее оптимальных вариантов.

По обоим берегам реки ставятся небольшие опоры О1 и О2,на которых на валах крепятся шестерни. Так же на валу одной (двух) шестерней крепится еще одна для передачи вращательного движения через клиноременную передачу на магнето.Между шестернями натягивается гибкая цепь,на которую под углом 45 градусов к потоку ставятся лопатки При движении воды происходит перемещении лопаток перпендикулярно потоку,что вызывает вращательное движение шестеренок и вала магнето,которое собственно и вырабатывает электричество. Кроме того,при использовании подобной конструкции обнаружился весьма хороший,но не объяснимый пока эффект:скорость потока воды за лопатками увеличивается. Таким образом,поставив подобные установки по течению воды каскадом (одна за другой), произойдет последовательное увеличение скорости потока воды и увеличение количества вырабатываемой энергии.

Кроме того,несколько измененный вариант конструкции может быть применен в зимнее время,когда верхний слой реки покрыт льдом.

Автор:Карнышов Д.В.

Походная ветряная электростанция

Карманный фонарик стал предметом снаряжения каждого туриста. Да вот беда — энергию батареек приходится экономить. Но ведь можно взять с собой электростанцию. Весит она столько же сколько батарейка на 4, 5 вольт, да и места в рюкзаке займет не на много больше. Электрогенератор нашей электростанции — практически любой микроэлектродвигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов, а источник энергии — ветер. Принцип ее действия показан на рис. 1. генератор тока с пропеллером укреплен на шесте. От генератора идут провода к лампочке. Пропеллер автоматически следит за ветром с помощью флюгера. Задача в том, как сделать электростанцию максимально простой и легкой. Нужно так же чтобы она легко разбиралась на части, а основные узлы можно было бы отремонтировать или сделать заново из подручных средств прямо в походе. Начнем с генератора. Самая миниатюрная электростанция получится если использовать микроэлектродвигатель типа КМ У111-а-38, которые выпускаются в Германии. А если есть ПД-3 то электростанция получится наиболее мощной. Размеры основных двигателей вы можете видеть на рис. 2. для вращения генератора нужен пропеллер, который можно легко снимать с вала генератора или со складывающимися лопастями. снимающийся пропеллер изображен на рис. 3. Он изготавливается из белой жести.

В центре впаивается бобышка. В ней сверлится отверстие и нарезается резьба под винт. Угол наклона лопастей около 30 0. Число лопастей от 8 до 12. наиболее простая конструкция со складными лопастями показана на рис. 4. Лопасти изготовлены из пружинной проволоки марки ОВС диаметром 1-1,5 мм и обернуты фольгой. Заостренные концы проволоки воткнуты в заранее проделанные отверстия в пробке. Угол наклона лопастей так же 30 0. Если вы забудете лопасти дома не отчаивайтесь — вы их легко можете выстругать из подходящего куска дерева (рис. 4а). Ветер как правило капризен и часто меняет направление, поэтому нужно изготовить флюгер. Его конструкции изображены на рис. 1 и 5. В дощечке длиной 200-300 мм сделайте паз по размерам электродвигателя. Двигатель крепится в нем проволокой. Как можно ближе к двигателю просверлите отверстие. Здесь будет установлен флюгер на шесте. К нему прикрепите хвост — носовой платок или длинную ленту. Электростанция готова. Пользоваться лампочкой можно на 1,5 в. Она будет гореть достаточно ярко даже при слабом ветре.

Журнал «Юный техник»

Домашний DIY ветрогенератор комплект ураган вектор 2,0 ветряная турбина 1000 ватт 110 вольт

Описание продукта

Ветряная турбина Hurricane Vector ™

Включает:

• Белая молния ветрогенератор 110В
• Stealth Storm Комплект лопастей 40 дюймов для ветряных турбин (5 лопастей)
• Ступица и носовой обтекатель
• Корпус ветряка Vector 2.0 с хвостовым оперением
• Крепеж для крепления генератора и хвостового оперения к кузову
• Хомут стопорный
• Подшипник рыскания
• Контактное кольцо 6-ти проводное

Приветствую вас, Тони из ветряной электростанции «Ураган».Позвольте мне начать с того, что мы много поработали над созданием нашей новой ветряной турбины. Мы гордимся его достижениями и надеемся на множество счастливых клиентов.

Почему мы должны покупать у Hurricane?

Ответ прост.

Перед тем, как купить ветряную турбину со скидкой, которая многообещает и минимальна по сути, ознакомьтесь с фактами.

Большая часть данных и диаграмм, которые вы просматриваете по многим продуктам на e-bay и других торговых точках, являются сфабрикованными.Как отраслевой инсайдер, я знаю, что это на самом деле
Почему я должен покупать ветряную турбину, которая стоит вдвое дешевле? Ответ прост: мощность 1000 ватт, которую мы разместили на ветровой турбине Vector от Hurricane Wind Power, основана на стандарте НАЦИОНАЛЬНОЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ — 24,6 миль в час или 11 метров в секунду скорости ветра.

Эта турбина и генератор состоят из генератора и лопастей, соответствующих стандарту CE, были протестированы в аэродинамической трубе и одобрены сторонними инженерами.

В конечном итоге вы получаете то, за что платите. Эта турбина обладает многими характеристиками и производительностью, которая превосходит, а во многих случаях удваивает и втрое больше, чем у конкурентов, которые оценивают турбины для выработки 2 кВт и более!

В конце концов, если вы посмотрите на диаметр лопастей, ветряная турбина может производить только ту мощность, которая доступна ветру при заданной скорости ветра.

Математически это можно выразить формулой:

Теоретически доступная мощность ветра может быть выражена как

P = 1/2 ρ A v ³ (1)

где

P = мощность (Вт)

ρ = плотность воздуха (кг / м ³ )

A = площадь ветра, проходящего перпендикулярно ветру (м ² )

v = скорость ветра (м / с)

Если диаметр лопасти не соответствует диаметру, достаточному для выработки мощности при заданной скорости ветра, то вы можете быть уверены, что реклама ложная.

Hurricane Vector имеет 5 40-дюймовых лопастей с эффективной воздушной пленкой большего диаметра и большей рабочей площади, производящей крутящий момент и электричество, чем турбины наших конкурентов того же класса

• Тяжелая стальная рама с порошковым покрытием с высоким содержанием цинка для превосходной защиты от коррозии и долгой красоты.
• Проверенная технология генератора белой молнии урагана
• Лезвие большего диаметра
• Векторный дизайн хвоста для стабильного отслеживания ветра
• Удлиненный корпус для лучшего отслеживания ветра

Ветряные турбины своими руками и как они работают

Веб-сайт Microsoft Hacking STEM предлагает подробное руководство по проекту для создания моделей ветряных мельниц и ветряных турбин. Студенты будут не только строить ветряные мельницы, они также будут собирать данные, генерируемые их ветряными мельницами. Данные собираются в реальном времени с помощью Arduino и надстройки Data Streamer для Excel.Затем студенты анализируют данные, чтобы оценить эффективность своих ветряных мельниц и ветряных турбин.

Действия Microsoft по взлому ветряных мельниц STEM — это здорово, если у вас есть время и ресурсы, необходимые для этого. Если вы этого не сделаете и хотите менее подробный проект ветряной мельницы, взгляните на Instructables. Там вы найдете десятки проектов ветряных мельниц и ветряных турбин, начиная от относительно простых творений из картона и заканчивая полноценными турбинами, способными приводить в действие приборы.

Наконец, если вы не видели видео TED, в котором Уильям Камквамба делится своей историей строительства ветряной мельницы, вам нужно его посмотреть.Это основа книги «Мальчик, который обуздал ветер».

A Праймер для малых ветряных турбин

Ветер был важным источником энергии в США.С. долгое время. Механическая ветряная мельница была одним из двух «высокотехнологичных» изобретений (другим была колючая проволока) конца 1800-х годов, которые позволили нам освоить большую часть нашей западной границы. С 1860-х годов в США было установлено более 8 миллионов механических ветряных мельниц, и некоторые из них эксплуатируются более ста лет. Еще в 1920-х и 1930-х годах, до того, как REA начало субсидировать сельские электрические кооперативы и линии электропередач, фермерские семьи на Среднем Западе использовали ветряные генераторы для питания фонарей, радиоприемников и кухонных приборов.Скромная ветроэнергетика, созданная к 1930-м годам, была буквально вытеснена из бизнеса политикой правительства, благоприятствовавшей строительству инженерных коммуникаций и электростанций, работающих на ископаемом топливе.

В конце 1970-х — начале 1980-х годов большой интерес снова был сосредоточен на энергии ветра как возможном решении энергетического кризиса. По мере того как домовладельцы и фермеры обращались к различным альтернативам возобновляемой энергии для производства электроэнергии, небольшие ветряные турбины стали наиболее рентабельной технологией, способной снизить их счета за коммунальные услуги.Налоговые льготы и благоприятные федеральные правила (PURPA) позволили установить более 4500 небольших ветряных систем мощностью 1-25 кВт в индивидуальных домах в период с 1976 по 1985 год. Еще 1000 систем были установлены в различных удаленных приложениях за тот же период. Небольшие ветряные турбины были установлены во всех пятидесяти штатах. Однако ни одна из малых компаний по производству ветряных турбин не принадлежала крупным компаниям, приверженным долгосрочному развитию рынка, поэтому, когда в конце 1985 года истекли федеральные налоговые льготы, а цены на нефть упали до 10 долларов за баррель два месяца спустя, большая часть малых ветряных электростанций турбинная промышленность снова исчезла.Компании, которые пережили эту «корректировку рынка» и сегодня производят небольшие ветряные турбины, — это те, чьи машины были самыми надежными и чья репутация была самой лучшей.

Стоимость малых ветряных турбин

Небольшие ветряные турбины могут быть привлекательной альтернативой или дополнением к фотоэлектрической энергии. В отличие от фотоэлектрических систем, стоимость ватт которых остается практически неизменной независимо от размера массива, ветровые турбины становятся дешевле с увеличением размера системы.

Например, при мощности 50 Вт небольшая ветряная турбина будет стоить около 8 долларов.00 / ватт по сравнению с примерно 6,00 долларов / ватт для фотоэлектрического модуля. Вот почему, при прочих равных, фотоэлектрические системы дешевле для очень малых нагрузок. Однако по мере увеличения размера системы это «практическое правило» меняется на противоположное. При мощности 300 Вт затраты на ветряные турбины снижаются до 2,50 долларов США за ватт (1,50 доллара США за ватт в случае Southwest Windpower Air 403), в то время как затраты на фотоэлектрические установки все еще остаются на уровне 6 долларов США за ватт. Для ветряной системы мощностью 1500 ватт стоимость снижается до 2 долларов за ватт, а при мощности 10 000 ватт стоимость ветрогенератора (без учета электроники) снижается до 1 доллара.50 / ватт.

Стоимость регуляторов и регуляторов практически одинакова для фотоэлектрических и ветровых электростанций. Несколько удивительно, но стоимость башен для ветряных турбин примерно такая же, как и стоимость эквивалентных фотоэлектрических стоек и трекеров. Стоимость проводки для фотоэлектрических систем обычно выше из-за большого количества подключений.

Для домовладельцев, подключенных к коммунальной сети, небольшие ветряные турбины обычно являются лучшим «следующим шагом» после того, как были сделаны все меры по сохранению и повышению эффективности.Типичный дом потребляет от 800 до 2000 кВтч электроэнергии в месяц, а ветряная турбина или фотоэлектрическая система мощностью 4-10 кВт примерно соответствуют этому спросу. При таком размере небольшие ветряные турбины могут быть намного дешевле.

Надежность малых ветряных турбин

В прошлом надежность была «ахиллесовой пятой» малых ветряных турбин. Небольшие турбины, спроектированные в конце 1970-х годов, имели заслуженную репутацию не очень надежных. Однако сегодняшние продукты технически усовершенствованы по сравнению с более ранними устройствами, и они значительно более надежны.Теперь доступны небольшие турбины, которые могут работать 5 лет и более, даже в суровых условиях, без необходимости обслуживания или проверок, и доступны 5-летние гарантии. По надежности и стоимости эксплуатации эти агрегаты не уступают фотоэлектрическим системам.

Наличие энергии ветра

Энергия ветра — это форма солнечной энергии, получаемая в результате неравномерного нагрева поверхности Земли. Лучше всего использовать ветровые ресурсы вдоль берегов, на холмах и в северных штатах, но полезные ветровые ресурсы можно найти в большинстве районов.Как источник энергии энергия ветра менее предсказуема, чем солнечная энергия, но она также обычно доступна в течение большего количества часов в течение дня. На ветровые ресурсы влияет местность и другие факторы, которые делают их более специфичными для местности, чем солнечная энергия. Например, в холмистой местности у вас и вашего соседа, вероятно, будет один и тот же солнечный ресурс. Но у вас может быть гораздо лучший ветровой ресурс, чем у вашего соседа, потому что ваша собственность находится на вершине холма или лучше подвержена влиянию преобладающего направления ветра.И наоборот, если ваша собственность находится в овраге или на подветренной стороне холма, ваш ветровой ресурс может быть значительно ниже. В этом отношении к ветровой энергии следует относиться более внимательно, чем к солнечной энергии.

Энергия ветра подчиняется сезонным моделям, которые обеспечивают лучшую производительность в зимние месяцы и самые низкие — в летние. Это полная противоположность солнечной энергии. По этой причине ветряные и солнечные системы хорошо работают вместе в гибридных системах. Эти гибридные системы обеспечивают более стабильную круглогодичную производительность, чем системы, работающие только от ветра или только от солнечных батарей.Один из наиболее активных сегментов рынка для производителей малых ветряных турбин — это владельцы фотоэлектрических систем, которые расширяют свои системы за счет энергии ветра.

Большинство ветряных турбин представляют собой системы винтового типа с горизонтальной осью. Системы с вертикальной осью, такие как взбивание яиц типа Дарье и системы типа Савониуса с S-ротором, оказались более дорогими. Горизонтальная ветряная турбина состоит из ротора, генератора, основной рамы и, как правило, хвостовой части.Ротор улавливает кинетическую энергию ветра и преобразует ее во вращательное движение для привода генератора. Ротор обычно состоит из двух или трех лопастей. Трехлопастный ротор может быть немного более эффективным и работать более плавно, чем двухлопастный ротор, но он также стоит дороже. Лезвия обычно изготавливаются либо из дерева, либо из стекловолокна, потому что эти материалы обладают необходимым сочетанием прочности и гибкости (и они не мешают телевизионным сигналам!).

Генератор обычно специально разработан для ветряной турбины.Генераторы с постоянными магнитами популярны, потому что они устраняют необходимость в обмотках возбуждения. Низкоскоростной генератор с прямым приводом — важная особенность, поскольку системы, в которых используются коробки передач или ремни, обычно не были надежными. Основная рама является структурной основой ветряной турбины и включает в себя «контактные кольца», которые соединяют вращающуюся (когда она указывает на изменение направления ветра) ветряную турбину и фиксированную проводку башни. Хвостовая часть выравнивает ротор против ветра и может быть частью защиты от превышения скорости.

Ветряная турбина — продукт, который обманчиво сложно разработать, и многие из первых агрегатов были не очень надежны. Фотоэлектрический модуль по своей сути надежен, потому что у него нет движущихся частей, и, как правило, один фотоэлектрический модуль столь же надежен, как и следующий. С другой стороны, ветряная турбина должна иметь движущиеся части, а надежность конкретной машины определяется уровнем навыков, использованных при ее проектировании и проектировании. Другими словами, от одного бренда к другому могут быть большие различия в надежности, прочности и продолжительности жизни.Этот урок, кажется, часто ускользает от дилеров и клиентов, которые привыкли работать с солнечными модулями.

Малые башни ветряных турбин

Для эффективной работы ветряная турбина должна иметь прямой выстрел по ветру. Турбулентность, которая снижает производительность и «работает» на турбину сильнее, чем гладкий воздух, она максимальна у земли и уменьшается с высотой. Кроме того, скорость ветра увеличивается с высотой над землей. Как правило, вы должны устанавливать ветряную турбину на вышке так, чтобы она находилась на высоте не менее 30 футов над любыми препятствиями в пределах 300 футов.Меньшие турбины обычно устанавливаются на более короткие башни, чем большие турбины. Турбину мощностью 250 Вт часто устанавливают, например, на башне высотой 30–50 футов, тогда как турбине мощностью 10 кВт обычно требуется башня высотой 80–120 футов. Мы не рекомендуем устанавливать ветряные турбины в небольших зданиях, в которых живут люди, из-за присущих им проблем, связанных с турбулентностью, шумом и вибрацией.

Самым дешевым типом мачты является мачта с решетчатыми оттяжками, которая обычно используется для антенн любительской радиосвязи. Меньшие башни с оттяжками иногда строятся из трубчатых секций или труб.Самонесущие башни решетчатой ​​или трубчатой ​​конструкции занимают меньше места и более привлекательны, но они также более дороги. Телефонные столбы можно использовать для небольших ветряных турбин. Башни, особенно башни с оттяжками, могут быть шарнирно закреплены на основании и соответствующим образом оборудованы, чтобы их можно было наклонять вверх или вниз с помощью лебедки или транспортного средства. Это позволяет выполнять все работы на уровне земли. Некоторые башни и турбины могут быть легко установлены покупателем, тогда как другие лучше оставить обученным специалистам.Доступны устройства защиты от падения, состоящие из троса с фиксирующейся направляющей, которые настоятельно рекомендуются для любой вышки, на которую предстоит подняться. Следует избегать использования алюминиевых башен, поскольку они склонны к образованию трещин. Башни обычно предлагаются производителями ветряных турбин, и покупка их у них — лучший способ обеспечить надлежащую совместимость.

Оборудование удаленных систем

Оборудование балансировки систем, используемое с небольшой ветряной турбиной в удаленном приложении, по существу такое же, как и в фотоэлектрической системе.Большинство ветряных турбин, предназначенных для зарядки аккумуляторов, оснащены регулятором для предотвращения перезарядки. Регулятор специально разработан для работы с этой конкретной турбиной. Фотоэлектрические регуляторы обычно не подходят для использования с небольшой ветряной турбиной, потому что они не предназначены для обработки колебаний напряжения и тока, характерных для турбин. Выход регулятора обычно подключается к центру источника постоянного тока, который также служит точкой подключения для других источников постоянного тока, нагрузок и батарей.В гибридной системе фотоэлектрическая и ветровая системы подключаются к центру источника постоянного тока через отдельные регуляторы, но никаких специальных средств управления обычно не требуется. Для небольших ветряных турбин общее практическое правило состоит в том, что емкость аккумуляторной батареи должна как минимум в шесть раз превышать максимальный ток зарядки возобновляемых источников энергии, включая любые фотоэлектрические элементы. Ветряная промышленность имеет хороший опыт использования батарейных блоков меньшего размера, чем те, которые обычно рекомендуются для фотоэлектрических систем.

Быть собственной коммунальной компанией

Федеральные правила PURPA, принятые в 1978 году, позволяют вам подключить подходящий генератор, работающий на возобновляемых источниках энергии, к вашему дому или бизнесу, чтобы снизить потребление электроэнергии, поставляемой коммунальными предприятиями.Этот же закон требует, чтобы коммунальные предприятия покупали любую избыточную выработку электроэнергии по цене (предотвращенной стоимости), как правило, ниже розничной стоимости электроэнергии. Примерно в полдюжине штатов с «опциями выставления счетов за чистую энергию» небольшим системам разрешено запускать счетчик в обратном порядке, поэтому они получают полную розничную ставку за избыточное производство. Из-за высоких накладных расходов коммунальных предприятий на ведение нескольких специальных счетов клиентов, обрабатываемых вручную, выставление счетов за чистую энергию фактически обходится им дешевле. В этих системах не используются батареи.Выход ветряной турбины делается совместимым с сетью электроснабжения с использованием либо инвертора с коммутацией линии, либо индукционного генератора. Затем выход подключается к панели домашнего автоматического выключателя на специальном автоматическом выключателе, как и в большом приборе. Когда ветряная турбина не работает или не вырабатывает столько электроэнергии, сколько нужно дому, дополнительная необходимая электроэнергия поставляется коммунальным предприятием. Точно так же, если турбина вырабатывает больше энергии, чем нужно дому, избыток мгновенно «продается» коммунальному предприятию.Фактически, коммунальное предприятие действует как очень большой аккумуляторный блок, и оно «видит» ветряную турбину как отрицательную нагрузку. После более чем 200 миллионов часов совместной работы мы теперь знаем, что небольшие ветряные турбины, подключенные к электросети, безопасны, не создают помех ни коммунальному, ни клиентскому оборудованию и не нуждаются в каком-либо специальном защитном оборудовании для успешной работы.

Сотни домовладельцев по всей стране, которые установили ветряные турбины мощностью 4-12 кВт во время налоговых льгот в начале 1980-х годов, теперь имеют все оплаченные расходы и ежемесячные счета за электроэнергию в размере 8-30 долларов США, в то время как их соседи имеют счета в диапазоне от 100-200 долларов в месяц.Проблема, конечно, в том, что этих налоговых льгот давно нет, и без них большинство домовладельцев сочтут стоимость подходящего ветряного генератора непомерно высокой. Например, установка турбины мощностью 10 кВт (наиболее распространенный размер для домов) обычно стоит 28–35 000 долларов. Для тех, кто платит 12 центов за киловатт-час или более за электроэнергию в районе со средней скоростью ветра 10 миль в час или более (класс 2 DOE) и площадью акра или более (большие турбины), ветряная установка в жилых помещениях. турбина конечно стоит задуматься.Срок окупаемости обычно составляет 8–16 лет, а некоторые ветряные турбины рассчитаны на срок службы 30 и более лет.

Характеристики малой ветряной турбины

Номинальная мощность ветряной турбины не является хорошей основой для сравнения одного изделия с другим. Это потому, что производители могут выбирать скорость ветра, при которой они оценивают свои турбины. Если номинальные скорости ветра не совпадают, сравнение двух продуктов может ввести в заблуждение. К счастью, Американская ассоциация ветроэнергетики приняла стандартный метод оценки эффективности производства энергии.Производители, которые следуют стандарту AWEA, предоставят информацию о годовой выработке энергии (AEO) при различных среднегодовых скоростях ветра. Эти цифры AEO похожи на расчетный расход бензина EPA для вашего автомобиля, они позволяют вам объективно сравнивать продукты, но они не говорят вам, какова будет ваша реальная производительность («ваши показатели могут отличаться»).

Карты ветровых ресурсов США были составлены Министерством энергетики. Эти карты показывают ресурсы по «классам мощности», что означает, что средняя скорость ветра, вероятно, будет в пределах определенного диапазона.Чем выше класс мощности, тем лучше ресурс. Мы говорим, вероятно, из-за эффектов ландшафта, упомянутых ранее. На открытой местности карты DOE неплохи, но в холмистой или гористой местности их нужно использовать с большой осторожностью. Ресурс ветра определен для стандартной высоты датчика ветра 33 фута (10 м), поэтому вы должны скорректировать среднюю скорость ветра для высот ветряных мачт выше этой высоты, прежде чем использовать информацию AEO, предоставленную производителем. Рабочие характеристики ветряных турбин также обычно ухудшаются из-за высоты, как и у самолета, и из-за турбулентности.Производители ветряных турбин обычно могут предоставить компьютерные прогнозы производительности своих турбин практически на любом участке.

Как правило, энергию ветра следует учитывать, если ваша средняя скорость ветра превышает 8 миль в час (большинство, но не все, Класс 1 и все другие классы) для удаленного приложения и 10 миль в час (Класс 2 или выше) для служебное приложение. Если вы живете в не слишком холмистой местности, то карту ветровых ресурсов Министерства энергетики можно использовать для достаточно точного расчета ожидаемой производительности ветряной турбины на вашем участке.В сложной местности необходимо сделать оценку обнаженности участка, чтобы скорректировать среднюю скорость ветра, используемую для этого расчета. В большинстве случаев нет необходимости контролировать скорость ветра с помощью записывающего анемометра перед установкой небольшой ветряной турбины. Но в некоторых ситуациях стоит потратить 300-1000 долларов и подождать год, чтобы провести ветровую съемку. Разобраться в этих вопросах могут производители и продавцы оборудования.

Книги по энергии ветра

Безусловно, лучшим источником общей информации о технологии и применении малых ветряных турбин является книга, написанная в 1993 году Полом Гипом.Г-н Гипе имеет более чем 15-летний опыт работы с небольшими ветровыми системами и является всемирно известным автором и лектором по этой теме. Эта книга Wind Power for Home & Business в мягком переплете и объемом чуть более 400 страниц. Книгу Гайпа легко читать, в ней много примеров, иллюстраций и много здравого смысла. Мы очень рекомендуем это.

Ветряная турбина своими руками | Возобновляемые источники энергии

Введение

Одним из наиболее эффективных способов получения энергии являются ветровые турбины.Они используют силу ветра для вращения двигателя, вырабатывающего электричество. Поскольку мир сталкивается с серьезным экологическим кризисом, такое изобретение сегодня более необходимо, чем когда-либо прежде.

Тем не менее, вы не можете просто установить ветряк перед своим домом. Вам нужно будет учесть много вещей, главная из которых — расходы. Но мы придумали отличный способ помочь вам сохранить окружающую среду и ваши деньги одновременно! В этой статье мы расскажем вам, как вы можете построить свою ветряную турбину своими руками и использовать ее в повседневной жизни.

Что такое ветряная турбина?

Ветряная турбина — это устройство, которое улавливает энергию ветра и преобразует ее в электрическую.

Широкий спектр крошечных и больших ветряных турбин работает для чего угодно, от зарядки небольших устройств до питания всего дома. Ветряные турбины также служат электростанциями для лодок и светофоров.

Это революционная замена для энергоемких источников питания. Ветер, являющийся возобновляемым источником энергии, никогда не будет использоваться слишком много.Таким образом, это очень устойчивая идея. Сегодня эти ветряные турбины заменяют обычные источники электроэнергии для экономии ископаемого топлива.

Как работает ветряная турбина?

Энергия ветра — это форма солнечной энергии, которая образуется либо из-за того, что солнце неравномерно нагревает атмосферу, из-за неровностей поверхности Земли, либо из-за вращения Земли.

Ветряная турбина использует силы аэродинамики через лопасти, которые работают как лопасти винта вертолета.Этот процесс превращает энергию ветра в электрическую.

С одной стороны, давление воздуха уменьшается, когда через него дует ветер. Затем ротор передает энергию генератору либо напрямую, либо через ряд шестерен, если он включает в себя редуктор. Затем шестерня ускоряет вращение лопастей и позволяет генератору меньшего размера производить энергию. Благодаря этому процессу аэродинамическая сила, передаваемая генератору, производит электричество.

Преимущества

Основным преимуществом ветряных турбин является их устойчивость.Однако это инновационное устройство — это не только это. Вот несколько преимуществ ветряных турбин.

Энергия ветра стоит не так дорого, как обычная электроэнергия. Это возобновляемый источник энергии, который всегда будет доступен где угодно. Энергия, которую мы используем сегодня, невозобновляемая и поэтому ограничена. Из-за этого потребление обходится вам дороже. Однако использование неограниченного источника энергии сделает его дешевым и доступным.

Ветряная турбина использует только ветер в качестве источника энергии.Никаких других природных ресурсов он не использует. Следовательно, он очень экологичен, безопасен и остается устойчивым.

Ветряная турбина — это чистый источник энергии. Он обеспечивает вас нетронутым, чистым электричеством, которое может работать с максимальной эффективностью. Они также не издают много шума, что тоже очень удобно.

Ветряк своими руками — мощный и портативный источник энергии.Вы можете взять его с собой, чтобы увидеть, какие части вашего дома потребляют больше электроэнергии, и соответственно сэкономить электроэнергию.

Используемые компоненты

На видео выше показано руководство по созданию ветряной турбины с вертикальной осью. Вот список вещей, которые вам понадобятся для сборки ветряной турбины:

• Инструменты
• Корпус
• Лопасти
• Двигатель
• Центральная ступица
• Хвост
• Башня
• Диод и батареи
• Что процессы влекут за собой

Создание ветряного генератора для дома

Соберите все инструменты, необходимые для сборки ветряной турбины.Для этого обратитесь к списку выше. Необходимы инструменты для зачистки проводов и паяльники. Кроме того, собирайте материалы, которые можно перерабатывать, например 2-литровые пластиковые бутылки из-под газировки и их крышки. Собрать легкие и тонкие полоски металла эпоксидной смолой и клеем.

Убедитесь, что у вас есть традиционные инструменты, такие как пила, гаечные ключи и электродрель. Было бы полезно, если бы у вас было все вокруг для удобства. Кроме того, прежде чем приступить к строительству ветряной турбины, составьте план конструкции из бетона.

Зона водосбора — это часть, которая собирает ветер.Для изготовления этой детали вам понадобятся верхние части пластиковых бутылок. Отпилив их с горлышка бутылок с газировкой, используйте эпоксидную смолу, чтобы соединить крышки бутылок вместе. Затем исправляйте их, пока не создадите четыре соединительных компонента.

Чтобы сделать эту деталь, вырежьте как минимум фут длиной и дюйм шириной «x». Затем снова используйте эпоксидную смолу, чтобы прикрепить «веер» к муфтам. Дайте эпоксидной смоле застыть.

Прикрутите крышки бутылок, которые вы ранее отпилили, к муфтам.Это не сложная задача, если у ваших куплетов правильный дизайн.

Генератор — это то место, где вы используете диоды, батареи и двигатель. Закрепите генератор и вентилятор вместе, используя эпоксидную смолу. Все оставшиеся края зафиксируйте клеем.

Эта деталь основана на типе двигателя, который вы использовали для своего генератора. Тем не менее, вы можете сделать подставку для ветряной турбины с помощью небольшого прямоугольного куска дерева.

После сборки стойки убедитесь, что генератор и вентилятор аккуратно прикреплены к стойке. Держите устройство устойчиво. Он должен выдерживать даже сильный ветер. Вы можете использовать механизмы взвешивания, чтобы генератор работал быстро.

Заключение

Теперь у вас есть собственная ветряная турбина. Вам не нужно было тратить целые состояния на его покупку или установку. За очень меньшие деньги вы можете построить себе электростанцию, которая поможет вам сэкономить деньги даже в будущем.Начните строить его прямо сейчас, чтобы начать экономить как деньги, так и невозобновляемые источники энергии.

Учебное пособие по ветряной турбине — OpenSourceLowTech.org

Обновлено 24 сен ’18 г.
Разработано: Дэниел Коннелл
Учебное пособие на английском языке Текст: Дэниел Коннелл
Учебное пособие Анимация: Дэниел Коннелл

Содержание этого руководства:
Описание
Инструменты
Материалы
Ресурсы
Пошаговые инструкции
Конфигурации и приложения

Описание:

Кривые полной мощности для этой конкретной сборки еще не рассчитаны, но, согласно расчетам Эда Ленца, шестилопастный двигатель диаметром 0,91 метра и высотой 1,1 метра с генератором переменного тока с КПД 90% должен производить не менее 130 Вт электроэнергии на расстоянии 30 км. / ч ветер, и 1 киловатт при 60 км / ч.

Инструменты:

Материалы:

Ресурсы:

Пошаговая инструкция по сборке:

Это относится к анимации слева.

Шаг 1:
Загрузите и распечатайте два файла шаблона по ссылкам выше. Убедитесь, что они напечатаны с разрешением 100% (200 точек на дюйм).При печати измерьте расстояние между размерными стрелками, оно должно составлять 10 см на обеих страницах. Если это на пару миллиметров, это, наверное, нормально.

Склейте страницы вместе так, чтобы метки размером 10 см перекрывали как можно более плотное перекрытие. Лучше всего сделать это на оконном стекле в течение дня, чтобы вы могли видеть обе страницы.
С помощью ножа и углового алюминиевого уголка в качестве прямой вырежьте внешнюю границу шаблона.
Каждый раз, когда вы режете, всегда следите за тем, чтобы другая рука никогда не находилась перед ножом, чтобы не поскользнуться, если вы поскользнетесь.Уголок из алюминия для этого хорош, так как вертикальная насадка эффективно защищает руку, держащую ее.

2 :
Возьмите алюминиевый лист и измерьте коробку 42 см x 48 см. Нарисуйте линию на середине длины 48 см, чтобы получить две коробки размером 42 см x 24 см. Сделайте надрезание внешних линий ножом Стэнли и линейкой. Вы не пытаетесь прорезать металл, просто создайте линию, которую потом можно будет выскочить. Хороший метод — один раз забить слегка, а второй раз чуть глубже.
Не делайте отметок на средней линии длиной 24 см.

Согните металл так, чтобы он загнулся по линии надреза, затем отогните в другую сторону. Сделайте это пару раз, и он должен разделиться. Сделайте то же самое с другой надрезкой и удалите внешний металл. Оставьте это на потом.

3 :
Приклейте шаблон скотчем к металлическому прямоугольнику (с этого момента он будет называться «прежним») так, чтобы длинный край бумаги находился на средней линии и правых краях обеих линий. вверх.Не волнуйтесь, если другие края не совпадают идеально.

С помощью лезвия и линейки нанесите надрез по кривой шаблона, включая треугольники на каждом конце. Не обязательно, чтобы он был на 100% идеальным, но постарайтесь сделать первый достаточно приятным, так как затем вы можете использовать его в качестве шаблона для остальных.

Сделайте надрез, согните и удалите два металлических треугольника за пределами шаблона.

4 :
Отметьте центры маленьких кружков на бумажном шаблоне маркером, чтобы они были видны с другой стороны, и переверните бумагу так, чтобы сторона с печатью находилась на другой половине листа. первое, удерживая длинный край на средней линии.Перемотайте пленку, чтобы она не сдвигалась.
Согните изогнутую насечку и оторвите ее. Удалите два маленьких треугольника. Будьте осторожны, чтобы не согнуть металл без царапин слишком сильно, так как это может ослабить его.

Теперь у вас есть первый бывший. Повторите шаги 2–3, чтобы у вас получилось 6 формирователей. Вы можете использовать первый шаблон как шаблон для вырезания, а не бумагу. На трех формирователях линия длиной 24 см проведена спереди, а на трех других — сзади.

5 :
Возьмите все шесть форм и соедините их вместе так, чтобы они были как можно точнее выровнены.
Используйте скотч, чтобы прикрепить их, если у вас нет прищепок.

Просверлите каждое из 16 отверстий во всех шести формирователях с помощью 4-миллиметрового сверла. Сначала просверлите центральное отверстие, так как это единственное отверстие, которое должно быть достаточно точным. Это может помочь вставить болт в это первое отверстие, чтобы форма не сдвигалась во время бурения.

Если отверстия в вашем шаблоне расположены немного иначе, чем в анимации, это будет потому, что шаблон более актуален.

Удалите шаблон и отсоедините формирователи.
Поместите шаблон так, чтобы линия длиной 24 см слегка выступала за край стола. Расположите линейку на средней линии и согните под углом 90 градусов. Повторите то же самое со всеми шестью, три формера согнуты блестящей стороной вверх и три согнуты блестящей стороной вниз.
Отложите формирователи в сторону.

6 :
Возьмите алюминиевый лист и разгладьте все изгибы металла. Обрежьте длинный край до 67 см.

Проведите линию в 2 см от одного из краев 67 см, переверните лист и проведите еще одну линию в 2 см от противоположного края на другой стороне металла.

повторите с еще двумя листами и соедините все 3 вместе так, чтобы каждая нарисованная линия была выровнена с краем листа над ней.

Отметьте край на расстоянии 4 см, 6, 8, 10, 18, 26, 34, а затем через каждые 2 см до 64 см включительно.
Имейте в виду, что на одной стороне есть отметка на расстоянии 4 см от края, а на другой — 3 см.

Переверните листы, чтобы убедиться, что они не теряют выравнивание. Отметьте и забейте так же, как и на первом ребре. Убедитесь, что на обоих краях имеется зазор 4 см.

7 :
Постучите по листам на столе, чтобы они выровнялись друг над другом.
От конца 4 см проведите вертикальную линию на расстоянии 19 см от края и одну — на расстоянии 33 см от края.
Отметьте каждую линию на расстоянии 3 см и 20 см с обоих концов.

Просверлите все 3 листа отверстиями 4 мм на всех 8 отметках. Если вы делаете шестилопастную турбину, а не три, вы можете просверлить сразу все шесть листов.
Отключите листы.

8:
Поместите лист так, чтобы второй край в 3 см выступал за стол. Поместите линейку на вторую отметку и сделайте триангуляцию края, как показано на анимации.

Треангулируйте край 4 см таким же образом.

Предварительно согните лист, чтобы его было легче разместить в формирователях. Не сгибайте его так сильно, чтобы металл не помялся.

9 :
Переверните лист в вертикальное положение и вставьте в изгиб, вырезанный в верхнем шаблоне (неразрезанная половина шаблона должна быть направлена ​​вверх).
Лучший способ сделать это — сначала вставить краевой треугольник 4 см в его прорезь, затем край 3 см, протолкнуть внутренний клапан, а затем пропустить оставшуюся часть листа через разрез.

Сложите выступы так, чтобы первые три на каждом конце сложились, а затем чередуйте их. Вероятно, вам нужно будет слегка согнуть отметки перед тем, как оторвать их, или использовать плоскогубцы, если они особенно упрямы. Если вы обнаружите, что согнули язычок не в том направлении, оставьте его как есть, сгибание в другую сторону ослабит металл. Убедитесь, что три длинных выступа чередуются друг с другом.

Поднимите шаблон вверх, чтобы он был на уровне изогнутых створок.

Поместите 2 велосипедные спицы в сгиб каркаса и согните его.Если сдавить край металла вокруг спицы плоскогубцами или другим подобным предметом, он не будет выпадать.

Переверните лопатку, поместите другую рамку и загните язычки таким же образом.

10 :
Разрежьте и удалите два внешних угла формы. Вырежьте меньший треугольник на одном уровне с краем другой бывшей половины, но сделайте больший треугольник смещением на 2 см, чтобы он перекрывался.
Повторите для второго первого.

11 :
Возьмите один из обрезков, оставшихся после обрезки шаблона.Вырежьте полоску шириной 7 см, а затем отрежьте 4 см от длинной длины.

Сделайте триангуляцию полосы, как показано.

Отметьте грубую середину каждого конца лица шириной 3 см линией длиной пару сантиметров.

12 :
Поместите триангулированную стойку внутри лопатки так, чтобы поверхность 3 см находилась на ряду просверленных отверстий ближе к заднему краю. Просмотрите нарисованные линии через верхнее просверленное отверстие, чтобы убедиться, что оно отцентрировано.

Просверлите стойку через отверстие в лопатке и прикрепите заклепкой.Повторите то же самое с нижним отверстием, затем с двумя в середине.

13 :
Возьмите свежий лист, разгладьте изгибы и обрежьте его до 67 см, затем разрежьте пополам, чтобы получить два куска шириной 33,5 см.

Отрежьте 4 см от одного из коротких краев обеих частей.

Повторите это действие, чтобы у вас было четыре листа шириной 33,5 см (хотя вам понадобятся только три из них). Выровняйте и скрепите все три вместе.

От одного из длинных краев проведите три вертикальные линии на расстоянии 1 см, 9 см и 19 см.
Отметьте эти линии с обоих концов на 1 см и 20 см.

Просверлите отверстие диаметром 4 мм на каждой из двенадцати отметок.

14 :
Отметьте лист на расстоянии 5 см от противоположного края.
Выполните триангуляцию края, как показано.

15 :
Поместите половину листа внутрь лопатки так, чтобы ее нетриангулированный край был выровнен с задним краем лопатки. Допускается наличие небольшого зазора или чаши на обоих концах, если они не подходят идеально для лопасти.

Просверлите и заклепайте ряд отверстий в половине листа, ближайшем к заднему краю.

16 :
Поставьте лопатку вертикально. Сдвиньте треугольный край половинки листа внутрь и вперед, чтобы он прилегал к другому листу и немного плотно прилегал к стойке.
Просверлите ряд отверстий, на которых сидит треугольный край половинки листа, и заклепайте на место.

17 :
Просверлите одно из средних отверстий в крайнем заднем ряду половинки листа, следя за тем, чтобы сверло оставалось достаточно прямым, и закрепите его заклепкой и шайбой так, чтобы шайба находилась внутри флюгер.С этой битой намного проще работать со второй парой рук. Старайтесь держать шайбу ровно на металле.
Повторите то же самое для остальных трех отверстий.

Просверлите, заклепайте и шайбу оставшийся ряд. Половина листа должна плотно прилегать к стойке. Вы должны заметить, что лопатка стала намного прочнее и жестче.

Отогните нахлест на обоих формирователях до 90 градусов.

18 :
Просверлите все отверстия на каркасе, который будет прикреплен к колесу велосипеда.Если вы делаете трехлопастную версию, это будет нижняя версия. Если вы делаете шесть лопастей, то три из них будут прикреплены к колесу снизу, а три сверху. В остальном лопатки идентичны.

Просверлите небольшой деревянный брусок или свернутую трубку из обрезков алюминия, чтобы металл не проталкивался внутрь и вы не рискуете просверлить руку.

Заклепайте каждое отверстие, кроме отмеченных:

, так как они будут прикреплены к ободу колеса болтами.

В некоторых отверстиях очень легко оттолкнуть внутренний слой металла с помощью сверла и заклепки, поэтому убедитесь, что каждое отверстие правильно просверлено и прикреплено. Если нет, возможно, потребуется просверлить и заменить заклепку.

Просверлите отверстия в противоположном каркасе, в том, который не крепится к колесу, и заклепайте все, кроме центрального.

19 :
Возьмите велосипедное колесо. Просверлите три отверстия диаметром 4 мм, равномерно расположенных по ободу.У вашего колеса должно быть 36 спиц, поэтому просверливайте отверстие через каждые 12 спиц. Отверстие должно располагаться довольно близко к краю обода.

Проденьте болт M4 через одно из отверстий в колесе и через самое незакрепленное заднее отверстие в нижнем каркасе лопатки.
Установите на болт большую шайбу и найлок. Убедитесь, что болт прилегает к спице велосипеда, которую вы вставляете внутрь загнутого края конуса, а шайба находится над ним. Это так, что болт, и поэтому вся лопасть не может оторваться от колеса ни в сторону, ни вверх.
Пока не затягивайте найлок полностью.

Выровняйте лопатку так, чтобы другое невыдвижное отверстие находилось рядом с краем обода колеса, и отметьте ручкой через отверстие, а также невыдвижное отверстие в середине первого.

Поверните лопатку, чтобы можно было просверлить две отметки.

Переместите лопатку назад и зафиксируйте ее двумя болтами, большими шайбами ​​и найлоками. Полностью затяните все три. Здесь пригодится 7-миллиметровый торцевой ключ / гаечный ключ, поскольку затягивать их вручную — это небольшая работа.Вы также захотите использовать болты с шестигранной головкой, так как они, надеюсь, зафиксируются на ободе колеса и не поворачиваются, когда вы их затягиваете. В противном случае просто возьмите головку плоскогубцами или гаечным ключом на 7 мм. Попытка достать для них отвертку, если вы используете болты с крестообразной головкой или что-то подобное, в лучшем случае — это кошмар, а если вы делаете шестилопастную турбину, то это практически невозможно.

20 :
Повторите два раза, начиная с шага 8, чтобы собрать еще две лопатки из оставшихся формирователей и листов и прикрепить их к колесу.

21 :
Возьмите еще один обрезанный лист и отрежьте полоску шириной 9,5 см и длиной 62 см.
** В анимации указано, что эта длина 67 см, но ее необходимо обновить, 62 см — правильный размер **

Проведите длинные линии на расстоянии 3,5 см от одного длинного края и на расстоянии 1 см от другого длинного края с другой стороны металла.
Согните 1 см шириной до 45 градусов. Переверните назад и проведите триангуляцию, как показано.

Просверлите отверстие диаметром 4 мм на расстоянии 1 см от каждого конца стойки в середине плоского участка диаметром 1 см.Просверлите и заклепайте отверстие посередине.
Повторите еще два раза, чтобы получить три стойки.

22 :
Вставьте болт M4 с большой шайбой через непривинчивое центральное отверстие в верхней части одной из лопаток и через торцевые отверстия в двух стойках. Добавьте большую шайбу и найлок.
Повторите то же самое с двумя другими лопатками и последней стойкой. Пока не затягивайте полностью.

Верхнюю часть лопаток нельзя перекручивать относительно их основания. Поместите турбину на землю так, чтобы вы могли смотреть на нее, встаньте над одной из лопастей, чтобы вы могли видеть длинный край обоих формирователей.Скрутите верхний формирователь так, чтобы он совпадал с нижним.
Просверлите отверстие в одной из распорок и в бывшей стойке на расстоянии 1-2 см от края. Добавьте болт с большой шайбой, большую шайбу и найлок. Еще раз проверьте центровку, просверлите вторую стойку и болт из нейлока и т. Д. Затяните все три.
Повторите то же самое для двух других лопаток.

По желанию вы можете добавить три дополнительных лопатки к нижней части колеса. Это даст вам вдвое больше мощности, а также сделает турбину более устойчивой, поскольку она эффективно перемещает точку контакта к центру турбины, а не к ее дну.

23:
Чтобы сделать скобу для крепления турбины к месту, где она движется, возьмите два куска стали длиной более или менее 18 см и 20 см, шириной около 3 см и толщиной около 3 мм. Эти числа не являются жизненно важными, если они примерно такого размера и металл достаточно прочный.

Отметьте каждую деталь на расстоянии 3 см от одного конца и в тисках или аналогичных согните металл под прямым углом. Убедитесь, что все углы довольно близки к 90 градусам, иначе турбина не будет прямой.

Сложите две детали так, чтобы длина 18 см находилась внутри 20 см. Просверлите 10-миллиметровое отверстие (которое должно быть диаметром оси велосипедного колеса на вашей турбине) через оба 3-сантиметровых выступа в металле. Убедитесь, что детали не соскальзывают друг с другом во время сверления.

Возьмите запасную ось велосипеда с такой же резьбой, как на вашем колесе, и накрутите гайку. Вставьте его в стальную деталь толщиной 20 см, добавьте и затяните еще одну гайку, добавьте кусок 18 см, затем еще одну гайку.

Просверлите отверстие диаметром 6 мм в зазоре между двумя деталями, как показано, а затем еще одно отверстие примерно на 1 см вниз и третье отверстие рядом с другим концом.

Разобрать все на части.

24:
По длине оси на нижней стороне турбинного колеса сначала поместите 20-сантиметровую стальную деталь с болтом M6 через ее верхнее отверстие (если гайка, которую вы используете, не очень толстая, вам может потребоваться подпилить вниз головку болта, чтобы она вошла между двумя стальными частями), затем гайку и затяните, затем кусок 18 см, затем последнюю гайку и затяните, и, наконец, два болта через оставшиеся отверстия.

Поздравляю, вы сделали ветряк!

Конфигурации:

Это несколько потенциальных способов прикрепить приложения к вашей турбине, чтобы она могла выполнять полезную работу. На самом деле не существует единого ответа на вопрос, что и как вам следует делать, так как это будет сильно зависеть от вашей конкретной ситуации, и эти возможные решения предназначены только в качестве руководства. Если и когда вы дойдете до этой части процесса, напишите нам напрямую или посетите группу в Facebook, где сообщество может помочь вам создать то, что вам нужно, и вы сможете следить за тем, что уже сделали другие.Большинство сборок довольно просты, и все это было сделано раньше.

A: Генератор постоянного тока.

Эту турбину можно подключить и использовать для питания различных приложений, например, для механического присоединения насоса для перемещения воды и сжатия воздуха, но вы, вероятно, собираетесь использовать ее для выработки электроэнергии для зарядки аккумуляторов.
Одно из самых простых решений для этого — использовать постоянный магнит (например, здесь используются настоящие магниты, а не электромагниты) двигатель постоянного тока в обратном направлении в качестве генератора.Какой тип двигателя вы в конечном итоге будете использовать, будет зависеть от того, сколько у вас ветра, сколько мощности вам нужно, и от вашего бюджета, но их установка — это в основном один и тот же процесс. Хорошие варианты включают двигатели от дворников лобового стекла автомобилей, мотороллеров, электрических мотоциклов и беговых дорожек в более или менее таком порядке увеличения выходной мощности. Их можно собрать из предметов, которые выбрасывают, или купить в Интернете.

Присоединение — это в основном просто снятие всего с двигателя, прикрепление шкива к валу, протягивание зубчатого ремня ГРМ вокруг обода колеса (со слоем нейлоновой ленты, прикрепленной болтами к колесу, чтобы защитить ремень и дать ему что-то возьмитесь за) и прикрепите двигатель к стойке, как показано, длинными болтами, чтобы вы могли легко регулировать натяжение ремня.

B: Полюс.

Есть разные вещи, к которым вы можете прикрепить турбины, включая крышу вашего дома, лодку, фургон или радиомачту, но самый стандартный вариант, особенно если вы находитесь в сельской местности, — это металлический столб с направляющей. веревки.
Это в значительной степени просто вопрос соединения различных компонентов вместе, как показано на видео, и обеспечения того, чтобы все было надежно и надежно. Вам понадобятся отверстия для деревянных анкеров глубиной от полуметра до метра или прикрепить их к любым другим прочным фиксированным точкам, которые у вас могут быть.

Единственный недостаток этой конфигурации заключается в том, что она закреплена на шарнирах у земли, так что всю опору и турбину можно уронить для обслуживания или в случае урагана. Это просто вопрос снятия D-скобы с узла точки крепления, к которой прикреплен горизонтальный рычаг стрелы, и осторожного опускания всей сборки на землю с помощью стрелы. Возможно, вам захочется установить какую-нибудь подставку, чтобы удерживать турбину. Повторное поднятие — это как раз обратный этому процессу, после чего убедитесь, что все кабели правильно натянуты, а штанга находится в вертикальном положении.

Вы захотите использовать четыре кабеля, а не три, так как это сделает все устройство более устойчивым и безопасным при подъеме и опускании.

C: Велосипедная цепь и генератор (и) постоянного тока

Эта конфигурация будет обновлена ​​в новом руководстве, поскольку в ней нет смысла.

D: Колесо электрического велосипеда.

Идеальным решением для выработки электроэнергии от турбины является использование ступицы велосипедного колеса с электродвигателем.Если найдешь. В конструкции в любом случае используется колесо, и почти все аспекты входной, выходной мощности, оборотов и т. Д. Довольно хорошо вписываются в колесо eBike с прямым приводом мощностью ~ 300 Вт. Все, что вам нужно сделать, это построить на нем турбину и подключить провода к вашей электрической системе. К сожалению, за пределами нескольких стран их получение может быть трудным и дорогостоящим.

E: Самодельный генератор.

Эта опция даст вам наибольший контроль над производством электроэнергии с точки зрения напряжения, об / мин и общей мощности.Это также, наверное, самый трудоемкий и наукоемкий. По сути, это просто круг магнитов, проходящий по кругу катушек из медной проволоки, но какая именно их конфигурация будет зависеть от различных факторов. Однако это проблема, которую раньше решали тысячу раз, и в Интернете есть масса полезной информации обо всем этом. Группа Facebook — хорошее место, чтобы задать вопросы и найти ресурсы по этому поводу.

F: «Хардкор».

Эта конфигурация также будет обновлена ​​в следующей версии руководства.

G: Шлейфовое соединение.

Около половины общей стоимости стандартной установки турбины приходится на опору и ее различные фитинги. Но нет причин, по которым у вас может быть только одна турбина на полюс. Нижние будут получать меньше ветра и, следовательно, вырабатывать меньше энергии, чем верхние, но все же стоит сделать, чтобы покрыть в основном всю длину шеста. И вы можете производить электричество, качать воду, что хотите.

Если у вас есть какие-либо вопросы, напишите мне по адресу [email protected], или присоединяйтесь к группе разработчиков ветряных турбин на Facebook за 30 долларов.

Backyard Wind Power — Марка:

Фотографировал Ульрих Шмерольд. Перевод Niq Oltman с немецкого

Для маломощных применений вокруг вашего дома и двора профессиональные ветряные установки слишком дороги.Если все, что вам нужно, это немного сока для светодиодного освещения или проекта Raspberry Pi Zero, платить тысячи за небольшую ветроэнергетическую систему будет непропорционально. И для экспериментов в школе затраты и время также должны быть минимальными — школы часто испытывают нехватку денег. В этой статье мы покажем вам, как построить небольшую ветроэнергетическую установку из старых деталей велосипеда и прочего из хозяйственного магазина. С легкостью он может обеспечить около 1 ватта мощности. Этого достаточно, чтобы зарядить небольшую батарею, так что у вас будет заряд даже в спокойную погоду.

Эта небольшая ветряная турбина — скорее эксперимент, чтобы научить вас основам; он не обеспечит вам 100-процентную надежную подачу электроэнергии. Никаких чудес здесь нет! Также остерегайтесь сильных ветров и штормов: эта машина не предназначена для работы в таких погодных условиях и, скорее всего, развалится. Вы должны защитить его от таких возможных повреждений, поскольку летящие обломки могут стать причиной травм.

В отличие от типичных трехлопастных коммерческих ветряных турбин, мы используем вертикальный вал ротора. Это устраняет необходимость в отслеживании направления ветра и оставляет нам очень простую конструкцию.По сути, это просто вертикально установленное велосипедное колесо с динамо-втулкой. В качестве лопастей ротора мы используем восемь «полутруб», вырезанных из дешевой дренажной трубы из пластика (ПВХ), вертикально прикрепленных к ободу.

Наша турбина начнет вращаться, как только скорость ветра достигнет 2 баллов по шкале Бофорта, или 5 миль в час. При скорости ветра 20 миль в час или 5 баллов по шкале Бофорта (см. Таблицу преобразования ниже) он обеспечивает выходную мощность около 1 Вт (мы измерили 147 мА при 6,7 В).

Начнем с сборки роторно-генераторной установки. Вы будете использовать мачту, сделанную из стальной водопроводной трубы, которая, вероятно, будет закреплена в земле с помощью заливного бетона. Ознакомьтесь с местными требованиями к фундаменту и высоте мачты и отрегулируйте их соответствующим образом. В зависимости от местных условий вам также может потребоваться закрепить мачту с помощью тросов.

1. Обрезать лопатки турбины

Для изготовления лопаток турбины мы использовали тонкостенную дренажную трубу из ПВХ ( Рисунок A ).В Германии, где мы живем, это апельсин; в Северной Америке обычно белый.

Используя лобзик, вы можете вырезать 4 лезвия из трубы длиной 6 или 2 м ( Рисунок B ). Всего нам понадобится 8 лезвий. Обрезайте трубу точно по центру — в идеале все лезвия должны быть одинакового веса.

2. Присоедините лопасти к генератору

В качестве генератора мы используем велосипедное колесо (обод), оснащенное динамо-втулкой ( Рисунок C ). Лучше всего подходят алюминиевые диски, так как их легко просверлить.Если вы снимаете детали с бывшего в употреблении велосипеда, обязательно снимите шину, камеру и все тормозные диски.

Присоедините 8 лопаток турбины, как показано, используя по 2 винта, гайки и большие шайбы каждая, равномерно (попробуйте сосчитать спицы) и отцентрируйте на ободе ( Рисунок D ).

3. Сделайте мачту

Сделайте мачту из оцинкованной стальной водопроводной трубы с резьбой на обоих концах ( Рисунок E ). Просверлите отверстие диаметром 9 мм в торцевой крышке и затяните гайку ступицы на оси велосипедного колеса, чтобы прикрепить колесо к крышке ( Рисунок F ниже).После того, как мачта будет надежно закреплена в земле (!), Вы можете навинтить колпачок на мачту.

Для установки мачты может пригодиться резьба на другом конце. Вы можете нарезать на него подходящий тройник и заключить тройник в бетонный блок, который вы будете заливать в землю. Бетон должен быть достаточно тяжелым, чтобы поддерживать и закреплять турбину, и должен быть прочно закреплен в земле. Затем, когда начинается шторм, вы можете просто отвинтить мачту от бетонного блока и унести турбину в безопасное место.

Не делайте ошибки, недооценивая силы, создаваемые ветрами. Они растут пропорционально кубу (третьей степени) скорости ветра! При необходимости закрепите мачту тросами.

4. Соберите электронику

Наше устройство настроено для зарядки свинцово-кислотной батареи с использованием тока, генерируемого динамо-машиной ( Рисунок G ). Динамо-втулка вырабатывает переменный ток, который мы преобразуем в пульсирующий постоянный ток с помощью мостового выпрямителя.Чтобы его сгладить, пульсирующий постоянный ток подается на два электролитических конденсатора емкостью 2200 мкФ (микрофарад).

Сглаженный постоянный ток затем передается на повышающий преобразователь (около 10 долларов на eBay), который мы будем использовать в качестве регулятора заряда. Это преобразует любое входное напряжение от 1,25 В до 30 В в регулируемое постоянное выходное напряжение. Мы установим выход преобразователя на 0,7 В выше конечного напряжения зарядки нашей батареи (компенсируя прямое напряжение диода). Диод 1N4007 необходим для предотвращения обратного тока тока от батареи к преобразователю.

Например, свинцово-кислотный аккумулятор на 6 В имеет зарядное напряжение 7,2 В. Добавив прямое напряжение диода 0,7 В, преобразователь должен быть установлен на выходное напряжение 7,9 В.

Ваша электрическая нагрузка (что бы ни потребляло энергию, например, светодиодная лампа) будет подключена к выходу батареи. Имейте в виду, что нагрузка должна выдерживать установленное для преобразователя выходное напряжение. Хотя сам генератор может обеспечивать лишь небольшой ток, батарея может выдавать несколько ампер.В случае короткого замыкания последствия могут быть тяжелыми (опасность пожара). Чтобы предотвратить несчастные случаи, вам необходимо соответствующим образом защитить цепь, которую вы подключаете к батарее.

После того, как электроника собрана, вы готовы приводить в движение свою установку! Наслаждайтесь своим новым потенциалом в качестве владельца ветряной турбины.

Эта ветряная турбина задумана как эксперимент, недорогая практическая демонстрация принципа работы ветряных турбин, например, в школе. Он не предназначен для выдерживания сильных ветров или сильных штормов.Когда он не используется или если скорость ветра превышает 6 баллов по шкале Бофорта, его следует разобрать.

Велосипедное колесо и крепления для лопастей ротора не предназначены для длительной эксплуатации, особенно при сильном ветре. Мы рекомендуем вам предпринять собственные шаги по укреплению этой конструкции, если вы хотите сделать ее постоянной. (Тем не менее, конструкция оказалась более устойчивой, чем ожидалось. Я оставил ее в саду все время, в любую погоду. Только когда кабельная стяжка разорвалась, мачта упала, и лезвие было разрушено.)

Вы работаете с ветряной турбиной? Мы будем рады получить известие от вас по адресу [email protected] (пришлите нам фотографии и спецификации, пожалуйста). Мы включим ваш вклад в будущий отчет.

В 2006 году поселенцы из Нью-Мексико Эйб и Джози Конналли написали в книге Make: Volume 05 отличное руководство по созданию ветрогенератора Chispito из трубы ПВХ и старого двигателя беговой дорожки для упражнений. Три года спустя Джон Эдгар Парк реализовал проект на национальном телевидении для PBS ’ Make: TV.

Chispito по-прежнему популярен сегодня — Эйб и Джози позже разместили проект на Instructables, где он собрал сотни комментариев, а также на своем собственном сайте velacreations.com, где они документируют всевозможные замечательные автономные проекты DIY. Их солнечная сушилка для пищевых продуктов, улей с верхней решеткой и земляные полы также были представлены в модели Make: .

Поднятый на мачте высотой 10–30 футов, Chispito будет генерировать 84 Вт мощности при скорости ветра 30 миль в час; Обязательно следуйте обновленным инструкциям по формированию лопаток на велюре.com / chispito.

Другие проекты по ветроэнергетике

Это крошечное устройство может собирать энергию ветра из бриза, который вы даете, когда вы идете — ScienceDaily

Большая часть ветра на суше слишком слабая, чтобы толкать лопасти коммерческих ветряных турбин, но теперь исследователи в Китае разработали своего рода «крошечные» ветряная турбина », которая может поглощать энергию ветра от бриза так же мало, как от ветров, созданных при быстрой прогулке. Метод, представленный 23 сентября в журнале Cell Reports Physical Science , представляет собой недорогой и эффективный способ сбора легких ветров в качестве источника микроэнергии.

Новое устройство технически не является турбиной. Это наногенератор, состоящий из двух пластиковых полос в трубке, которые трепещут или хлопают вместе, когда есть воздушный поток. Подобно трению воздушного шара о волосы, два пластика становятся электрически заряженными после отделения от контакта, это явление называется трибоэлектрическим эффектом. Но вместо того, чтобы заставить ваши волосы встать дыбом, как у Эйнштейна, электричество, вырабатываемое двумя пластиковыми полосками, улавливается и сохраняется.

«Вы можете собрать все легкие в своей повседневной жизни», — говорит старший автор Янг Ян из Пекинского института наноэнергетики и наносистем Китайской академии наук.«Однажды мы поместили наш наногенератор на руку человека, и потока воздуха от качающейся руки было достаточно для выработки энергии».

Слабого ветра 1,6 м / с (3,6 миль в час) было достаточно для питания трибоэлектрического наногенератора, разработанного Яном и его коллегами. Наногенератор работает наилучшим образом при скорости ветра от 4 до 8 м / с (от 8,9 до 17,9 миль в час), скорости, которая позволяет двум пластиковым полоскам колебаться синхронно. Устройство также имеет высокий КПД преобразования энергии ветра в энергию, равный 3,23%, что превышает ранее заявленные характеристики по поглощению энергии ветра.В настоящее время устройство исследовательской группы может питать 100 светодиодных ламп и датчиков температуры.

«Мы не намерены заменять существующую технологию производства ветровой энергии. Наша цель — решить проблемы, которые традиционные ветряные турбины не могут решить», — говорит Ян. «В отличие от ветряных турбин, в которых используются катушки и магниты, где стоимость фиксирована, мы можем выбирать недорогие материалы для нашего устройства. Наше устройство также можно безопасно применять в заповедниках или городах, поскольку оно не имеет вращающихся конструкций. .«

Ян говорит, что у него есть два видения следующих шагов проекта: одно маленькое и одно большое. В прошлом Ян и его коллеги разработали наногенератор размером с монету, но он хочет сделать его еще мельче, компактнее и эффективнее. В будущем Ян и его коллеги хотели бы объединить устройство с небольшими электронными устройствами, такими как телефоны, чтобы обеспечить устойчивую электроэнергию.

Но Ян также хочет сделать устройство больше и мощнее. «Я надеюсь увеличить мощность устройства до 1000 Вт, чтобы оно могло конкурировать с традиционными ветряными турбинами», — говорит он.«Мы можем разместить эти устройства в местах, недоступных для традиционных ветряных турбин. Мы можем разместить их в горах или на крышах зданий для обеспечения устойчивой энергетики».

История Источник:

Материалы предоставлены Cell Press . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.