Устройство и принцип работы кинетического ветрогенератора

Кинетический ветрогенератор: устройство, использование, принцип функционирования

Кинетический ветрогенератор преобразовывает силу воздушных потоков в электроэнергию. Бывают самодельные и готовые модели с завода. Используются в домашних хозяйствах и на производствах.

  1. Как работает ветрогенератор
  2. Конструкция ветрогенератора
  3. Типы ветрогенераторов
  4. Классификация по назначению
  5. Промышленные ветротурбины
  6. Коммерческие ветрогенераторы
  7. Бытовые устройства
  8. Виды конструкций ветряков
  9. Горизонтальные ветрогенераторы
  10. Вертикальные ветротурбины
  11. Парусные ветроустановки
  12. Генератор для ветротурбин
  13. Плюсы и минусы ветрогенератора
  14. Плюсы ветряных приборов
  15. Минусы ветряков
  16. Методы и схемы и подключения
  17. Нюансы использования ветрогенераторов
  18. Выводы

Как работает ветрогенератор

Функционирует ветрогенератор за счет превращения ветровой энергию в энергию ротора, преобразующуюся в электроэнергию. Она функционирует по простейшему принципу: крутящиеся лопасти, зафиксированные на оси агрегата, вращают по кругу роторгенератор, за счет чего происходит выработка электроэнергии. Полученный переменный непостоянный ток оказывается в контроллере, преобразовываясь в постоянное напряжение, которое может заряжать аккумуляторы.

Питание оттуда проходит на инвертор, трансформируясь в переменное напряжение 220/380 В, подаваемое потребителям. На мощность устройства влияет сила воздушного потока (N), расчет производится по формуле

N=pSV3/2, где V – скорость потока, p – плотность воздуха, S – рабочая площадь.

Конструкция ветрогенератора

Разные виды ветрогенераторов имеют существенные отличия друг от друга. Это многометровая достаточно сложная конструкция, для монтажа которой необходим фундамент.

Бытовая модель состоит из минимального количества элементов. В стандартную установку включены такие составные элементы:

  • Генератор переменного тока (сила ветра оказывает влияние на мощность);
  • Мачта ветряка, куда фиксируются лопасти (чем выше они располагаются, тем больше они получать ветровой энергии);
  • Лопасти, вращающие генераторный вал (зачастую они также оборудуются скоростными стабилизаторами, редукторами);
  • Контроллер, преобразующий переменное напряжение, получаемое с генератора, в постоянное, используемое для зарядки аккумулятора. Контроллер управляется поворотом лопастей, позволяя учитывать направления движения воздушных потоков;
  • Аккумуляторы, которые копят энергию, позволяя использовать ее при малом потоке ветра или его отсутствии. Также аккумулятор стабилизует электроэнергию, идущую от генератора;
  • Датчик ветрового направления – устройство, за счет которого лопасти легче ищут ветряные потоки;
  • АВР – автопереключение, связывающее генератор с иными энергоисточниками;
  • Инвертор, преобразовывающий постоянный ток из аккумулятора в переменное напряжение, используемое в электрокоммуникациях. Чтобы полностью удовлетворить потребности пользователей, устройство оснащается разными видами инверторов: Инверторы 3-фазного напряжения, рассчитываемые для 3-фазных электросетей;
  • Элементы с инвертормодифицированной синусоидой, которая выдает квадратную синусоиду. Подобные агрегаты подходят для ламп накаливания, ТЭНов и других устройств, которые нечувствительны к качеству сети;
  • Сетевые инверторы, работающие без аккумулятора. Они предназначаются для схем, где электроэнергия попадает в общую сеть;
  • Приборы с чистой синусоидой, производящие энергию для чувствительного оборудования. Выбирая модель, нужно учитывать тип инвертора.

Типы ветрогенераторов

В процессе классификации ветровых турбин в учет берут следующие характеристики:

  • Особенности конструкции;
  • Назначение;
  • Материал изготовления;
  • Число лопастей;
  • Размерный шаг винта;
  • Ось.

Надо детально рассмотреть 2 часто применяемые классификации.

Классификация по назначению

Есть типы ветроустановок, которые отличаются предназначением. Это влияет на ключевые характеристики приборов, к примеру, мощность.

Промышленные ветротурбины

Установку этих агрегатов выполняют крупные энергетические организации или государство, снабжающие промышленные строения электроэнергией. Турбины высокой мощности в десятки мегаватт, как правило, располагаются на ветряных местностях.

Вырабатываемая электроэнергия направляется в сеть, при этом для регулировки и постоянной частоты вращения лопастей ветряных турбин оборудуются дополнительными компонентами.

Коммерческие ветрогенераторы

Благодаря таким установкам, получают электроэнергию на продажу или снабжения электричеством производства в районах с электросетью малой мощности. Эти ветроэлектростанции включают в себя скопления электрогенераторов различной мощности. Возможно поступление энергии коммерческих установок в электрокоммуникации или ее использование для зарядки многих аккумуляторов, где происходит ее скапливание и преобразование для подачи в энергосистему.

Бытовые устройства

Приборы небольшой мощности используются для частого применения. По правилам, ветряки, имеющие мачты высотой меньше 25 м монтируются без согласия с властями, разрешение требуется для установки более высоких мачт. Бытовыми генераторами заряжаются аккумуляторы с напряжением 12/24/48В, откуда энергия трансформация в энергию напряжением 220В.

Подобные приборы частично или полностью решают проблему с питанием электроэнергией маленьких объектов, находящихся далеко от центральной электросети.

Виды конструкций ветряков

Приборы по конструкции делятся на несколько категорий, хотя все они сводятся к 2-м главным разновидностям: горизонтальные и вертикальные.

Горизонтальные ветрогенераторы

Как правило, такие агрегаты, называющиеся также крыльчатыми или пропеллерными) оборудуются тремя-пятью лопастями, расположенных на горизонтальной оси. При вращении с большой скоростью подобные элементы представляют массу энергии (КИЭВ до 0.4). При этом во многом на объем вырабатываемой электроэнергии влияет высота прибора (результат растет при увеличении ее высоты).

Обычно, такие приборы монтируются в ветропарках, где выполняется выработка энергии для коммерческого и промышленного использования, но они востребованы и для бытового применения.

Вертикальные ветротурбины

Действующий элемент этих установок – крутящееся ветроколесо. Такие конструкции делятся на виды, в зависимости от конструкции. Несмотря на пониженный КИЭВ, они часто применяются: действуют вертикальные аппараты на турбулентных воздушных потоках, за счет чего их можно располагать даже в районах, где нечасто бывают сильные ветра. Чтобы повысить результативность вертикальных ветряков, зачастую изготовители увеличивают их размеры, что существенно повышает цену.

В связи с хрупкостью таких установок им нужна усиленная защита от ураганов и иных природных явлений. Ветрогенераторы «Ротор Дарье» Подобные приборы причисляются к вертикальным ветряным турбинам, но отличаются конструкцией. Эти особенности снижают шум, повышают КИЭВ, доходящий до величин горизонтальных моделей.

Читайте также:  Экваториальные солнечные часы

Минус этих конструкций заключается в низком стартовом моменте (из-за 2-х лопастей прибору трудно самостоятельно запускаться). Зачастую проблема решается использованием гибрида «Савониус+Дарье».

Парусные ветроустановки

Для таких агрегатов используется принцип конструкции как горизонтального, так и вертикального ветряков. Главная особенность конструкции – это ветроколесо, покрывающееся большое количество парусов или лопастей, при этом данные модели имеют аэродинамический профиль. Установки парусного типа имеют малую результативность и тихоходность, они востребованы в народном хозяйстве.

Подобные конструкции просто монтируются и эксплуатируются, а благодаря большому крутящему моменту с пониженными оборотами, полезные элементы двигаются напрямую от него.

Генератор для ветротурбин

Для работы ветряков требуются обыкновенные 3-фазные генераторы. Конструкция подобных прибором схожа с моделями, использующимися на авто, но имеющими большие параметры.

В агрегатах для ветряных турбин предусматривается 3-фазная обмотка статора, откуда идут 3 провода, направляющиеся на контроллер, где переменное напряжение переходит в постоянное.

Чтобы увеличить обороты, часто используется мультипликатор. Подобное приспособление повышает мощность функционирующего генератора и позволяет применять прибор меньшего размера, что уменьшает цену на установку. Часто мультипликаторы используются в вертикальных ветрогенераторах, где ветроколесо вращается тише. Для горизонтальных приборов с повышенной скоростью вращения лопастей не нужны мультипликаторы, что снижает цену и облегчает конструкцию.

Плюсы и минусы ветрогенератора

Стоит детально рассмотреть плюсы и минусы ветротурбин, потому что они влияют на решение купить ветряк или нет.

Плюсы ветряных приборов

К плюсам приборов, которые пользуются ветровой энергией, относят:

Универсальность. Можно почти везде возводить ветровые электростанции: в горах, на мелководье, на равнинах, островах. Весьма ценится энергия ветра в удаленной местности, куда трудно протягивать обычные электрокоммуникации. В такой ситуации ветрогенераторы позволяют налаживать энергоснабжение строений, делая их независимыми от неожиданных факторов (к примеру, от не поступившего топлива).

Экологичность. Установки пользуются возобновляемым энергоисточником, не причиняя урон атмосфере. Электричество, которое предоставляется ветрогенераторами, способно заменить энергию тепловых электростанций, снижая выделение парниковых газов. Прекрасная замена привычным источникам.

Стационарные ветровые электростанции способны обеспечивать электричеством жилье или небольшой производственный цех. Турбина в таком случае собирает в аккумуляторах нужный запас электроэнергии, требующийся для использования в безветренный сезон.

Экономичность. В отличие от привычных источников электроэнергии (торф, нефть, газ, каменный уголь), велотурбины существенно уменьшают энергозатраты. Возведение ветроэлектростанции чаще получается дешевле, чем подключение к имеющимся электросистемам.

Эффективное применение. Новейшие модели производят переработку энергии даже несильных ветров – наименьший предел 3,5 м/с. Так возможна допоставка электроэнергии в центральную сеть и организация электроснабжения определенных объектов, независимо от их мощностей.

Использование ветряков становится альтернативой применения дорогих дизельных генераторов, уменьшая расходы на хранение и перевозку горючего до 80%. Средняя мощность такой турбины значительно отличается от максимальной нагрузки.

Ветрогенератор производит выработку энергию за конкретный временной промежуток при среднемесячной скорости ветра, свойственной для этой местности. Чтобы точно оценить ветровые ресурсы, можно использовать специальные сведения (параметры Вейбулла). Этими показателями отражается свойственное для определенной местности распределение ветров различной силы. Подобную информацию важно учитывать в процессе разработки проектов ветропарков мощностью в десяти МВт.

Предоставляемая ветротурбиной мощность пропорциональна утраиваемой силе ветра. Поэтому данный показатель слишком мал при небольших потоках ветров, но при их усилении – быстро повышается. Из-за скорости и переменчивости ветрового направления во время конструкции ветротурбины нужно предусматривать стабилизирующие элементы. Их функция в малых автономных системах отводится батареям, заряд которых повышается сразу после превышения показателя нагрузки мощностью ветрогенератора. Необходимо отметить, что эффективному использованию ветров способствует выбор конструкций ветрогенераторов.

Горизонтальными турбинами предоставляются повышенные показатели на ветряных равнинах, в то время как вертикальные турбины функционируют лучше в районах с турбулентными потоками, которые наблюдаются низко от земли (вверху горных хребтов, холмов).

Минусы ветряков

Ветряки имеют и отрицательные стороны: У вертикальных приборов могут разрушаться лопасти винта из-за влияния центробежных сил, когда лопасти будут вращаться вокруг основной оси. Из-за такого эффекта со временем происходит деформация и разрушение важных компонентов конструкции, при этом механизм ломается.

Чтобы сохранить избыточную энергию, нужно использовать в конструкции аккумуляторы и иные дополнительные устройства, преобразующие получаемое электричество в ток с необходимыми характеристиками. Некоторые специалисты считают, что ветротурбины нарушают прием теле- и радио передач.

Трудно заранее предсказывать величину силы ветра, потому что она изменяется часто. Поэтому лучше продумывать подстраховку, предусматривая дублирующий энергоисточник. Рекомендуется монтировать ветряки на свободном месте, потому что находящиеся вблизи строениям будут «гасить» ветер, делая воздушную зону «мертвой».

Ветрогенераторы функционируют с шумом, доставляющим дискомфорт. Также лопасти могут становиться причиной травмирования и гибели птиц. К неблагоприятным моментам также относится большая стоимость таких аппаратов, но данный факт возмещается за счет дешевизны энергоисточника.

Методы и схемы и подключения

Несмотря на возможность автономной работы ветроустановки, наилучший результат достигается за счет использования собранных схем, сочетающих солнечные батареи и ветровые приборы, газовые или дизельные источники, централизованную сеть.

Для автономной работы устанавливается единичная установка, принимающая и сохраняющая ветровую энергию, преобразовываемую в нужный электроток.

Комбинирование солнечный панелей и ветрогенераторов. Такой вариант эффективен и надежен для электроснабжения. При стихании или отсутствии ветра, питание аккумулятора идет от солнечных панелей, а ночью и при пасмурной погоде заряжается от ветровой установки.

Комбинированное функционирование электросети и ветрогенератора. Возможно совмещение ветротурбины и электрокоммуникаций. При избыточном объеме производимого электричества оно переходит в централизованную сеть, а при его нехватке можно пользоваться электротоком из общей энергосистемы.

Читайте также:  Характеристики и сфера применения шамотного кирпича ШБ 5

Нюансы использования ветрогенераторов

Ветряными турбинами сегодня пользуются в разных областях народного хозяйства. Промышленные установки различной мощности используются телекоммуникационными, нефтегазовыми предприятиями, производствами, геолого-разведочными и буровыми установками, госучреждениями. Необходимо отметить, как важно использовать ветряные установки, чтобы быстро восстановить электричество при природных бедствиях и катаклизмах. Для этого подразделения МЧС часто пользуются ветрогенераторами.

Бытовые ветровые турбины отлично подходят, чтобы отапливать и освещать частного сектора и дачных поселков, на фермерских участках.

При этом нужно учитывать такие моменты: Для полного обеспечения дачи электричеством требуется ветряной генератор мощностью свыше 1 кВт. Подобного показателя хватает для питания осветительных устройств, телевизора и компьютерной техники, но его мощности не хватает для круглосуточного снабжения электричеством работающую технику.

Приборы до 1 кВт предоставляют достаточно электроэнергии только на ветряных участках. Как правило, вырабатываемой ими энергии достаточно только для питания небольших электронных устройств и светодиодного освещения. Чтобы обеспечить энергией коттедж, потребуется ветряк мощностью 3-5 кВт, но и этого недостаточно для отопления жилья. Для использования этой функции нужен мощный вариант от 10 кВт.

Выбирая модель, необходимо учитывать, что мощность, указываемая на приборе, достигается только при максимальном ветре. Так, установка в 300В вырабатывает указываемый объем энергии только при скорости воздуха в 10-12 м/с.

Выводы

Ветрогенератор является прекрасным источником производства электроэнергии, ценящийся жителями далеких районов. Разные зарубежные и российские компании представляют огромный выбор ветряных конструкций, помимо этого, можно самостоятельно делать бытовые модели.

Что такое ветрогенератор

Пост опубликован: 8 июня, 2017

В этой статье мы постараемся дать ответ на вопрос читателям портала alter220.ru- что же такое ветрогенератор, в чем заключается его работа и отличия.

Ветрогенератор – это техническое устройство, посредством которого кинетическая энергия ветра преобразуется в электрическую энергию, для использования потребителями.

Принцип действия

В соответствии с нижеприведенной схемой, принцип работы ветрового генератора можно описать следующим образом:

  • под воздействием воздушных потоков (№1 на схеме), ротор «А» и лопасти «В», закрепленные на нем, приводятся во вращательное движение;
  • вращательное движение (№2 на схеме) ротора «А» передается на ведущую ось «С» и редуктор «D» (коробка передач);
  • с редуктора «D», вращательное движение передается на электрический генератор «G», в обмотках которого, вырабатывается электрический ток.

Виды устройств

Ветрогенераторы различаются по конструкции, способу установки и монтажа, и у каждого вида есть свои достоинства и недостатки, они бывают:

С горизонтальной осью вращения

Ось ротора и ведущая ось расположены параллельно поверхности земли.

Бывают однолопастные (№1), двухлопастные (№2), трехлопастные (№3) и многолопастные (№4), с количеством до 50 штук.

Достоинства данного вида:

  • Необходимость в ориентации по направлению воздушных потоков;
  • Необходимость монтажа высокой конструкции для установки устройства, причем, чем выше мощность агрегата, тем выше должна быть конструкция (мачта);
  • Необходимость устройства фундамента для монтажа мачты, что приводит к удорожанию монтажных работ;
  • Высокий уровень шума в процессе эксплуатации;
  • Потенциальная опасность для птиц и иных летающих организмов.

С вертикальной осью вращения

Ось вращения расположена вертикально по отношению к поверхности земли.

Данный вид устройств можно разбить на несколько групп, это:

  • С ротором Савоуниса.

Данная конструкция состоит из нескольких полуцилиндров. При этом ось постоянно вращается, вне зависимости от потоков ветра и их интенсивности.

  • Высокая технологичность конструкции;
  • Значительный пусковой крутящий момент;
  • Способность работать при малых воздушных потоках.
  • Низкая эффективность работы лопастей;
  • Значительная потребность в материалах при изготовлении.

С ротором Дарье

В данной конструкции, на оси вращения закреплены несколько лопастей, представляющих из себя плоскую полосу. На схеме приведены следующие виды данного типа устройств:

1 – классический вариант ротора Дарье.

2 – ротор Дарье тина Н (ортогональным ротором).

3 – винтообразный ротор Дарье (с гелиокоидным ротором).

  • Нет необходимости в ориентации на воздушные потоки;
  • Простота изготовления лопастей;
  • Простота и удобный способ обслуживания.
  • Низкий КПД установок;
  • Непродолжительные межремонтные циклы опорных узлов и элементов конструкции;
  • Имеют слабую способность к самозапуску, при наличии двух лопастей, при равномерных потоках ветра.

С геликоидный ротором

Является модификацией устройств с ротором Дарье. На выше приведенной схеме — №3.

  • Более продолжительные сроки эксплуатации, в сравнении с классическим вариантом ротора Дарье;
  • Менее значительная нагрузка на опорные узлы и механизмы.
  • Более высокая стоимость в сравнении с классическим вариантом;
  • Более трудоемкий и сложный процесс изготовления лопастей.

С многолопастным ротором

Является модификацией устройств с ротором Савоуниса. В данной конструкции присутствуют два ряда лопастей. Первый ряд — неподвижный, он захватывает воздушный поток и сжимает его, в связи с чем скорость воздушного потока увеличивается. После этого поток воздуха поступает на второй ряд, работающий по принципу ротора Савоуниса.

  • Высокая эффективность в работе;
  • Способность работать при малых потоках ветра.
  • Высокая стоимость.

С ортогональным ротором

Данная конструкция является основой выше приведенных — ось вращения располагается вертикально, к ней прикреплены несколько лопастей, расположенных параллельно оси и удаленных от нее на определенное расстояние.

На выше приведенной схеме это №2 – ротор Дарье тина Н.

  • Отсутствие механизмов ориентации по ветровым потокам;
  • Простота в эксплуатации и обслуживании.
  • Непродолжительные межремонтные циклы опорных узлов и элементов конструкции.

Работающие на водяных каплях

Эта конструкция еще промышленно не производится. В ее состав входит металлическая рама, внутри контура которой, горизонтально размещены изолированные трубки. В каждой трубке имеются специальные сопла и электроды. Принцип действия основан на генерировании и накоплении энергии с помощью капель воды, которые выходят из специальных сопел.

Читайте также:  Фото раздвижных дверей и перегородок между кухней и гостиной

Капли воды положительно заряжены, и под воздействием ветровых потоков они сносятся к положительно заряженным электродам. Это приводит к увеличению потенциальной энергии положительно заряженной капли. Электроэнергия получается, когда капли воды попадают на положительно заряженный электрод.

Ветрогенератор – парус

Генератор данного типа внешне напоминает спутниковую антенну. Для монтажаиспользуется мачта, как и в случае с ветряками, имеющими горизонтальную ось вращения. А также эти конструкции похожи и по ориентации в воздушных потоках – используется хвостовик, благодаря чему «тарелка», постоянно находится в плоскости перпендикулярной направлению ветра.

«Парус» закреплен и растянут на круглой раме и под воздействием ветра совершает колебательные движения. Эти движения, посредством системы тяг, передаются на поршни гидравлической системы, в которой механическая энергия колебаний преобразуется в давление жидкости. Гидравлическое давление жидкости преобразуется во вращательное движение привода, к которому подсоединен электрический генератор, вырабатывающий электрически ток.

Достоинствами конструкции являются:

  • Способность работать при малой скорости ветра;
  • Малый вес конструкции;
  • Ремонтопригодность и простота обслуживания;
  • Экологическая безопасность устройств;
  • Простота монтажа
  • При использовании на территориях, где сильные ветра, основные преимущества пред прочими конструкциями, теряют свою актуальность.

Как выбрать ветровой генератор

Для того чтобы выбрать ветрогенератор необходимо:

  1. Рассчитать установленную мощность электрических приборов, которые планируетсяподключить к данному источнику энергии.
  2. Исходя из полученных значений мощности и среднегодовой скорости ветра, в регионе установки агрегата, определяется мощность генератора. Мощность следует взять с учетом коэффициента запаса, в расчете на рост нагрузок и дабы не перегружать устройство, во время пиковых нагрузок.
  3. Следует учитывать особенности климата в месте монтажа устройства, т. к. осадки негативно влияют на производительность генератора. Учесть климатические особенности места проживания.
  4. Определить КПД установки – это один из важнейших показателей.
  5. Узнать показатели работы генератора в отношении шума, производимого в процессе работы.
  6. Провести сравнительный анализ различных типов генераторов по всем характеристикам и параметрам.
  7. Ознакомиться с отзывами пользователей подобных установок.
  8. Сделать анализ отечественных и зарубежных производителей, изучить отзывы об этих предприятиях.

Популярные модели и марки

В настоящее время ветровые генераторы выпускают как отечественные производители, так и зарубежные.

Среди отечественных моделей наибольшим спросом пользуются:

  • EnergyWind, с горизонтальной осью вращения, мощность от 1,0 до 10,0 кВт.

Среди зарубежных моделей, широко распространены ветровые генераторы:

  • Zonhan Windpower Co, Ltd (Китай), с горизонтальной осью вращения, мощностью от 0,3 до 5,0 кВт;
  • Bekar Europe GmbH (Германия), с вертикальной осью вращения, мощностью от 0,5 до 60,0 кВт.

Средние цены

Стоимость ветряных генераторов зависит от конструкции, мощности, страны и фирмы производителя.

Стоимость рассмотренных выше моделей составляет:

  • EnergyWind, в зависимости от мощности (от 1,0 до 10,0 кВт), составляет от 68000,00 до 650000,00 рублей, соответственно.
  • Exmork от копании Zonhan Windpower Co, Ltd (Китай), в зависимости от мощности (от 0,3 до 5,0 кВт), составляет от 30000,00 до 260000,00 рублей, соответственно.
  • Bekar, в зависимости от мощности (от 0,5 до 60,0 кВт), составляет от 43000,00 рублей.

Плюсы и минусы

К достоинствам использования энергии ветра, а соответственно и ветровых генераторов,относятся следующие:

  • Энергия ветра – это возобновляемая энергия, обладающая неисчерпаемостью ресурсов;
  • Экологичность энергетического ресурса и процесса производства электрической энергии;
  • Способность быстрого выполнения монтажа установок и обеспечения потребителей электрической энергией;

К недостаткам можно отнести следующие:

  • КПД установок зависит от времени года, погодных условий и региона монтажа агрегата;
  • Высокий уровень шума при работе агрегатов;
  • Опасность для пернатых обитателей региона, где установлен ветровой генератор;
  • При промышленном производстве электрической энергии, при использовании ветровых генераторов, требуются значительные площади земли.

Развитие ветроэнергетики

В связи с возрастающей потребностью в энергоресурсах, а также с уменьшением запасов обычных энергоносителей, развитие зеленой энергетики, становится все более актуальным.

Ученые и инженеры разных стран разрабатывают новые модели ветроустановок, с цельюувеличения доли положительных свойств агрегатов и минимизирования отрицательных.

Такими примерами могут служить плавающие и парящие ветрогенераторы. Плавающие устанавливаются далеко от берега и занимают земельные участки, их работа является наиболее эффективной благодаря постоянству морских ветров. Эффективны и парящие генераторы, т. к., чем выше он поднят над поверхностью земли, тем больше скорость ветра.

Доля электрической энергии, производимой ветряными электростанциями, постоянно растет. Это происходит как в нашей стране, а так и во всех, технически развитых странах.

В России, в перспективе, планируется что доля вырабатываемой электрической энергии ветровыми электростанциями, составит около 30%, от всего производства электроэнергии в стране.

Вероятно, Вам также понравятся следующие материалы:Рубрика «Энергия ветра»

Спасибо, что дочитали до конца! Не забывайте подписываться на канал, Если статья Вам понравилась!

Делитесь с друзьями, оставляйте ваши комментарии

Добавляйтесь в нашу группу в ВК:

и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее.

Кинетический ветрогенератор Industrial Craft 2

Кинетический ветрогенератор Industrial Craft 2

Иметь свой ветрогенератор очень выгодно. Во-первых, человек получает бесплатную электроэнергию. Во-вторых, электричество можно добыть в удаленных от цивилизации местах, где не проходит ЛЭП. Ветряк представляет собой устройство, предназначенное для генерирования кинетической энергии ветра. Многие умельцы научились собирать вертикальный ветрогенератор своими руками, а как это делается мы сейчас и узнаем.

Читайте также:  Эффективные способы снятия старой краски с батареи отопления

Устройство и разновидности ветряков

Ветрогенераторы имеют много названий, но правильней их обозначить как ветровая электростанция. Состоит ВЭС из электрооборудования и механического сооружения – ветряка, которые связаны между собой в единую систему. Электроустановка помогает превратить ветер в источник энергии.

Разновидностей ветрогенераторов много, но по расположению рабочей оси их условно разделяют на две группы:

  • Ветряки с горизонтальной осью вращения являются самыми распространенными. Электроустановка отличается высоким КПД. Кроме того, сам механизм лучше противостоит ураганам, а при слабом ветре запуск ротора происходит быстрее. У горизонтальных ветрогенераторов проще регулируется мощность.
  • Ветряки с вертикальной осью вращения способны работать даже при слабой скорости ветра. Турбины не шумят и проще в изготовлении, поэтому чаще всего их устанавливают умельцы в своем дворе. Однако особенность конструкции вертикального ветряка позволяет его устанавливать только низко от земли. Из-за этого сильно снижается КПД электроустановки.

Различаются ветрогенераторы по типу рабочего колеса:

  • Пропеллерные или крыльчатые модели оснащены лопастями, которые по отношению к рабочему горизонтальному валу стоят перпендикулярно.
  • Карусельные модели еще называют роторными. Они характерны для вертикальных ветряков.
  • Барабанные модели аналогично имеют вертикальную рабочую ось.

Для генерирования кинетической энергии ветра в промышленных масштабах обычно используют пропеллерные ветрогенераторы. Модели барабанного и карусельного типа отличаются большими габаритами, а также менее эффективным устройством механизма.

Все ветряки могут комплектоваться мультипликатором. Этот редуктор во время работы создает много шума. В домашних ветряках мультипликаторы обычно не используют.

Принцип работы ветряка

Стоит отметить, что принцип работы ветрогенератора одинаков, независимо от его конструкции и внешнего вида. Генерирование энергии начинается с момента вращения лопастей ветряка. В это время между ротором и статором генератора создается магнитное поле. Оно и служит источником энергии, вырабатывающим электричество.

Итак, как мы выяснили, ветрогенератор состоит из двух основных частей: вращающегося механизма с лопастями и генератора. Теперь о работе мультипликатора. Этот редуктор устанавливают на ветряк, чтобы увеличить обороты рабочего вала.

Во время вращения ротора генератора вырабатывается переменный ток, то есть, выходит три фазы. Сгенерированная энергия попадает на контроллер, а от него идет к аккумулятору. В этой цепочке стоит еще один важный прибор – инвертор. Он преобразовывает ток до стабильных параметров и подает через сеть потребителю.

Ветряк industrial craft 2

В сфере ветроэнергетики большую известность имеет кинетический ветрогенератор industrial craft 2, имеющий модифицированный блок для генерирования энергии ветра. Для расчета мощности электроустановки сумму скоростей его рабочих органов умножают на значение 0,1. Размер рабочей области обусловлен габаритами ротора. Во время вращения он вырабатывает кинетическую kU, а не электрическую EU энергию.

Вращение лопастей зависит от порывов ветра. Самая оптимальная скорость наблюдается на высоте 160–162 м. Гроза увеличивает скорость ветра на 50%, а простой дождь – до 20%.

Роторы ветрогенератора industrial craft 2 различаются габаритами и материалом лопастей, а также предельными показателями силы ветра, при которых они способны работать:

  • деревянный ротор с лопастями 5х5 рассчитан на диапазон скоростей ветра от 10 до 60 MCW;
    железный ротор с лопастями 7х7 рассчитан на диапазон скоростей – от 14 до 75 MCW;
  • стальной ротор с лопастями 9х9 рассчитан на диапазон скоростей потока воздуха от 17 до 90 MCW;
  • углеволоконный ротор с лопастями 11х11 рассчитан на диапазон скоростей потока воздуха от 20 до 110 MCW.

Кинетические ветрогенераторы industrial craft 2 не ставят близко на одном уровне спиной друг к другу.

Самостоятельное изготовление вертикального ветрогенератора

В самостоятельном изготовлении ветряк с вертикальным валом самый простой. Лопасти изготавливают с любого материала, главное, чтобы он был устойчив к влаге и солнцу, а также был легкий. Для лопастей домашнего ветрогенератора можно использовать ПВХ трубу, применяемую при строительстве канализации. Этот материал отвечает всем вышеперечисленным требованиям. Из пластика вырезают четыре лопасти высотой 70 см, плюс две таких же делают из оцинковки. Жестяным элементам придают форму полукруга, после чего фиксируют с обеих сторон трубы. Остальные лопасти крепят на одинаковом расстоянии по кругу. Радиус вращения такого ветряка будет составлять 69 см.

Следующий этап – сборка ротора. Здесь понадобятся магниты. Сначала берут два ферритовых диска диаметром 23 см. С помощью клея шесть неодимовых магнитов крепят на один диск. При диаметре магнита 165 см между ними образуют угол 60 о . Если эти элементы меньшего размера, то их количество увеличивают. Приклеивают магниты не просто, как попало, а меняют поочередно полярность. На второй диск по аналогичной схеме крепят ферритовые магниты. Всю конструкцию обильно заливают клеем.

Самое сложное – это изготовление статора. Нужно найти медный провод толщиной 1 мм и из него сделать девять катушек. Каждый элемент должен содержать ровно по 60 витков. Далее, из готовых катушек собирают электрическую схему статора. Все их девять штук выкладывают по кругу. Сначала соединяют концы первой и четвертой катушки. Далее, соединяют второй свободный конец четвертой с выходом седьмой катушки. В итоге получился элемент одной фазы из трех катушек. Схему второй фазы собирают со следующих по очередности трех катушек, начиная со второго элемента. Последней собирают точно так же третью фазу, начиная с третьей катушки.

Читайте также:  Черная краска для ткани в домашних условиях

Для крепления схемы, из фанеры вырезают форму. На нее сверху кладут стеклоткань, а по ней раскладывают схему из девяти катушек. Все это заливают клеем, после чего оставляют до полного застывания. Не ранее, чем через сутки ротор со статором можно соединять. Сначала кладут ротор магнитами вверх, на нем располагают статор, а сверху укладывают второй диск магнитами вниз. Принцип соединения можно увидеть на фото.

Теперь настало время собрать ветрогенератор. Вся его схема будет состоять из рабочего колеса с лопастями, аккумулятора и инвертора. Для увеличения крутящего момента желательно установить редуктор. Работы по монтажу имеют следующий порядок:

  • Из стального уголка, труб или профиля сваривают прочную мачту. По высоте она должна поднять рабочее колесо с лопастями выше конька крыши.
  • Под мачту заливают фундамент. Обязательно делают армирование и предусматривают выступающие из бетона анкерные крепления.
  • Далее, на мачту фиксируют рабочее колесо с генератором.
  • После установки мачты на фундамент выполняют ее крепление к анкерам, после чего усиливают стальными растяжками. Для этих целей подойдет трос или стальной прут толщиной 10–12 мм.

Когда механическая часть ветрогенератора готова, начинают собирать электрическую схему. Генератор на выходе даст трехфазный ток. Для получения постоянного напряжения в схему ставят выпрямитель из диодов. Контроль зарядки аккумулятора осуществляется через автомобильное реле. Заканчивает цепочку схемы инвертор, из которого выходит в домашнюю сеть требуемые 220 вольт.

Выходная мощность такого ветрогенератора зависит от скорости ветра. Например, при 5 м/с электроустановка выдаст около 15 Вт, а при 18 м/с можно получить на выходе до 163 Вт. Чтобы повысить производительность, мачту ветряка удлиняют до 26 м. На такой высоте скорость ветра на 30% больше, а, значит, электричества получится примерно в полтора раза больше.

На видео показана сборка генератора для ветряка:

Сборка ветрогенератора – дело сложное. Нужно знать основы электротехники, уметь читать схемы и пользоваться паяльником.

Minecraft Кинетический ветрогенератор Industrial Craft 2 как сделать кинетический ветрогенератор — Скачать mp3 бесплатно

Для вашего поискового запроса Minecraft Кинетический ветрогенератор Industrial Craft 2 как сделать кинетический ветрогенератор MP3 мы нашли 1000000 песни, соответствующие вашему запросу, но показывающие только 10 лучших результатов. Теперь мы рекомендуем загрузить первый результат Кинетический ветрогенератор и кинетический генератор в майнкрафт 1 7 10 IC2 Experimental V2 2 646 MP3 который загружен Hunter44 Гайды размером 12.48 MB , длительность 9 мин и 29 сек и битрейтом 192 Kbps .

Обратите внимание:
Перед загрузкой вы можете просмотреть любую песню, наведите курсор Слушать и нажмите «Воспроизвести» или «Нажмите здесь» Скачать для загрузки mp3-файлов высокого качества. Первые результаты поиска — с YouTube, который будет сначала преобразован, после чего файл можно загрузить, но результаты поиска из других источников могут быть сразу же загружены в MP3-файл без какого-либо преобразования или пересылки.

Новинки музыки 2018

Billie Eilish — bury a friend

A Boogie Wit Da Hoodie — Look Back At It [Official Music Video]

Naughty Boy — Bungee Jumping ft. Emeli Sandé, Rahat Fateh Ali Khan

Sam Smith, Normani — Dancing With A Stranger

Bailey Bryan — «Songbird» (Vertical Video)

Tom Odell — Go Tell Her Now (Official Video)

Tory Lanez — Don Queen (Don Q Diss)

Julia Michaels — Anxiety (Audio) ft. Selena Gomez

Hopsin — You Should’ve Known (feat. DAX)

Tasha Cobbs Leonard — This Is A Move (Live)

Vampire Weekend — 2021 (Official Audio)

Imagine Dragons — Bad Liar

J. Cole — MIDDLE CHILD (Official Audio)

Bring Me The Horizon — sugar honey ice & tea (Lyric Video)

Kirk Franklin — Love Theory (Official Music Video)

for KING & COUNTRY – joy. (R3HAB Remix)

Yo Gotti — Put a Date On It ft. Lil Baby

2 Chainz X Adam Scott — Expensify This (The world’s first music video you can expense)

Florence + The Machine — Moderation (Audio)

Vampire Weekend — Harmony Hall (Official Audio)

Hallelujah Here Below | YouTube Exclusive | Elevation Worship

Little Mix — Think About Us (Lyric Video) ft. Ty Dolla $ign

Calvin Harris, Rag’n’Bone Man — Giant (Official Video)

Dua Lipa — Swan Song (From Alita: Battle Angel) [Official Music Video]

Justin Timberlake — Say Something (First Take) ft. Chris Stapleton

Tori Kelly — Change Your Mind (Audio)

twenty one pilots — Chlorine (Official Video)

Lauv & Troye Sivan – i’m so tired. [Official Audio]

Maren Morris — GIRL

Bring Me The Horizon — nihilist blues (Lyric Video) ft. Grimes

Daddy Yankee & Snow — Con Calma (Video Oficial)

Samm Henshaw — Church (Lyric Video) ft. EARTHGANG

Teyana Taylor — WTP ft. MYKKI Blanco

Weezer — No Scrubs

Lil Wayne — Don’t Cry ft. XXXTENTACION

Hozier — Almost (Sweet Music) (Lyric Video)

Bring Me The Horizon — mother tongue (Official Audio)

Drax Project — Woke Up Late ft. Hailee Steinfeld (Official Lyric Video)

Caro — Bad Bunny ( Video Oficial )

5 Seconds Of Summer — Lie To Me

Dido — Give You Up (Official Audio)

Ariana Grande — 7 rings

Future — Rocket Ship

half•alive — arrow [VIDEO]

BIG PLANS — Why Don’t We [Official Music Video]

Читайте также:  Шторы вместо дверей - за и против, плюсы и минусы

Kevin Gates — «Therapy Shit 4»

Rita Ora — Let You Love Me [Vertical Video]

Todd Dulaney — You’re Doing It All Again (Music Video) (Radio Edit)

Сейчас слушают

Minecraft Кинетический ветрогенератор Industrial Craft 2 как сделать кинетический ветрогенератор Mp3

ML 42430913 Mp3

Позвони мне позвони Карнавал Mp3

VOCALS COVER Meaning Of Life By Disturbed Mp3

WRECK IT RALPH 2 All Best Movie Clips 2018 Mp3

цыганские песни Mp3

бунёдбек саидов Mp3

лентяево песня про пиратов Mp3

سؤال ـ ما ضابط في إطالة القراءة في صلاة الفجر ـ الشيخ صالح فوزان الفوزان Mp3

How To Make Glock P18C From Cardboard Mp3

шансон калина красная сборник Mp3

Le Calin Сумерки Битва Mp3

Andala Nakoka Mp3

РУССКАЯ МУЗЫКА ЛУЧШИЕ ЖЕНСКИЕ ГОЛОСА 2018 НОВЫЕ И ЛУЧШИЕ ПЕСНИ Mp3

4akkyboy манила Mp3

Анна Махмуд таю Mp3

Apaneto Mein Ehe Hoi Mp3

Kui Loll Ma Väiksena Olin Mp3

Улугбек баротов скачать Mp3

Jonathan Moffett Live With Madonna Keep It Together HD FULL Mp3

Johongir Otajonov Arslonman Жахонгир Отажонов Арслонман KARAOKE Mp3

14 August 2016 Mehfal 2 Qaziabad Swabi KPK Pakistan Music Song Pashto Mp3

Bad Boys Blue Hungry For Love Hot House Sex Mix 8 17 Mp3

Axis Vs ForYou Vs Chemicals Martin Garrix Mashup Mp3

Aattukutty Ellam From Aaha Ethanai Azhagu Mp3

II MONTHS 29 DAYS JOHNNY PAYCHECK Mp3

Бабек Мамедрзаев Мура Разарви Mp3

песня про марию Mp3

Слушайте и скачивайте бесплатно музыку в mp3. Поиск любой песни, топ альбомы по странам и свежая музыка на Mp3itune!

[IC2] Кинетический ветрогенератор и кинетический генератор

iCraft → Форум → Гайды и туториалы → [IC2] Кинетический ветрогенератор и кинетический генератор

Страницы 1

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщений 18

1 Тема от TiCraft 2017-07-19 11:15:12

  • TiCraft
  • Игрок
  • Оффлайн
  • Сообщений: 51
  • Карма: 35
Тема: [IC2] Кинетический ветрогенератор и кинетический генератор

+2

2 Ответ от Aziiiz 2017-07-19 11:46:47

  • Aziiiz
  • Игрок
  • Оффлайн
  • Сообщений: 305
  • Карма: 81
Re: [IC2] Кинетический ветрогенератор и кинетический генератор

Сейчас роторы крафтятся по другому.

3 Ответ от Morgon 2017-07-19 12:43:27

  • Morgon
  • Игрок
  • Оффлайн
  • Сообщений: 44
  • Карма: -9
Re: [IC2] Кинетический ветрогенератор и кинетический генератор

Сейчас роторы крафтятся по другому.

Потому что моделизировали ic2 epx.
А так то, это старая версия. И крафты старые (не моделизированные)

4 Ответ от synthetic 2017-07-19 15:10:29

  • synthetic
  • Администратор
  • Оффлайн
  • Сообщений: 2,457
  • Карма: 876
Re: [IC2] Кинетический ветрогенератор и кинетический генератор

никакая это не модернизация. Крафты крыльчаток я сам поменял чтобы хардкорнее было

+2

5 Ответ от Morgon 2017-07-19 23:05:36

  • Morgon
  • Игрок
  • Оффлайн
  • Сообщений: 44
  • Карма: -9
Re: [IC2] Кинетический ветрогенератор и кинетический генератор

никакая это не модернизация. Крафты крыльчаток я сам поменял чтобы хардкорнее было

+1

6 Ответ от Aziiiz 2017-07-19 23:12:15

  • Aziiiz
  • Игрок
  • Оффлайн
  • Сообщений: 305
  • Карма: 81
Re: [IC2] Кинетический ветрогенератор и кинетический генератор

Morgon, Да

7 Ответ от Dark_gamer 2017-07-22 02:58:17

  • Dark_gamer
  • Игрок
  • Оффлайн
  • Сообщений: 565
  • Карма: 15
Re: [IC2] Кинетический ветрогенератор и кинетический генератор

ээх,вот бы вернули крафты крыльчаток,удобней было бы,и так каждые 10 мин слетают

8 Ответ от arslan2004 2017-07-22 09:45:12

  • arslan2004
  • Игрок
  • Оффлайн
  • Сообщений: 579
  • Карма: -25
Re: [IC2] Кинетический ветрогенератор и кинетический генератор

Dark_gamer, Тогда все в твоих квантах были и всё. через 2 недели сервер заполнен квантерами

9 Ответ от Aziiiz 2017-07-22 11:07:00

  • Aziiiz
  • Игрок
  • Оффлайн
  • Сообщений: 305
  • Карма: 81
Re: [IC2] Кинетический ветрогенератор и кинетический генератор

arslan2004, +, наоборот еще какого нибудь хардкора надо) Чтоб месяца 2 развивались

+1

10 Ответ от HeRoBrIn288 2017-07-22 14:03:19

  • HeRoBrIn288
  • Игрок
  • Оффлайн
  • Сообщений: 96
  • Карма: 2
Re: [IC2] Кинетический ветрогенератор и кинетический генератор

arslan2004, +, наоборот еще какого нибудь хардкора надо) Чтоб месяца 2 развивались

и чтоб ещё через месяц вайпнули? может сделать чтоб 2.5 месяца развивались?

11 Ответ от IceRain 2017-07-22 21:00:58

  • IceRain
  • Квест-мейкер
  • Оффлайн
  • Сообщений: 173
  • Карма: 29
Re: [IC2] Кинетический ветрогенератор и кинетический генератор

arslan2004, +, наоборот еще какого нибудь хардкора надо) Чтоб месяца 2 развивались

Устройство и принцип работы ветрогенератора

Как устроен ветрогенератор

Любой ветрогенератор состоит из таких компонентов как;

– генератор, который вырабатывает переменный ток, и в дальнейшем преобразуется в постоянное напряжение, предназначенное для зарядки аккумуляторов. От скорости ветра зависит и мощность генератора;- лопасти, предназначены для передачи вращения к валу генератора через редукторы и стабилизаторы скорости вращения ротора генератора;
– мачта ветряка должна иметь достаточную высоту. Чем выше находятся лопасти, тем больше они получат энергии ветра.

Также в устройство ветрогенератора входят;

– контроллер, необходимый для преобразования переменного напряжения идущего с генератора, в постоянное напряжение и последующей зарядкой аккумуляторов. Контроллер управляет поворотом лопастей, и контролируют направление ветра;
– аккумуляторы накапливают электроэнергию, чтобы использовать ее при небольшом ветре или его отсутствии. Батарея также хорошо стабилизирует электроэнергию, полученную от генератора;
– датчик направления ветра помогает лопастям «поймать» ветер;
– АВР представляет собой устройство автоматического переключения между ветрогенератором и другими источниками электроэнергии, например электросетью, генератором, солнечными панелями;
– инвертор предназначен для преобразования постоянного тока, поступающего с аккумуляторов, в переменное напряжение для домашней электросети. Инверторы могут разделяться по типу синусоиды для разных потребителей электроэнергии.

Читайте также:  Укладка первого венца сруба на фундамент

Устройство ветрогенератора

  1. Инвертор модифицированной синусоиды на выходе выдает квадратную синусоиду, предназначенную для не требовательных потребителей к качеству сети – это тэны, накальные лампы освещения.
  2. Инверторы с чистой синусоидой по качеству выходного напряжения подходят даже для самых требовательных потребителей электроэнергии.
  3. Инверторы трехфазного напряжения предназначены для трехфазных сетей.
  4. Сетевой инвертор работает без аккумулятора и способен к выводу электроэнергии в общую сеть.

Принцип действия ветрогенератора

Принцип работы ветрогенератора построен на преобразовании кинетической энергии силы ветра в энергию вращения вала генератора. Для вертикальных ветрогенераторов, вертикальная ось соединена с вертикальным ротором. Генератор и ротор расположены внизу конструкции. Лопасти закреплены в вертикальной оси.

Вращаясь, лопасти заставляют вращаться ротор генератора, который начинает вырабатывать переменный и нестабильный ток. Это ток идет на контроллер, который преобразует его в постоянное напряжение и заряжает аккумуляторы. С аккумулятора питание идет на инвертор, назначение которого превращение постоянного тока в переменное напряжением 220 В или 380 В, которое поступает к потребителям электроэнергии.

Схемы работы ветрогенераторов

Вариантов работы ветрогенератора может быть несколько:

  1. Автономная работа ветрогенератора.

Автономная работа ветрогенератора

  1. Такая совместная работа считается очень надежным и эффективным способом автономного электроснабжения. При отсутствии ветра, работают солнечные батареи. Ночью, когда не работают солнечные батареи, аккумулятор заряжается от ветровой установки.

Параллельная работа ветрогенератора с солнечными панелями

  1. Ветрогенератор также может работать параллельно с электросетью. При избытке электроэнергии, она поступает в общую сеть, а при недостатке ее потребители электроэнергии работают от общей электросети.

Параллельная работа ветрогенератора с электросетью

Ветряные генераторы могут прекрасно работать с любыми видом автономного электроснабжения и общей электросетью. Создавая при этом единую систему энергоснабжения.

Ветрогенератор для дома: устройство, принцип работы, виды

Получение электрической энергии с помощью ветра становится одним из модных трендов последнего времени. Бытовой ветряной генератор, который относится к техническим средствам альтернативной электроэнергетики, приобрел свою популярность вполне заслуженно, так как обращение к нему обеспечивает владельцу ряд преимуществ:

  • ветроэнергетика относится к экологически чистым средствам выработки электроэнергии, отсутствие генерация отходов;
  • удобен в использовании из-за своей высокой надежности и низких эксплуатационных расходов;
  • может быть смонтирован самостоятельно при наличии минимальных навыков в области строительства и электрики;
  • его привлекательность с течением времени будет только увеличиваться из-за неизбежного увеличения тарифов электросбытовых компаний.

Устройство и принцип работы

Любой ветряной генератор состоит из нескольких типовых укрупненных блоков. Агрегат обязательно содержит турбину, которая вращается под действием воздушного потока, непосредственно или чаще всего через повышающий редуктор передает создаваемый момент на вал электрического генератора. Ротор вращается внутри статора на основе неодимовых магнитов, в результате чего вырабатывается электрическая энергия.

Конструкция ветряного генератора небольшой мощности показана на рисунке 1.

Рис. 1. Конструкция самодельного ветрового генератора

Вырабатываемая ветряным генератором электрическая энергия поступает в промежуточный накопитель, функции которого обычно берет на себя аккумуляторная батарея. Ток, отдаваемый аккумулятором, питает инвертор, с выхода которого снимают нормальное 220-вольтовое переменное напряжение бытовой частоты.

Наличие аккумулятора обязательно, т.к. он позволяет сгладить колебания мощности, снимаемой с турбины. Свою роль в этом играет факт того, что бытовой ветряной генератор устойчиво функционирует при скорости ветра от 6 м/с и выше, тогда как среднегодовое значение этого параметра на большинстве территории России оказывается примерно в полтора раза ниже.

Необходимые переключения, регулировки и прочие функции реализует блок автоматики.

Соответствующий уровень эксплуатационной надежности достигается наличие у конструкции запасов по отдаваемой мощности (обычно 10 – 20%).

Виды ветряков

Основное отличие ветряных генераторов между собой — исполнение воздушной турбины, которая может иметь различную конструкцию. Обычно полная совокупность агрегатов по ориентации вала вращения турбины делят на две основные разновидности: вертикальные и горизонтальные.

Вертикальные

Отличительная особенность и главное преимущество вертикального агрегата ветряного генератора — отсутствие жестких требований к высоте его установки, что заметно упрощает выбор места установки, процесс монтажа, последующее обслуживание механически подвижных частей. Воздушная турбина относится к тихоходной разновидности этой техники, может быть исполнена как

  • простейший классический ротор с минимумом тремя вертикально ориентированными лопастями (пример такого устройства представлен на рисунке 2);
  • двухрядный ротор, наличие внутреннего ряа регулируемых лопастей обеспечивает ему повышенный КПД)
  • ротор Дарье;
  • ротор Савониуса;
  • геликоидный ротор.

Более сложная форма трех последних типов турбин обеспечивает им меньшую материалоемкость.

Рисунок 2. Роторная воздушная турбина вертикального ветрогенератора

Отличается минимумом подвижных частей, КПД установки мало зависит от направления ветра.

Горизонтальные

Ветрогенераторы с горизонтальной ориентацией вала турбины приводятся во вращение пропеллером. Пропеллер может быть двух-, трех и многолопастным. Лопастям некоторых пропеллеров иногда придают довольно сложную форму для некоторого увеличения эффективности функционирования установки. Пример такого агрегата показан на рисунке 3.

Рис. 3. Горизонтальный многолопастной ветрогенератор

За счет большого диаметра винта обычно монтируются на стальной трубчатой или решетчатой мачте на высоте вплоть до нескольких десятков метров. Примеры таких мачт показаны на рисунке 4 и рисунке 5. Оборотной стороной увеличения высоты установки становится снижение турбулентности воздушного потока из-за ослабевания влияния земли, т.е. увеличение КПД и генерируемой мощности. С учетом этой особенности не рекомендуется использовать ветряки этой конструкции для коттеджных поселков из-за сильного экранирующего действия соседних строений.

Рисунок 4. Мачта ферменной конструкции для установки горизонтального ветрогенератора Рис. 5. Крепежный узел для мачты трубчатой конструкции

Читайте также:  Срок службы газовых труб в многоквартирном доме: нормативы и особенности эксплуатации

Для создания баланса по крутящему моменту генератор закрывают обтекателем вала таким образом, чтобы он выполнял функции противовеса винта. Дополнительно удлиненная конструкция корпуса облегчает его ориентацию “по потоку”.

По сравнению с вертикальным устройством позволяет снять большую мощность. Платой за это становится трудности с выбором места установки, сложность монтажа, текущего обслуживания, а также неприятные акустические шумы при работе. Кроме того, из-за большой высоты конструкции горизонтальные ветряные генераторы обязательно требуют молниезащиты.

Малые ветрогенераторы

К малым или бытовым ветрогенераторам обычно относят агрегаты с мощностью не свыше 5 кВт. В розничной продаже доступны агрегаты различной мощности и исполнения отечественного и импортного производства, что позволяет подобрать нужное устройство без переплаты.

Обычно агрегаты поставляются в минимальном комплекте, который:

  • включает контроллер;
  • не содержит буферной аккумуляторной батареи;
  • обеспечивает сборку агрегата на месте установки при условии отсутствия местных ограничений.

Проект установки устройств горизонтального типа из-за их технической сложности требует тщательной проработки, может потребоваться консультация специалиста.

Стоимость маломощных моделей начинается с нескольких десятков тысяч рублей, сильно зависит от отдаваемой мощности.

Автоматика ветроэлектростанций

Современные электрические ветровые установки оборудуются развитой системой автоматики, которая:

  • значительно улучшает характеристики;
  • обеспечивает выравнивание отдаваемой мощности;
  • делает эксплуатацию безопасной.

Типовой набор автоматики включает в себя:

  • ограничитель частоты вращения ветряного колеса при высоких скоростях ветра;
  • выравнивание колеса “по потоку” (важно для горизонтальных ветряков);
  • защиту от короткого замыкания;
  • отключение при отказах техники, ураганных ветрах, превышении порогового уровня вибрации.

Модели среднего и старшего классов обязательно поддерживают дистанционное управление и диагностику. Часть агрегатов дополнительно контролирует направление и силу воздушного потока для максимизации снимаемой мощности за счет выбора соответствующего угла установки всего устройства и лопастей турбины.

Система торможения

Система торможения предотвращает механическое разрушение агрегата при слишком высокой скорости ветра. Суть этой системы заключается в том, что автоматика производит замыкание электрических цепей магнитной системы генератора, что приводит к появлению мощного тормозящего усилия.

Дополнительно алгоритм функционирования системы управления предусматривает полный останов воздушной турбины при ветрах ураганной силы. Порог останова может регулироваться пользователем, типовые заводские настройки этого параметра предполагают включение режима останова при скорости 80 км/час.

Производители

Отечественной промышленностью налажен серийный выпуск широкой гаммы бытовых ветрогенераторов. Их параметры приведены в таблице:

Г 500 Вт 3-лопастной стеклопластиковый ротор

Максимальная скорость ветра 25 м/с

Примечание: Г – горизонтальный, В — вертикальный

Плюсы и минусы

Основное преимущество ветряных электростанций – это их автономность.

Главные технические минусы оборудования этой разновидности — зависимость от погоды (кроме силы ветра влияет также снег и дождь) и сравнительно небольшая мощность, значение которой в среднем не превышает нескольких сотен Ватт. Требуют обязательного применения промежуточной буферной аккумуляторной батареи, которая требует замены через несколько лет службы.

При сравнении с дизель-генераторами уступают им по продолжительности работы, но зато не требуют подвоза топлива и выполнения сложных и дорогостоящих мероприятий по пожарной безопасности его хранения.

Солнечные батареи, которые в средних широтах реально работают максимум пять месяцев, заметно превосходит тем, что функционируют круглый год.

При существующих тарифах на электроэнергию не дают существенного выигрыша по приведенным затратам, однако не оказываются убыточными.

Изготовители ветровых электростанций большое значение уделяют их внешнему оформлению. Так что наличие этого агрегата на загородном участке не только свидетельствует о “технической продвинутости” его обладателя, но и может стать важным элементом дизайна и наглядной демонстрации заботы об окружающей среде.

О эстетических параметрах можно судить по рисунку 6.

Рис. 6. Горизонтальный ветрогенератор Condor Home отечественного производства

Заключение.

Ветровые электростанции могут считаться полноценным альтернативным источником электрической энергии. С учетом типовых климатических условий большинства местностей нашей страны малые ветрогенераторы имеет смысл комбинировать в единую систему с солнечной батареей и дизельным генератором. В этом случае они вполне могут стать эффективным автономным вспомогательным средством выработки электроэнергии на даче или в загородном доме.

Ветрогенераторы. Устройство и виды. Работа и применение

Электричество сегодня считается чем-то обыденным, ведь оно есть в каждом доме. И никто не задумывается, откуда оно берется. Электричество в основной массе вырабатывается электростанциями, работающими на нефти, природном газе, ядерном топливе или угле. Эти традиционные источники представляют определенную опасность для окружающей среды, вследствие чего все большее внимание уделяется альтернативным видам энергии. К последним можно отнести ветрогенераторы, которым для выработки электричества нужен лишь ветер.

Устройство

Конструктивно ветрогенераторы в большинстве случаев предполагают наличие следующих элементов:

  • Лопасти турбины (пропеллер).
  • Турбина (вращающаяся часть).
  • Электрогенератор.
  • Ось электрогенератора.
  • Инвертор, преобразующий переменный ток в постоянный, для возможности зарядки батареи.
  • Механизм вращения лопастей.
  • Механизм вращения турбины.
  • Аккумулятор.
  • Мачта.
  • Контроллер вращения(анемометр).
  • Демпфер.
  • Датчик ветра и анемоскоп.
  • Хвостовик анемоскопа.
  • Гондола и ряд других элементов.

В зависимости от вида ветрогенератора конструкция и входящие в него элементы могут разниться. К примеру, промышленные устройства также предусматривают наличие системы молниезащиты, силового шкафа, поворотного механизма, надежного фундамента, системы пожаротушения, системы изменения угла атаки лопасти, телекоммуникационной системы для передачи информации о работе ветрогенератора и так далее.

Принцип действия

Ветрогенератор представляет устройство, преобразующее энергии ветра в электрическую энергию. Прародителями современных видов ветрогенераторов являются ветряные мельницы, которые применялись для получения муки из зерен. И принцип их работы изменился ненамного: лопасти вращают вал, который передает необходимую энергию на другие элементы.

  • Ветер вращает лопасти, передавая крутящий момент через редуктор на вал генератора.
  • При вращении ротора образуется трехфазный переменный ток.
  • Полученный ток направляется на аккумуляторную батарею через контроллер. Аккумуляторы применяют для создания стабильности работы ветрогенератора. Генератор заряжает аккумуляторы при наличии ветра. При его отсутствии всегда можно взять энергию с аккумулятора, чтобы потребитель не прекращал получать электричество.
  • С целью защиты от ураганов в ветрогенераторах применяется система с уводом ветроколеса от ветра при помощи складывания хвоста, либо торможения ветроколеса электротормозом.
  • Для зарядки аккумуляторов ставится контроллер между ветряком и АКБ. Он отслеживает зарядку АКБ, чтобы не испортить аккумуляторы. При необходимости он может сбрасывать лишнюю энергию на определенный балласт, к примеру, большой резистор или тэны для отопления.
  • В аккумуляторах имеется лишь постоянное низкое напряжение рядностью 12/24/48 вольт. Однако потребителю нужно напряжение в 220 вольт, именно поэтому ставится инвертор. Это устройство преобразует постоянное напряжение в переменное, создавая напряжение в 220 вольт. Естественно, что можно обойтись и без инвентора, но придется использовать электрические приборы, специально рассчитанные на низкое напряжение.
  • Преобразованный ток направляется потребителю, чтобы питать отопительные батареи, освещение, телевизор и иные устройства.
Читайте также:  Штора на ворота в гараж: модели для утепления гаражных ворот

В промышленных ветряках могут применяться и другие элементы, которые обеспечивают автономную работу устройства.

Типы и виды ветрогенераторов

Классифицировать ветряки можно по материалам, количеству лопастей, шагу винта и оси вращения.

Выделяют два основных типа ветрогенераторов по оси вращения:
  1. С горизонтальной осью круглого вращения, то есть крыльчатые.
  2. С вертикальной осью вращения, то есть «лопастные» ортогональные, «карусельные».

Горизонтальные классические ветрогенераторы имеют пропеллер (в большинстве случаев трехлопастной), а вертикальные ветряки обладают ветроколесом, которое вращается вертикально.

По количеству лопастей ветряки могут быть:
  • Трехлопастные и двухлопастные.
  • Многолопастные.

Вращение многолопастных ветряков начинается при слабом ветре, тогда как для двухлопастных и трехлопастных устройств требуется более сильный ветер. Однако каждая
дополнительная лопасть создает дополнительное
сопротивление ветроколеса, вследствие чего достигнуть рабочих оборотов генератора становится сложнее.

По материалам лопастей ветряки могут быть:
  • Парусные генераторы.
  • Жесткие лопасти ветрогенератора.

Парусные лопасти дешевле и проще в изготовлении, однако, когда необходима стабильная и надежная работа для автономного электроснабжения они не подойдут.

По шагу винта:
  • Изменяемый шаг винта.
  • Фиксированный шаг винта.
Изменяемый шаг винта дает возможность повысить диапазон эффективных скоростей работы. В то же время данный механизм неизбежно:
  • Усложняет конструкции лопасти.
  • Снижает общую надежность ветрогенератора.
  • Утяжеляет ветроколесо и требует дополнительного усиления конструкции.
Применение
Устройства могут использоваться в различных местах. В большинстве случаев в открытые пространства, где большой потенциал ветров:
  • Горы.
  • Мелководье.
  • Острова.
  • Поля.

В то же время ветрогенераторы современных конструкций дают возможность задействовать энергию даже слабых ветров – от 4 м/с. Благодаря им можно решать задачи электроснабжения и энергосбережения объектов любой мощности.

  • Стационарные ветряные электростанции в виде альтернативных источников энергии способны полностью обеспечить электрической энергией небольшой производственный объект или жилой дом. В периоды отсутствия ветра необходимый запас электроэнергии будет выбираться из аккумуляторных батарей. Они отлично могут сочетаться с фотоэлектрическими батареями, газовым или дизельным генератором.
  • Ветрогенераторы могут использоваться и для экономии при наличии центральной электросети.
  • Ветроустановки средней и малой мощности часто используются владельцами фермерских хозяйств и домов, удаленных от централизованных электросетей, в качестве автономного источника.

Основные виды и принцип работы реле времени

Реле времени предназначены для осуществления заданной последовательности включения и выключения различных устройств, элементов схем, подачи сигнализации. При помощи устройств временного управления формируются заданные задержки коммутации и управления. Большая часть конструкций устройств управления временем предусматривает регулировку длительности интервала включения или отключения. В зависимости от конструктивного исполнения реле времени регулировка может осуществляться механическим, электронным или программным способом.

Принцип работы реле времени

Общий принцип работы реле времени заключается в формировании временной задержки на включение, выключение или переключение управляющих групп контактов. Реализация задержки зависит от конструктивных особенностей устройства. Общие различия в реле разных типов состоит в коммутации исполнительной части. По этому признаку различают две группы устройств реле:

  • с задержкой выключения;
  • с задержкой включения.

Многие реле позволяют осуществлять смену типа коммутации или имеют оба варианта.

Принцип отсчета времени и управления контактами зависит от конструкции реле, но общий алгоритм работы следующий:

  • при запуске срабатывает контактная группа, организованная в соответствии с типом коммутации (для реле времени с задержкой выключения контакты замыкаются);
  • одновременно взводится механизм задержки времени (запускается тактовый генератор в электронных устройствах);
  • по истечении заданного интервала контактная группа меняет свое состояние на противоположное.

Трехпозиционное реле отличается более сложным алгоритмом работы. Последовательность работы такова:

  1. Цепь разомкнута.
  2. Пуск. Цепь замыкается, начитается отсчет.
  3. Отсчет закончен. Цепь замкнута.

В цикличных устройствах перечисленная последовательность повторяется многократно.

Запуск отсчета осуществляется вручную или автоматически непосредственным замыканием контактов подачи питания или через электромагнит, воздействующий на механизм.

Реле времени с задержкой включения работает аналогично.

Виды и классификация

Применение находят следующие типы отсчета временных интервалов, по которым и производится классификация времязадающих устройств:

  • пневматические;
  • моторные;
  • электромагнитные;
  • часовые (анкерные);
  • электронные.

Следующее различие заключается в значении напряжения питания управляющего электромагнита, которым осуществляется первоначальный взвод исполнительного устройства или механизма и электромагнита, управляющего коммутированием выходных клемм. Наибольшее распространение получили такие типы реле времени по напряжению:

  • 12 В напряжения постоянного тока;
  • 24 В постоянного тока;
  • 220 вольт переменного тока.
Читайте также:  Экваториальные солнечные часы

Реле времени на 380В используются в трехфазных сетях с включением по схеме «треугольник».

Рабочее напряжение отличается от напряжения коммутации, которое зависит от исполнения и мощности контактных групп. Рабочее напряжение является необходимым для функционирования устройства и должно находиться в строго заданных пределах. Минимальный предел напряжения коммутации не ограничен. При превышении допустимых значений возможен пробой промежутка между контактами.

Такие же требования предъявляются и к току коммутации, превышение которого более допустимого значения чревато обгоранием и спеканием контактных групп, возникновением электрической дуги в момент размыкания.

Значение рабочего напряжения диктуется требованиями безопасности. При этом учитывается то, что чем больше мощность управляющего электромагнита, тем сильнее потребляемый им ток. Наибольшее распространение получили реле времени на 24 вольта, поскольку в данном случае имеется наиболее выгодное сочетание напряжения и тока потребления реле.

В автомобилях используются реле времени с напряжением питания 12 В, поскольку это самое распространенное значение бортовой сети автомобиля. Например, реле времени управления стеклоочистителями и указателями поворота. Контактные группы этих устройств отличаются высокой надежностью, имеют большой запас по величине тока для исключения обгорания, поскольку от исправной работы зависит безопасность движения по дорогам.

Все перечисленные типы допускают выпуск многоканальных реле времени. В таком случае коммутация цепей осуществляется несколькими независимыми группами контактов. В простых конструкциях срабатывание групп происходит одновременно, в сложных — в зависимости от запрограммированного алгоритма.

Большое разнообразие по количеству групп и алгоритму работы предоставляют электронные устройства. Схемы, разработанные с применением микроконтроллеров, имеют малые габариты, которые ограничены только типом и размерами исполнительных элементов, коммутирующих нагрузку.

От соответствия конструкции предъявляемым требованиям зависит надежность работы устройств и механизмов. Выбор реле времени заключается в подборе такого типа, который соответствует всем предъявляемым требованиям, в числе которых:

  • рабочее напряжение;
  • напряжение и ток коммутации;
  • длительность временных интервалов;
  • точность установки выдержки;
  • работа на включение или выключение;
  • регулировка включения и отключения.

Цикличные реле времени

Данный тип реле времени автоматически и непрерывно формирует заданные промежутки времени. Если задать вопрос о том, зачем нужны реле циклического типа, то можно сказать, что наибольшее распространение они получили в автоматических системах управления освещением (уличным, в животноводческих хозяйствах, в аквариумах).

Электромагнитные

Электромагнитные устройства еще называют реле времени с электромагнитным замедлением. Отличаются простой конструкцией и используются в устройствах релейной автоматики. Обмотка электромагнита дополнительно содержит короткозамкнутый виток в виде медного цилиндра, который препятствует быстрому нарастанию и спаду магнитного потока, в результате чего якорь подвижной системы двигается с замедлением. Время задержки на срабатывание составляет от 0,07 до 0,11 секунды, а на отпускание от 0,5 до 1,4 секунды. Недостатки:

  • невозможность коррекции времени задержки;
  • работа только на постоянном токе.

Пневматические

Замедляющим устройством в такой конструкции является пневматический демпфер, воздух в который поступает через калиброванное отверстие. Его проходное сечение регулируется иглой со специальным винтом.

Достоинства: не требует подачи питания

  • низкая точность установки времени (свыше 10 %);
  • чувствительность к загрязнению воздуха.

Моторные

Представляет собой синхронный двигатель, который через редуктор передает вращение валу с контактными группами. Может включать в себя электромагнитную муфту, расцепляющую вал двигателя и редуктор. Время выдержки составляет от нескольких секунд до десятков часов.

  • малая точность выдержки времени;
  • работоспособность только в узком диапазоне температур;
  • необходимость в регулярной чистке и смазки механизма.

С часовым или анкерным механизмом

Устроены по принципу механических часов. В промышленности для взвода пружины используется токовая обмотка. Таким образом, чем выше ток в обмотке, тем сильнее сжимается пружина и быстрее ход механизма. Отличаются невысокой точностью установки времени. Настройка механического реле подобна регулировке будильника.

Электронные

Самый распространенный класс устройств. Выполнены на электронных компонентах. В качестве времязадающего элемента применяется генератор тактовой частоты или синхронизация от частоты питающей сети.

Отличаются самыми широкими пределами перестройки частоты. Минимальный интервал составляет единицы микросекунд, а максимальный — дни, месяцы и годы. Перестройка интервала выполняется электронным способом (при помощи переключателей) или программным (путем изменения коэффициентов встроенной программы или посредством интерфейса от внешнего оборудования).

Часовое, суточное или недельное реле часто является опцией в электронных часах.

Электронные реле установки времени предоставляют самые широкие возможности построения цепей управления, включая многоканальные варианты исполнения или цикличный режим работы.

В качестве исполнительной части используются полупроводниковые ключи или электромагниты с различными группами контактов для коммутации нагрузки реле.

Достоинства электронных устройств:

  • самый широкий диапазон установки выдержки;
  • минимальные габариты и вес;
  • высокая надежность;
  • самая высокая точность установки временных интервалов.

Точность выдержки зависит только от стабильности частоты задающего генератора. Использование генераторов на кварцевых элементах с термостабилизацией позволяет достигнуть точности тысячных долей процента.

Недостатки: необходимость в подаче внешнего питания для работы электронных компонентов схемы.

Схемы реле времени имеют большое разнообразие. Среди них встречаются и простейшие, и сложные на основе микроконтроллеров.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: