В двадцатые годы двадцатого века об электрификации всей страны в Стране Советов только мечтали. Мечта, в общем, стала явью. Однако есть еще и на территории постсоветского пространства, и во всем мире места, не опутанные проводами ЛЭП. Вот и вынуждены фермеры, рабочие в тайге, полярники искать альтернативные источники энергіі. Об одном из них, ветрогенераторах, и пойдет речь в статье.

змест

• 1 Ці патрэбны вам ветрагенератар?
• 2 Як працуе ветрагенератар?
• 3 Ці ўсё ветрагенератары аднолькавыя?
  • 3.1 Варыяцыі vetrogeneratorov
• 4 Канструюецца ветрагенератар самастойна
• 5 Як зрабіць правільны выбар?
  • 5.1 Колькі ж энергіі трэба сярэднестатыстычнай сям'і?
• 6 Якое месца абраць для ўстаноўкі ветрагенератара?

Ці патрэбны вам ветрагенератар?

Такім чынам, што ж такое ветрагенератар або ў прастамоўі вятрак? Каму і навошта ён можа быць карысны?

Нават калі вы ня праводзіце даследаванняў у льдах Антарктыды і ня разводзьце кароў на ферме, ня валіце ​​лес у тайзе і не займаецеся распрацоўкамі розных радовішчаў у месцах, дзе не ступала нага чалавека, не спяшаецеся адказваць адмоўна на пытанне: "Ці патрэбны вам ветрагенератар?». Давайце спачатку высветлім, што гэта такое і якія яго магчымасці.

Як ужо было сказана вышэй, вятрак - гэта альтэрнатыўны крыніца энергіі. Если говорить конкретнее, это устройство, превращающее энергию ветра в электричество.

Ці можа такая прылада быць карысным не ў экстрэмальных умовах, а ў звычайным жыцці? Вядома, можа. На дачных участках, дзе няма электрычнасці, у населеных пунктах, дзе яно ёсць, але выпрацоўваецца з вялікімі перабоямі і часта адключаецца, вятрак, несумненна, спатрэбіцца.

У апошні час намецілася тэндэнцыя абсталёўваць катэджы аўтаномнай крыніцай энергіі. вецер в таком случае — один из наиболее популярных вариантов, ведь он экологически чистый, не патрабуе сыравіны і не ўтварае адходаў.

Як працуе ветрагенератар?

Для адказу на гэтае пытанне спачатку разгледзім яго прыладу.

У любой ветраўстаноўцы абавязкова павінны быць:

• лопасці, якія круцяцца пад дзеяннем ветру і прыводзяць у рух ротар;
• генератар, які выпрацоўвае пераменны ток;
• кантролер, які кіруе лопасцямі і пераўтваральны электрычнасць, якое ідзе ад генератара, у пастаянны ток, неабходны для зарадкі акумулятара;
• акумулятарныя батарэі, здольныя назапашваць электраэнергію і выраўноўваць яе;
• інвертар - прылада, якое ператварае пастаянны ток, ідучы з акумулятара, у пераменны, ад якога свецяцца лямпачкі, працуюць халадзільнікі, тэлевізары і іншыя электрапрыборы;
• мачта, падымалая лопасці як мага вышэй над паверхняй зямлі.

схему працы прылады у самым спрошчаным выглядзе можна прадставіць так: вецер круціць лопасці, якія, у сваю чаргу, прыводзяць у рух ротар. Далей адбываецца ператварэнне механічнай энергіі ў электрычную.

Круцячыся, ротар генератара выпрацоўвае трохфазны пераменны ток, ад якога электрапрыборы працаваць не могуць, таму яго трэба пераўтварыць.

З гэтай мэтай у канструкцыі ветрака прадугледжаны кантролер. Ён ператворыць ток, ідучы з генератара, ў сталы. Ад апошняга зараджаюцца акумулятарныя батарэі. Праходзячы праз іх, ток паступае на інвертар, дзе і набывае характарыстыкі, прымальныя для працы нашых электрапрыбораў. З пастаяннага ён зноў становіцца пераменным, але з ужо звыклымі нам паказчыкамі: аднафазным, з напругай у 220 B і частатой у 50 Гц.

Ці ўсё ветрагенератары аднолькавыя?

Нягледзячы на ​​тое, што прынцып працы ўсіх ветракоў прыкладна аднолькавы, існуе мноства класіфікацый этих источников энергіі. Если рассматривать именно устройства для дома, то наибольшее значение имеют материалы, используемые для вырабу лопасцяў, іх колькасць, кірунак восі кручэння ў адносінах да зямной паверхні, а таксама крокавы прыкмета шрубы. Разгледзім коратка кожны з відаў.

Большасць існуючых на сённяшні дзень ВЭУ (ветраэнергетычная ўстаноўка) можна аднесці да адна-, двух-, трох-ці многолопастными. невялікая частка найбольш сучасных прылад лопасцяў не ўтрымлівае наогул, а вецер у іх ўлоўлівае так званы «ветразь», з выгляду які нагадвае талерку. За ім размяшчаюцца поршні, якія прыводзяць у працу гідрасістэму, а ўжо яна і выпрацоўвае электрычны ток. ККД такіх установак вышэй, чым ва ўсіх астатніх. У дачыненні да лопасцевы сістэм тэндэнцыя такая: чым менш лопасцяў, тым больш энергіі выпрацоўвае генератар.

варыяцыі vetrogeneratorov

вецеры, как уже отмечалось выше, могуць адрознівацца не толькі колькасцю лопасцяў, але і матэрыяламі, якія прымяняюцца для іх вырабу. Лопасцевыя сістэма можа быць жорсткай, вырабленай з металаў або шклапластыка, а можа - паруснай, больш таннай, але менш практычнай.

Калі параўноўваць ВЭУ па крокаў прыкмеце шрубы, то больш надзейнымі з'яўляюцца прылады, у якіх крок фіксаваны. Існуюць ветракі і з змяняецца крокам, здольныя мяняць хуткасць кручэння, але іх грувасткая канструкцыя цягне за сабой дадатковыя выдаткі на ўстаноўку і абслугоўванне такой сістэмы.

Найбольш разнастайныя канструкцыі ветракоў, калі разглядаць іх з пункту гледжання напрамкі восі кручэння адносна землі.

Прылады, лопасці якіх круцяцца адносна вертыкальнай восі, у сваю чаргу, можна падзяліць на некалькі тыпаў.

1. Ветрагенератары Савониуса ўяўляюць сабой некалькі паловак полых ўнутры цыліндраў, пасаджаных на вертыкальную вось. Асноўнае іх перавага - здольнасць круціцца незалежна ад хуткасці і напрамку ветру. Істотны недахоп заключаецца ў здольнасці выкарыстоўваць энергію ветру толькі на траціну.
2. Ротар Дар'і - гэта сістэма з двух або больш лопасцяў, якія прадстаўляюць сабой плоскія пласціны. Такая прылада нескладана вырабіць, але атрымаць шмат энергіі з яго дапамогай не атрымаецца. Акрамя таго, для запуску такога ротара патрэбны дадатковы механізм.
3. Геликоидный ротар, дзякуючы спецыяльна закручаным лопасцяў, валодае раўнамерным кручэннем. Прылада даўгавечна, але, у сілу складанасці канструкцыі, дорага.
4. Многолопастные ветрагенератары з вертыкальнай воссю кручэння - самы эфектыўны варыянт у сваёй групе.

Vetryaki с горизонтальной осью вращения также имеют свои достоинства и недостатки. Главный их плюс — высокі ККД. Сярод недахопаў такіх канструкцый варта адзначыць неабходнасць ўлоўліваць напрамак ветру пры дапамозе флюгера і змена эфектыўнасці у залежнасці ад кірунку ветру. У сувязі з гэтым гарызантальныя ўстаноўкі найбольш дарэчныя на адкрытай мясцовасці. Там жа, дзе лопасці будуць заслоненыя ад ветру будынкамі, дрэвамі або, напрыклад, пагоркамі, лепш усталяваць ВЭУ іншай канструкцыі.

Да таго ж, такой ветрагенератар дарог, а з'яўленне яго ў ваколіцах дакладна не выкліча вялікага захаплення ў вашых суседзяў. Лопасці яго папросту могуць збіць якая ляціць птушку і моцна шумяць.

Якія яшчэ бываюць ветраэнергетычныя ўстаноўкі? Ну вядома ж, нашы, айчынныя і імпартныя. сярод апошніх лідзіруюць еўрапейскія, кітайскія і паўночнаамерыканскія агрэгаты. Разам з тым, наяўнасць на рынку айчынных ветрагенератараў не можа не радаваць.

Кошт такіх прылад вызначаецца, у першую чаргу, іх магутнасцю і наяўнасцю дадатковых элементаў, напрыклад, сонечных батарэй і вагаецца ў вельмі шырокіх межах - ад некалькіх дзесяткаў да некалькіх сотняў тысяч рублёў.

Канструюецца ветрагенератар самастойна

Вядома, такая цана робіць ветрагенератары даступнымі далёка не для ўсіх. Калі вы вырашылі, што вятрак вам проста неабходны, але купіць яго вы не маеце магчымасці, або не жадаеце марнаваць грошы на яго ўстаноўку, можна паспрабаваць вырабіць такі крыніца энергіі самастойна. Для гэтага вам спатрэбіцца схема прылады, чарцёж і, вядома ж, набор неабходных дэталяў.

Апісанне працы з усімі схемамі, чарцяжамі і пакрокавымі інструкцыямі (Часам нават з фота) вам выдасць любая пошукавая сістэма. Аднак не спяшаецеся прыступаць да працы па першай жа якая трапіла інструкцыі. лепш спачатку дэталёва вывучыць прынцып дзеяння і працэс зборкі некалькіх канструкцый, выбраць тую, якая падыходзіць вам па магутнасці, даступнасці дэталяў і складанасці вырабу, і толькі потым прыступаць да працы.

Такім чынам, у кожным самаробным ветраку павінны быць:

• лопасці;
• генератар;
• мачта;
• а таксама ўстаноўка, пераўтваральная электрычны ток.

Кожную з гэтых дэталяў можна вырабіць самастойна або перарабіць з ужо існуючай. Так, напрыклад, для вырабу лопасцяў падыдуць трубы з ПВХ ці алюмінія. Ёсць таксама схемы вырабу іх з дрэва або шклапластыка. Усе гэтыя спосабы вырабу лопасцяў падыходзяць для гарызантальных ветракоў, якія рэкамендуюць спецыялісты для самаробнага хатняга або дачнага ветрака. Лопасці ж слаба прылады лёгка вырабіць з пластыкавай або металічнай бочкі.

Спосабаў вырабу генератара таксама існуе нямала. Адзін з самых распаўсюджаных - гэта самастойна сабраны на аснове неадымавым магнітаў дыскавы генератар. Яго недахоп - гэта высокі кошт магнітаў і іх вялікая колькасць, годнасцю ж з'яўляецца прастата зборкі.

Яшчэ адзін спосаб - перарабіць гатовы генератар асінхроннага электрарухавіка. У гэтым выпадку досыць переточить ротар і пераматаць шпулькі статара. Апошняе - самая складаная частка працэсу. Тым не менш, і яна цалкам здзяйсняльная у хатніх умовах.

Гатовыя аўтамабільныя ці веласіпедныя генератары таксама падыдуць.

У якасці мачты паслужыць сталёвая труба даўжынёй не менш за пяць з паловай метраў.

Зборка дэталей ў адзіную канструкцыю ажыццяўляецца па схеме, знайсці якую няцяжка пры дапамозе пошукавікаў. Галоўнае, здолець ў ёй разабрацца.

Вядома, сабраць ветрагенератар сваімі рукамі - задача, якая пад сілу не кожнаму. Камусьці купіць яго значна прасцей, чым разбірацца ў працэсе налепвання неадымавым магнітаў або перамотцы шпулек статара.

Як зрабіць правільны выбар?

Так на што ж звярнуць увагу пры выбары ВЭУ?

Не варта лічыць, што самы дарагі і імпартны ветрагенератар будзе самым лепшым. Зыходзіць, у першую чаргу, трэба не з цаны, а з вашых патрэбаў. Перад тым, як зрабіць куплю, палічыце, колькі электраэнергіі вы плануеце расходаваць.

Зразумела, што выбіраць трэба тую мадэль, якая здольная выпрацоўваць патрэбнае вам колькасць энергіі. Однако будьте внимательны. Каждый ветрогенератор рассчитан на пэўную хуткасць ветру. Гэта азначае, што заяўленую вытворцам магутнасць ён здольны выдаваць імянны пры той хуткасці, якая пазначана ў інструкцыі да яго.

Калі максімальную магутнасць ВЭУ развівае пры хуткасці ветру 10 -12 м / с, а ў вашай мясцовасці сярэдні паказчык не перавышае 4-5 м / с, то не стоит ожидать, что устройство будет вырабатывать заявленное количество электроэнергіі. В итоге вы заплатите лишние деньги за то, чего не получите.

Магутнасць ветрагенератара знаходзіцца ў прамой залежнасці ад дыяметра колы, адукаванага лопасцямі. З хібнасцю 20% яе можна разлічыць па формуле: квадрат дыяметра памножыць на куб сярэдняй хуткасці ветру і падзяліць атрыманае значэнне на 7000. Гэта значыць пры дыяметры колы, роўным двум метрам і сярэдняй хуткасці ветру ў вашай мясцовасці 3 м / сек вы атрымаеце каля 0,015 кВт электроэнергіі. Калі ж дыяметр павялічыць у два разы, то ветрагенератар пры той жа хуткасці ветру будзе выдаваць у 4 разы больш электраэнергіі - 0,6 кВт. Такім чынам, пры іншых аднолькавых характарыстыках, больш прадукцыйны вятрак з вялікім памерам лопасцяў.

Не менш важна пры выбары ветрагенератара звяртаць увагу на ёмістасць акумулятара. Калі вы жывяце не ў прыбярэжнай зоне, то штыль ў вашай мясцовасці - з'ява нярэдкая. У гэтым выпадку сістэма будзе працаваць менавіта ад акумулятара. А ён мае ўласцівасць разраджацца. Таму пажадана, каб акрамя яго меўся рэзервовы крыніца энергіі.

З гэтай мэтай можна набыць ўстаноўку адразу з сонечнымі батарэямі, ці ж падключыць вятрак да сеткі. У гэтым выпадку ён будзе толькі кампенсаваць недахоп электраэнергіі ў выпадку неабходнасці.

Колькі ж энергіі трэба сярэднестатыстычнай сям'і?

1. У гарадской кватэры будзе дастаткова 0,5 кВт. Каб было больш зразумела, лічыльнік ў гэтым выпадку будзе паказваць 360 кВт • ч.
2. Вятрак магутнасцю 5 кВт можа забяспечыць такое колькасць энергіі нават у тым выпадку, калі хуткасць ветру невялікая.
3. Калі ж у кватэры пастаянна працуе якой-небудзь ацяпляльны прыбор, то той жа ветрагенератар зможа забяспечыць яго працу толькі пры такой хуткасці ветру, якая магчымая толькі ў берагавой лініі.

Якое месца абраць для ўстаноўкі ветрагенератара?

Зразумела, ўсталёўваць вятрак трэба ў месцах, максімальна адкрытых для ветру. Найбольш падыходзяць для гэтых мэтаў ўзвышша, прыбярэжныя зоны, стэпы, адкрытыя прасторы ў выдаленні ад будынкаў. Не варта размяшчаць ветраэнергетычнай станцыю і там, дзе паблізу ёсць нават невысокія дрэвы. Карыстацца ветраком вы будзеце доўга, за гэты час дрэвы паспеюць вырасці і будуць ствараць перашкоды.

Немалаважны фактар ​​у выбары месца для ўстаноўкі такога прылады - наяўнасць суседзяў побач. Справа ў тым, што ветрагенератары - прылады зусім не бясшумныя. Акрамя таго, аб іх лопасці, як ужо гаварылася вышэй, часам разбіваюцца птушкі. Не кожны сусед гатовы трываць такія нязручнасці. У сувязі з гэтым ветракі лепш ўсталёўваць на адлегласці не менш 250 метраў ад бліжэйшых жылых дамоў.

У цэлым, вятрак - найбольш экалагічна чыстая крыніца энергіі, у адрозненне, напрыклад, ад дызельнай станцыі. У параўнанні з сонечнымі батарэямі, таксама ня вылучаюць адходаў у навакольнае асяроддзе, ён больш даступны па кошце. Акрамя таго, вецер дзьме і днём, і ноччу.

Аднак, цана ветрагенератара ўсё ж вялікая, таму ўстаноўка яго павінна быць мэтазгоднай. Калі набыць такую ​​ўстаноўку з меркаванняў толькі аховы навакольнага асяроддзя або ў надзеі зэканоміць вар'яты грошы, нічога, акрамя расчаравання вам гэты твор не прынясе. Аднак, ветрагенератар стане для вас лепшым выхадам са становішча, калі:

• вецер у мясцовасці, дзе вы плануеце ўсталяваць вятрак, дзьме шмат дзён у годзе з хуткасцю не менш за 4 м / с;
• ваш дом не падключаны да электрасеткі або выдаткі на электраэнергію вельмі высокія;
• на вашым участку досыць месцы, каб усталяваць такое грувасткае прылада;
• факт ўстаноўкі ветрагенератара узгоднены з суседзямі;
• вы валодаеце дастатковай колькасцю сродкаў на набыццё і абслугоўванне ветраэнергетычнай прылады.

Карыстацца Ці электраэнергіяй ад звычайнай сеткі, набываць аўтаномны крыніца або паспрабаваць яго вырабіць самастойна - выбар застаецца за вамі. Калі вы робіце выбар на карысць ветрагенератара, памятаеце, што гэта рашэнне павінна быць прадыктавана неабходнасцю, а не быць проста моднай тэндэнцыяй. Толькі старанна прадумаўшы ўсё да дробязяў, узважыўшы ўсе «за» і «супраць», можна набыць найбольш выгадны крыніца альтернативной энергіі.