Ветрогенератор горизонтальный

Ветрогенератор с горизонтальной осью вращения: преимущества и недостатки

Энергия ветра — это одна из доступных форм солнечной энергии. Образование ветров происходит в результате неравномерного прогрева атмосферы солнечным светилом, неровностей земной поверхности и естественного вращения Земли. Направление потоков ветра изменчиво и полностью зависит от рельефа земной поверхности, присутствия водоемов, растительности. Для использования и преобразования благ природы уже много лет люди используют горизонтальные ветрогенераторы. Используя такие установки, человечество преобразует движение воздушных масс в механическую, а затем и в электрическую энергию.

Использование энергии ветра человечеством началось еще много веков тому назад, когда появились первые ветряные мельницы, качающие воду, измельчающие зерно и так далее.

Наиболее распространенной моделью используемых горизонтальных ветрогенераторов является трехлопастный. Закрепив такую установку на устойчивой возвышенной поверхности можно снабдить электричеством как 1 дом, так и небольшое поселение.

Что такое ветрогенератор

Горизонтальные ветрогенераторы – это современные установки, которые служат для переработки кинетической энергии ветра в механическую энергию, а потом в электрическую. Относительно своего предназначения такие устройства разделяются на 2 категории: промышленного и домашнего назначения.

Ветрогенераторы промышленного назначения зачастую объединяются в большие и средние комплексы, получая при этом ветряные электростанции. Обустройство комплексов таких масштабов может позволить себе только государство или достаточно крупные энергетические корпорации.

Некоторые модели бытовых ветрогенераторов могут осуществлять работу в автономном режиме, без непосредственного подключения к электрической сети. Также разработаны модели устройств с модулем постоянного тока — специально задуманные для работы на солнечных батареях и могут быть частью домашней системы электрического питания.

Принято полагать, что использование бытовых генераторов ветра малоэффективно по причине:

• большой стоимости преобразовательного инвертора,
• большой стоимости накопительных аккумуляторов.

Для реализации надежного электрического снабжения установки иногда к такой системе добавляют дизель-генератор, который по стоимости где-то равен установке.

На сегодня наиболее эффективным с экономической точки зрения является получение не только механической энергии, но и постоянного электрического тока переменной частоты. Такой ток в дальнейшем трансформируется при помощи ТЭНов в полезное тепло для нагревания системы отопления или центрального водоснабжения.

В разделе бытовых ветрогенераторов находятся энергетические установки мощностью до 100 кВт. Следует отметить, что установки мощностью менее 1 кВт относят к домашним приборам, которые зачастую устанавливают в загородных домах, на фермах или яхтах.

Как работает установка

В момент прохождения ветра через турбину происходит вращение лопастей установки за счет кинетической энергии ветра. Такое действие заставляет вращаться внутренний вал, напрямую соединенный с редуктором. В результате чего увеличивается скорость вращения и внутреннего вала, подсоединенного к генератору, осуществляющего вырабатывание электроэнергии.

Горизонтальные оси ветровой турбины

Зачастую ветряные турбины состоят из стальной полой мачты, высота которой может варьироваться от 10 до 100 метров, турбинного ротора, лопастей, генераторной оси, генератора, редуктора, инвертора и аккумулятора.

Современные горизонтальные ветрогенераторы оснащены специализированным оборудованием, которое способно самостоятельно оценивать воздействие окружающих факторов и автоматически поворачивать оборудование по направлению ветра, менять угол поворота или «шаг» лопастей для оптимизированного использования энергии.

Какие бывают разновидности

В зависимости от количества лопастей ветрогенераторы разделяются на одно-, двух-, трех- и многолопастные.

• Однолопастные ветрогенераторы состоят из одной лопасти и противовеса, который выполняет роль балансирующего механизма в системе. Главным достоинством таких установок является высокая скорость вращения благодаря более низкому моменту инерции. Помимо этого, ротор такой конструкции имеет более низкую стоимость за счет небольшого числа лопастей. Сегодня происходит выпуск однолопастных генераторов мощностью до 10 кВт.
• Двухлопастные ветрогенераторы состоят из 2 лопастей. Главным достоинством таких установок является уравновешенность ротора в любом угловом положении его лопастей. Такое их достоинство нашло применение в самоподъемных устройствах малого и среднего диапазона мощностей.
• Трехлопастные установки на сегодня являются наиболее распространенными и востребованными моделями, номинальная мощность которых составляет от нескольких ватт до 7 МВт.

Многолопастные установки имеют большое количество лопастей, которое может достигать 50 штук. Такие установки получили наибольшее распространение в области ветронасосных систем.

Преимущества и недостатки

1. Абсолютное отсутствие сырья и производственных отходов.
2. Энергия ветра — это общедоступный и возобновляемый ресурс, который не исчезнет вне зависимости от используемого количества за день, неделю или год. Энергия ветра относится к источнику чистой добычи электричества, так как ветряные электростанции не осуществляют пагубных выбросов веществ или парниковых газов в атмосферу.
3. Даже с учетом высокой первоначальной стоимости закупки всего комплекса оборудования, его окупаемость превышает иные приобретения генераторов, работающих на ископаемом топливе. При сравнении ветрогенераторов и установок, работающих на ископаемом топливе, во время всего срока эксплуатации, то ветроустановки являются более конкурентными. Они не требуют дополнительных затрат на осуществление работы и эксплуатационные затраты сводятся к минимальным.

Установка ветрогенератора и мачты на участку

К недостаткам таких систем можно смело отнести:

1. Лопасти такого оборудования создают шумы, портят ландшафт, являются преградой для некоторых птиц, летучих мышей, совершающих полет. Естественно, что для большинства из этих проблем уже найдено решение с использованием различных современных технологий и продуманного размещения оборудования.
2. Непостоянное воздействие требуемой силы ветра для обеспечения работы прибора. В местах, где сила ветра слабая — не рентабельно осуществлять установку горизонтальных ветрогенераторов.
3. Устройства ветрогенераторов могут создавать большие проблемы для иных способов эксплуатации земельных наделов.
4. Ветряные лопасти могут мешать осуществлять выпас скота.
5. Занимают достаточно много места, которое прежде было определено под посевы.

За последние годы рынок ветрогенераторов набирает активные обороты. За небольшую сумму уже сегодня можно приобрести современный ветрогенератор полностью обеспечивающий автономное питание вашего загородного или частного дома на долгие годы.

Зачастую для обеспечения дома вполне хватает ветрогенератора мощностью 1 кВт, при средней скорости ветра 7 м/с. В случае, если ветрогенератор установлен в не ветряной зоне, то дополнительно осуществляется монтаж фотоэлектрической солнечной батареи.

Ветрогенератор с горизонтальной осью вращения: преимущества и недостатки
Для добычи экологически чистого и максимально безвредного электричества, во всем мире используют ветрогенераторы горизонтальные, установка которых окупается несколько лет непрерывной эксплуатации.

Источник: energomir.biz

Как сделать вертикальный ветрогенератор

Ветрогенераторы подразделяются по типу размещения вращающейся оси (ротора) на вертикальные и горизонтальные. Конструкцию ветрогенератора с горизонтальным ротором мы рассматривали в прошлой статье, теперь поговорим о ветрогенераторе с вертикальным ротором.

Прежде всего, рассмотрим преимущества и недостатки вертикального ветряка.

• Низкий уровень шума – ветровое, колесо практически не издаёт шум и не мешает, нет характерного свиста винта.
• Простота конструкции – сделать такой ветрогенератор и установить не составит особой сложности.
• Надёжная конструкция – все узлы компактны, удобны в обслуживании.

• Основным недостатком конструкции ветрогенератора с вертикальным ротором являются его низкие обороты, такой ветряк нужно устанавливать в местности с преобладающей скоростью ветра более 4 м/с.
• Практически нет защиты от ураганного ветра – если в горизонтальном ветряке при урагане автоматически срабатывает складывающийся хвостовик который поворачивает ветроколесо, то в такой конструкции нужно вручную заклинивать ротор, как вариант замыкать контакты на выходе из катушек.

Изготовление вертикального ветрогенератора.

Прежде всего, ели вы решили изготовить ветряк с вертикальной осью нужно определиться с генератором. Поскольку вертикальный ветрогенератор низкооборотный, то соответственно понадобится генератор способный выдавать зарядку на аккумулятор при достаточно низких оборотах.

Автомобильный генератор для этой конструкции не совсем подходит, так как он выдаёт зарядный ток при оборотах более 1000 об/мин. Для автомобильного генератора нужно использовать шкив с передаточным числом 4 – 5 и доработать сам генератор.

В качестве генератора практичней использовать аксиальный генератор, его можно изготовить самостоятельно, процесс изготовления описан в этой статье.

Схема аксиального генератора для ветрогенератора.

Изготовление ветроколеса.

Ветроколесо (турбина) вертикального ветрогенератора состоит из двух опор верхней и нижней, а также из лопастей.

Ветроколесо изготовляется из листов алюминия или нержавейки, также ветроколесо можно вырезать из тонкостенной бочки. Высота ветроколеса должна быть не менее 1 метра.

В этом ветроколесе угол изгиба лопастей задаёт скорость вращения ротора, чем больше изгиб, тем больше скорость вращения.

Ветроколесо крепится болтами сразу к шкиву генератора.

Для установки вертикального ветрогенератора можно использовать любую мачту, изготовление мачты подробно описано в этой статье.

Схема подключения ветогенератора.

Генератор подключается к контроллеру, тот в свою очередь к аккумулятору. В качестве накопителя энергии практичней использовать автомобильный аккумулятор. Поскольку бытовые приборы работают от переменного тока, нам понадобится инвертор для преобразования постоянного тока 12 V в переменный 220V.

Для подключения используется медный провод сечением до 2,5 квадрата. Схема подключения подробно описана тут.

Как сделать вертикальный ветрогенератор
Вертикальный ветрогенератор своими руками, чертежи, фото, видео ветряка с вертикальной осью.

Источник: sam-stroitel.com

Ветрогенераторы для дома: виды, примерные цены, изготовление своими руками

Неисчерпаемая энергия, которую несут с собой воздушные массы, всегда привлекала внимание людей. Наши прадеды научились запрягать ветер в паруса и колеса ветряных мельниц, после чего он два столетия бесцельно носился по необозримым просторам Земли.

Сегодня для него вновь нашлась полезная работа. Ветрогенератор для частного дома из разряда технических новинок становится реальным фактором нашего быта.

Давайте поближе познакомимся с ветряными электростанциями, оценим условия их рентабельного применения и рассмотрим существующие разновидности. Домашние умельцы получат в нашей статье информацию для размышления по теме самостоятельной сборки ветряка и устройствах, необходимых для его эффективной работы.

Что такое ветрогенератор?

Принцип работы бытовой ветряной электростанции прост: воздушный поток вращает лопасти ротора, насаженного на вал генератора и создает в его обмотках переменный ток. Полученное электричество запасается в аккумуляторах и по мере необходимости расходуется бытовыми приборами. Конечно, это упрощенная схема работы домашнего ветряка. В практическом плане он дополняется устройствами, выполняющими преобразование электричества.

Сразу за генератором в энергоцепочке стоит контроллер. Он преобразует трехфазный переменный ток в постоянный и направляет его на зарядку аккумуляторов. Большинство бытовых приборов не может работать от «постоянки», поэтому за аккумуляторами ставится другое устройство – инвертор. Он выполняет обратную операцию: превращает постоянный ток в бытовой переменный напряжением 220 Вольт. Понятно, что эти преобразования не проходят бесследно и забирают от исходной энергии довольно приличную часть (15-20%).

Если ветряк работает в паре с солнечной батареей или другим генератором электричества (бензиновым, дизельным), то схема дополняется автоматическим выключателем (АВР). При отключении основного источника тока, он активирует резервный.

Для получения максимальной мощности ветряной генератор должен располагаться вдоль ветрового потока. В простых системах реализуется принцип флюгера. Для этого на противоположном конце генератора закрепляется вертикальная лопасть, разворачивающая его навстречу ветру.

В более мощных установках стоит поворотный электромотор, управляемый датчиком направления.

Основные виды ветрогенераторов и их особенности

Существует две разновидности ветрогенераторов:

1. С горизонтальным расположением ротора.
2. С вертикальным ротором.

Первый тип – самый распространенный. Он характеризуется высоким КПД (40-50%), но имеет повышенный уровень шума и вибрации. Кроме этого, для его установки требуется большое свободное пространство (100 метров) или высокая мачта (от 6 метров).

Генераторы с вертикальным ротором энергетически менее эффективны (КПД почти в 3 раза ниже, чем у горизонтальных).

К их преимуществам можно отнести простой монтаж и надежность конструкции. Низкая шумность позволяет ставить вертикальные генераторы на крышах домов и даже на уровне земли. Эти установки не боятся обледенения и ураганов. Они запускаются от слабого ветра (от 1,0-2,0 м/с) в то время, как горизонтальному ветряку нужен воздушный поток средней силы (3,5 м/с и выше). По форме рабочего колеса (ротора) вертикальные ветрогенераторы весьма разнообразны.

Благодаря малой частоте вращения ротора (до 200 об/мин), механический ресурс таких установок существенно превышает показатели горизонтальных ветрогенераторов.

Как рассчитать и подобрать ветрогенератор?

Ветер это не природный газ, качаемый по трубам и не электроэнергия, бесперебойно поступающая по проводам в наш дом. Он капризен и непостоянен. Сегодня ураган срывает крыши и ломает деревья, а завтра сменяется полным штилем. Поэтому перед покупкой или самостоятельным изготовлением ветряка нужно оценить потенциал воздушной энергии в своем районе. Для этого следует определить среднегодовую силу ветра. Эту величину можно узнать в интернете по соответствующему запросу.

Получив вот такую таблицу, находим район своего проживания и смотрим на интенсивность его окраски, сравнивая ее с оценочной шкалой. Если среднегодовая скорость ветра получится меньше 4,0 метров в секунду, то ветряк ставить нет смысла. Он не даст нужного количества энергии.

Если сила ветра достаточна для установки ветряной электростанции, то можно переходить к следующему шагу: подбору мощности генератора.

Если речь идет об автономном энергоснабжении дома, то в расчет берут среднестатистическое потребление электроэнергии 1 семьей. Оно находится в диапазоне от 100 до 300 кВт*ч в месяц. В регионах с низким годовым ветропотенциалом (5-8 м/сек) такое количество электричества способен сгенерировать ветряк мощностью 2-3 кВт. При этом следует учитывать, что зимой средняя скорость ветра выше, поэтому выработка энергии в этот период будет больше, чем летом.

Выбор ветрогенератора. Ориентировочные цены

При сравнении вариантов рекомендуем вам ориентироваться на ветрогенераторы российского производства, а также качественные установки, выпускаемые в Китае. Они существенно дешевле европейских аналогов.

Цены на вертикальные отечественные ветрогенераторы мощностью 1,5-2,0 кВт находятся в диапазоне от 90 до 110 тысяч рублей. Комплектация при такой цене включает только генератор с лопастями, без мачты и дополнительного оборудования (контроллер, инвертор, кабель, аккумуляторы). Полнокомплектная электростанция вместе с монтажом обойдется дороже на 40-60%.

Стоимость более мощных ветроустановок (3-5 кВт) составляет от 350 до 450 тысяч рублей (с дополнительным оборудованием и монтажными работами).

Ветряк своими руками. Забава или реальная экономия?

Скажем сразу, что сделать ветрогенератор своими руками полноценным и эффективным непросто. Грамотный расчет ветрового колеса, передаточного механизма, подбор подходящего по мощности и оборотам генератора – отдельная тема. Мы дадим лишь краткие рекомендации по основным этапам данного процесса.

Автомобильные генераторы и электродвигатели от стиральных машин с прямым приводом для этой цели не подходят. Они способны генерировать энергию от ветрового колеса, но она будет незначительной. Автогенераторам для эффективной работы нужны очень высокие обороты, которые не может развить ветряк.

В моторах для стиралок другая проблема. Там стоят ферритовые магниты, а для ветрогенератора нужны более производительные – ниодимовые. Процесс их самостоятельного монтажа и намотки токоведущих обмоток требует терпения и высокой точности.

Мощность устройства, собранного своими руками, как правило, не превышает 100-200 Ватт.

В последнее время среди самодельщиков пользуются популярностью мотор-колеса для велосипедов и скутеров. С позиций ветроэнергетики это мощные ниодимовые генераторы, оптимально походящие для работы с вертикальными ветровыми колесами и зарядки аккумуляторов. С такого генератора можно снимать до 1 кВт ветровой энергии.

Проще всего изготавливаются парусный и роторный винты. Первый состоит из легких изогнутых трубок, закрепленных на центральной пластине. На каждую трубку натягиваются лопасти из прочной ткани. Большая парусность винта требует шарнирного крепления лопастей, чтобы при урагане они складывались и не деформировались.

Роторная конструкция ветрового колеса используется для вертикальных генераторов. Она проста в изготовлении и надежна в работе.

Самодельные ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения работают от пропеллерного винта. Домашние умельцы собирают его из труб ПВХ диаметром 160-250 мм. Монтаж лопастей выполняется на круглой стальной пластине с посадочным отверстием для вала генератора.

Ветрогенераторы для дома: виды, примерные цены, изготовление своими руками
Что такое ветрогенератор? Схема устройства и принципы работы ветроустановки. Виды и описание ветряков с вертикальной и горизонтальной осью вращения. Цены,

Источник: greensector.ru

Ветрогенераторы в Севастополе

Ветрогенераторы

Интересует такой вид неисчерпаемой энергии, как ветер? Тогда ветрогенераторы – это именно то, что Вам нужно! На нашем сайте Вы всегда найдете самую актуальную информацию о ветроэлектрических установках всех ценовых категорий, описание их видов, технические характеристики и другую информацию.

Ветрогенератор («ветряк » или ветроэлектрическая установка ВЭУ) – это механизм, преобразующий кинетическую энергию ветра в механическую энергию вращения лопастей, в результате чего образуется электрическая энергия. В настоящее время данные установки приобретают все большую популярность, так как они относятся к альтернативным неисчерпаемым источникам энергии.

Кроме того, ветрогенераторы успешно вписываются в любой ландшафт, что используется многими креативными дизайнерами.

Работа ветрогенераторов зависит только от силы ветра, поэтому такой механизм является безопасным, а способ получения энергии – безотходным. Единственным важным условием использования такого оборудования является наличие высокого уровня ветрового потока.

Устройство ветрогенератора

Классификация ветрогенераторов

Современные ветроэлектрические установки можно разделить на: промышленные, для частного использования (бытовые).
Промышленные ветрогенераторы используются в крупных энергетических компаниях. Объединив несколько ВЭУ в одну сеть, можно получить ветряную электростанцию, которая обеспечит достаточно высокий объем производимой энергии. Мощность одного ветрогенератора может достигать 5-6мВт.

Бытовые ветряные генераторы предназначены для частного пользования, т.е. для удовлетворения нужд конкретного владельца установки. Мощность такого аппарата может достигнуть лишь 10-15 кВт .

Основные виды ветрогенераторов, используемых

По типу подсоединения к сети электропитания:

• ветряные генераторы сетевые
• автономные ветрогенераторы (работающие самостоятельно)

Суть работы сетевой установки состоит в том, чтобы передавать энергию, полученную от ветра, в общую линию энергопередач, что позволяет значительно сэкономить при оплате счетов за электричество.
Автономные ветрогенераторы накапливают произведенную энергию в аккумуляторных батареях, которую можно использовать по мере необходимости. Такие установки независимы от обычных сетей электропитания.

Важным отличием этих видов оборудования является то, что для использования сетевых ветряных генераторов необходимо получить специальное разрешение от государства , собрав огромное множество всевозможных справок и документов, а эксплуатация автономных устройств не требует никаких разрешительных документов , так как такие аппараты устанавливаются на территории владельца и снабжают электроэнергией только лично его .
Современные автономные ветрогенераторы способны обеспечивать электрической энергией даже в безветренную погоду в течение двух дней.

По функциям:

• Стационарные (способны обеспечить электричеством жилой дом или небольшой коммерческий объект)

Мобильные (популярны во время путешествий, так как позволяют подзарядить автомобильные аккумуляторы и разнообразные электроприборы)

Ветрогенераторы в Севастополе
Ветрогенераторы в Севастополе Ветрогенераторы Интересует такой вид неисчерпаемой энергии, как ветер? Тогда ветрогенераторы – это именно то, что Вам нужно! На нашем сайте Вы всегда найдете

Источник: www.sevasyopol.build2last.ru

Альтернативная энергия Альтернативная энергетика, возобновляемые источники энергии, энергетические ресурсы планеты.

Горизонтально-осевые ВЭУ (горизонтальные ветрогенераторы), в зависимости от количества лопастей можно разделить на одно-, двух-, трех- и многолопастные. Основным недостатком горизонтально-осевых ветрогенераторов является необходимость ориентации ротора на ветер, что требует внедрения дополнительных механизмов или способов ориентации. Основным достоинством ветрогенераторов с горизонтальным ротором является их более высокая эффективность работы, за счет меньшего разброса углов атаки на рабочих режимах, а так же, за счет возможности у отдельных ВЭУ управлять углом установки лопастей. Ветроагрегаты горизонтально-осевых ВЭУ, по сравнению с вертикально-осевыми, имеют более низкие массогабаритные параметры, при прочих равных условиях.

Однолопастные ветрогенераторы
Однолопастные ветрогенераторы имеют одну лопасть и противовес, выполняющий роль балансирующего механизма. Достоинством однолопастных роторов, по сравнению с многолопастными, является их более высокая скорость вращения за счет более низкого момента инерции. Это позволяет использовать в их схеме прямоприводные синхронные электрогенераторы, рассчитанные на более высокие обороты вращения, и как следствие, имеющие меньшие массогабаритные размеры. Кроме этого, ротор этой конструкции имеет более низкую стоимость за счет уменьшения числа лопастей. В настоящее время выпускаются однолопастные ВЭУ мощностью до 10 кВт, с диаметром ротора до 7 м, см. рисунок 1, предлагаемые компанией ООО «Электроветер», Россия.

Двухлопастные ветрогенераторы
В сравнении с ВЭУ с количеством лопастей три и более, двухлопастные имеют те же преимущества, что и однолопастные. Еще одним безусловным достоинством этих ветрогенераторов является уравновешенность ротора при любом угловом положении лопастей, за счет четного их количества. Это их достоинство нашло применение в самоподъемных ветрогенераторах малого и среднего диапазона мощностей. При подъеме с земли или опускании на землю самоподъемных двухлопастных ветрогенераторов, плоскость их ротора, при любом угловом положении лопастей будет стремиться занять горизонтальное положение, что значительно упрощает технологию процесса подъема или опускания этих ВЭУ. Примером самоподъемной двухлопастной ветроустановки является Gev MP, номинальной мощностью 275 кВт, французской фирмы Vergnet S.A. (рисунок 2).

Трехлопастные ветрогенераторы
Трехлопастные горизонтально-осевые ВЭУ являются наиболее распространенными из предлагаемых на рынке ветряков. Их номинальная мощность составляет от нескольких ватт до 7 МВт. Все ветроэнергетическое оборудование большой мощности (от 500 кВт и выше) представляют трехлопастные горизонтально-осевые ветрогенераторы. На сегодняшний день, ветроустановкой, имеющей самую большую номинальную мощность, является трехлопастная Enercon E-126, номинальной мощностью 7 МВт.

Многолопастные ветрогенераторы
Многолопастные ВЭУ (рисунок 4) имеют большое количество лопастей, которое у некоторых моделей может достигать 50 единиц. Ротор этих ветрогенераторов имеет большой момент инерции, вследствие чего, имеет более низкие скорости вращения, но при этом, развивает более высокий крутящий момент. Эта их особенность является достоинством при работе в ветронасосных системах, именно в этой области промышленного применения они заняли нишу.

Альтернативная энергия Альтернативная энергетика, возобновляемые источники энергии, энергетические ресурсы планеты
Ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения: одно-, двух-, трех- и многолопастные. Горизонтальные ветрогенераторы разных типов.

Источник: alternativenergy.ru