Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Ветрогенератор своими руками

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 231 RSS
←   Август 2009   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://svoy-vetrogenerator.ru
Открыта: 28-06-2009

Автор
Юрий Колесник

Статистика

231 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Ветрогенератор своими руками


   Здравствуйте уважаемые читатели с Вами Юрий Колесник и моя рассылка Ветрогенератор своими руками.

. Хотите прямо сейчас

 

получить подробное описание ветрогенератора, который можно сделать

 

своими руками. Чертежи, подробные инструкции и фотографии можно

 

получить по адресу  http://energi.ucoz.ru

 

 Сегодня мы продолжаем тему, о недостатках и преимуществах энергии ветра.

ПРИНЦИПЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ВЕТРА И РАБОТЫ ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ

Воздушный поток, как и любое движущееся тело, обладает энергией движения, или запасом кинетической энергии. Последняя с помощью ветроколеса или другого рабочего органа преобразуется в механическую энергию. В зависимости от назначения ветроустановки механическая энер-гия с помощью исполнительных механизмов (генератора, компрессора, электролизера и т.д.) может быть преобразована в электрическую, тепло-вую или механическую энергию, а также в энергию сжатого воздуха. Согласно (3.7) -- (3.9) секундная кинетическая энергия Е воздушного потока с площадью поперечного сечения F, имеющего массу т, плот-яость р и скорость v, равна pFv3/2. Замечая, что F - ПR2, и сделав соот-ветствующие подстановки, получим, Н*м/с,

 Карусельный ветродвигатель-шторка

Модель карусельного ветродвигателя с поворачивающимися лопастями

1 - вертикальная ось; 2 - горизонтальные планки; 3 - поворачивающиеся лопасти; 4 -ось лопасти

Следовательно, секундная энергия, или мощность воздушного потока, пропорциональна его плотности, плошали поперечного сечения и кубу скорости.

Часть полной энергии потока, воспринятой ветроколесом, которую вет-родвигатель преобразует в механическую энергию, оценивается коэффи-циентом использования энергии ветра

который зависит от типа ветродвигателя и режима его работы.

Секундная работа или мощность, Н-м/с, развиваемая ветроколесом, оп-ределяется по формуле

Р= pv3F

Так как плотность воздуха очень мала (в 800 раз меньше плотности воды), то для получения относительно больших мощностей приходится применять ветродвигатели со значительной поверхностью ветроколеса. Постоянные изменения скорости v приводят к тому, что мощность, раз-виваемая двигателем, изменяется в очень больших пределах: от нуля во время штиля до величины, в десятки раз превосходящей установленную мощность, на которую рассчитывают ветродвигатель при расчетной ско-рости ветра. Для преобразования кинетической энергии воздушного потока в меха-ническую энергию могут быть использованы ветродвигатели различных типов. Первыми (примерно в XVIII в. до н.э.) появились, по-видимому в Персии и Китае, двигатели с вертикальной осью вращения, как наиболее простые. Они получили название карусельных. Чтобы получить вращаю-щий момент на оси, лопасти, движущиеся навстречу ветру, должны быть прикрыты шторкой  или поворачиваться ребром к потоку . Для этого они укрепляются на оси с помощью шарниров и на активном участке пути (в зоне А) фиксируются в нужном положении специальными устройствами (упорами).

 Роторный ветродвигатель
 Барабанный ветродвигатель

Разновидностью двигателей карусельного типа являются роторные двигатели, у которых рабочие поверхности выполнены не плоскими, а криволинейными . Поэтому давление на них при движении по направлению действия потока и против него разное, что и обусловлива-ет возникновение вращающего момента. Двигатели с плоскими рабочи-ми поверхностями, вращающимися относительно горизонтальной оси, получили название барабанных.

Все перечисленные типы двигателей работают в результате наличия разности сил лобового давления, образуемых относительно оси враще-ния. При этом нетрудно показать, что наибольшую мощность двигатель развивает в том случае, когда рабочая плоскость, воспринимающая давле-ние ветра, движется по направлению потока со скоростью, примерно рав-ной 1/3 его скорости. Большинство из указанных типов двигателей имеет весьма простую конструкцию, но тем не менее они не нашли широкого распространения из-за своей тихоходности, громоздкости, малого значе-ния коэффициента использования энергии ветра ij (в лучших условиях он не превышает 0,18), больших трудностей, возникающих при необходи-мости оборудования их системами автоматического регулирования разви-ваемой мощности и частоты вращения.

В последние годы в ряде зарубежных стран (США, Канаде, Аргентине, Великобритании и др.) большое внимание привлекли к себе ветродвига-тели с вертикальной осью вращения, предложенные в 30-х годах фран-цузским изобретателем Дарье. Этот ветродвигатель отличает-ся тем, что его ветроприемное устройство -- ротор состоит из двух-четы-рех изогнутых лопастей, имеющих в поперечном сечении аэродинамичес-кий профиль. Лопасти, закрепленные в точках А и Б на оси вращения, изогнуты так, что образуют пространственную конструкцию, вращаю-щуюся под действием подъемной силы, возникающей на лопастях от ветрового потока. Это позволяет повысить величину ? до 0,3--0,32. Пре-имуществами такого ветродвигателя являются его меньший относитель-ный вес на единицу мощности, чем у других типов двигателей с верти-

 Ветродвигатель (ротор) системы Дарье:

1 - лопасти; 2 - вал; 3 - растяжки; 4 - опора; 5 - привод

кальной осью вращения, большая быстроходность. Кроме того, в отли-чие от двигателей с горизонтальной осью система Дарье не нуждается в механизме ориентации по направлению ветрового потока.

Более совершенными двигателями являются так называемые крыль-чатые ветродвигатели с горизонтальной осью вращения ветроколеса, ра-бочий момент на котором создается за счет аэродинамических сил, воз-никающих на лопастях, которые в простейших конструкциях представ-ляют собой плоскости. В современных агрегатах применяют лопасти, имеющие специальный аэродинамический профиль. Они появились при-мерно в IV--III в. до н. э. в Александрии .

. Принципиальная схема ветродвигателя крыльчатого типа с горизонтальной осью вращения:

 Принцип работы ветроколеса:

а - подъемная сила крыла Ру; б - план скоростей воздушного потока и сил, действующих на лопасть

Такие ветродвигатели более быстроходные, имеют меньшую относительную массу, снабжены устройствами, автоматически регулирующими развиваемую мощность, ограничивающими частоту вращения и ориентирующими ось вращения ветроколеса по направлению вектора скорости потока. Коэф-фициент использования энергии ветра у них примерно в 3 раза выше, чем у двигателей карусельного, роторного и барабанного типов.

В большинстве стран производят и применяют только крыльчатые вет-родвигатели. Двигатели других типов изготовляют обычно кустарным пу-тем или производят в очень небольших количествах. Поэтому в дальней-шем мы будем рассматривать только агрегаты и установки с двигателями крыльчатого типа. Основным рабочим органом такого двигателя являет-ся ветроколесо с лопастями, расположенными по радиусам и под некото-рым углом tp к плоскости вращения. Число лопастей может быть различ-ным и зависит от назначения двигателя. При обтекании воздушным пото-ком крыла под ним создается зона повышенного давления, а над ним, напротив, пониженного. Это обусловливает возникновение подъемной силы Pv, которая создает вращающий момент на ветроколесе

Электрические зарядные ветроагрегаты, предназначенные для зарядки аккумуляторов с целью освещения жилищ чабанов, полевых станов, юрт оленеводов, палаток и домиков различных экспедиций, а также для пита-ния сигнальных устройств, радиоузлов, приемников и телевизоров, обыч-но имеют мощность 1 кВт и используются в неэлектрифицированных, удаленных от линий электропередачи и малонаселенных районах, где vv > 3,5 м/с. Агрегаты мощностью от 50 Вт до 1,5 кВт применяют также в качестве энергоустановок для питания устройств катодной защиты ма-гистральных нефте- и' газопроводов, морских эстакад, питания автома-тических метеостанций и опреснительных установок индивидуального пользования. Агрегаты снабжены аккумуляторными батареями низкого напряжения (6--24 В), которые работают в буферном режиме.

Агрегат АВЭУ-2 (прежняя марка -- АВЭС-0,1) имеет следующие узлы: ветроколесо 1 диаметром 2 м, головка 2, хвост 3, стойка 4 и электрический щиток с аккумуляторной батареей. Стойка головки при-креплена к опорному столбу 5 и растяжками 6, на котором укреплен ры-чаг ручного управления, с помощью которого, тормозя вал генератора, останавливают агрегат.

Ветроколесо  металлические лопасти, поворачивающиеся в подшипниках втулки, закрепленной- на валу генератора. Центробежный регулятор работает по такому же принципу, как 'и агрегат «Беркут». В зависимости от скорости ветра и величины нагрузки частота вращения изменяется в диапазоне от 100 до 800 об/мин.

На стойке, несущей ферму с хвостовым оперением, закреплен генера-тор с возбуждением от постоянных магнитов. В нем расположены трех-фазная неподвижная статорная обмотка и ротор в виде восьмиполюсного постоянного магнита. Они размещены в корпусе из алюминиевого сплава. В зависимости от способа соединения обмоток генератор вырабатывает ток напряжением 26 или 15 В.

Генератор соединен с электрическим щитком трехжильным кабелем, пропущенным сквозь трубу стойки, которая может поворачиваться в

 

Скорость ветра, м/с

 

Показатели ----------------------------------

4 5 6 7 8 и выше

 

Мощность, кВт 0,8 1,6 4,5 7,8 12 Qnpи H#Ј=50M- 5,9 11,3 14,1 16

Q при H #2 = 100 м - 4,6 9,7 12 15

 

 

 

Таблица 1

Полезная мощность и подача агрегата «Сокол», м3/чупорном шарикоподшипнике и направляющей втулке. Щиток имеет один-два селеновых выпрямителя, собранных по трехфазной двухполу-периодной схеме, амперметр для контроля работы агрегата, выключатели, предохранитель и зажимы для присоединения нагрузки к аккумулятор-ной батарее . Транзисторный преобразователь используется для питания телевизора.

 Электрическая схема агрегата АВЭУ-2:

/ - ветроэлектроагрегат; 2 -- электрощит; 3 - преобразователь; 4 - телевизор; 5 - радиоприемник; 6 - аккумуляторные батареи; 7 - электрическое освещение

 Электрический агрегат Д-4 для зарядки аккумуляторных батарей

Для предохранения батарей от перезаряда и выкипания электролита предусмотрена релейная автоматика, которая подключа-ет к генератору дополнительную нагрузку при достижении напряжения аккумулятора 15 В и избытке мощности. Этим снижаются напряжение и ток заряда до 0,5 - 1 А.

Агрегат работает с аккумуляторными батареями 6СТ-128 или ЗСТ-84 напряжением 6,12 или 24 В.

Агрегат Д-4 представляет интерес как пример весьма прос-того по конструкции и устойчивого в работе устройства для получения электрической энергии. Он имеет ветроколесо с регулятором частоты вра-щения, редуктор, генератор, опору с хвостом, опорный столб с растяж-ками и рычагом механизма ручного пуска и останова, а также электри-ческий щиток. Простейший по конструкции редуктор и генератор постоян-ного тока мощностью 750 Вт составляют головку Колесо и ре-гулятор по принципу действия такие же, как у агрегата «Беркут».

 

До свидания с Вами был Юрий Колесник рассылка Ветрогенератор своим руками.

 

Пишите мне на адрес  Uriy.Kolesnik@mail.ru

 
В избранное