Генератор для вітряка своїми руками

Найбільш поширеним варіантом застосування вітряків є вироблення електроенергії. Здається, що може бути простіше, ніж зробити вітряк , Насадити на нього вісь електрогенератора і готово! Можна користуватися електрикою! Найбільш поширеним варіантом застосування вітряків є вироблення електроенергії

Але не все так просто. Розглянемо, чому.

Все вітряні установки або вітряки приводяться в дію, тобто починають обертатися за допомогою сили вітру . Від потужності потоку вітру залежить те, яка кількість енергії ми зможемо отримати від генератора.

Наступною найважливішою характеристикою вітряної установки є КВЕВ - коефіцієнт використання енергії вітру. У найкращих зразків вітряків даний показник становить 40-50% (хоча зустрічаються твердження про 60-80% КВЕВ, що є перебільшенням продавців даних моделей). Тому в дійсності можна розраховувати на те, що вітряк буде застосовувати тільки 25-30%, при тому, що розрахункову потужність вітряка потрібно ділити на 3-4. Це те, що можна дійсно отримати від вітроустановки за умови застосування ідеального електрогенератора.

Про потужність вітряка. Багато хто може не повірити, і це насправді виглядає парадоксально, але потужність вітряка (крім швидкості вітру) залежить від його площі . Її також називають «площа ометанія». Існує багато практичних підтверджень і математичних доказів, але потужність вітряка, що має одну лопать (яка описує коло діаметром D), і вітряної установки з 6 лопатями цього ж діаметру однакова! У це можна вірити або не вірити, але це так!

Справа в тому, що лопаті для вітру є не окремими «дощечками», і він тисне не на кожну по черзі, а як диск, коло. Тому важливо не кількість лопатей, а їх площа. При розкручуванні лопаті вітряка, вітер надає їй швидкість. Поряд з кутовий швидкістю обертання, у лопаті є ще лінійна швидкість. А значить, так як вона крутиться не в вакуумі, то вона зустрічає опір повітря, яке збільшується пропорційно швидкості в кубі. Тим більше що лопать є не плоскою дощечкою, а свого роду аеродинамічним профілем, який має певну товщину і кут повороту. І при обертанні даний профіль «натикається» на повітря простору між лопатями.

Виходить, що чим більшу потужність потоку ми бажаємо отримати, збільшуючи кількість лопатей, тим більший повітряний опір їм доводиться випробовувати при обертанні. У підсумку - що зазначено вище - потужність вітряної установки залежить не від кількості лопатей, а від площі ометанія.

Ми підійшли до наступної важливої ​​характеристики вітряка - швидкохідності - це величина, яка показує, наскільки лінійна швидкість лопаті більше швидкості вітру.

Наприклад, якщо нам відомо, що бистроходность вітряка дорівнює 7, то це означає, що на кінчику його лопаті лінійна швидкість в 7 разів вище за швидкість вітру. І в разі, коли швидкість вітру дорівнює 10 м / с, кінчик його лопаті пересувається по повітрю зі швидкістю 70 м / с, тобто 250 км / год! Тому настійно рекомендуємо не намагатися зупинити лопать руками. Їх зріже як бритвою.

такі вітряки шумлять як пилососи , Тому що постійно нарізають повітря своїми лопатями, створюючи звукові хвилі.

Проблему шуму адресують в вертикальних вітряки , Тому що зазвичай бистроходность вертикальних вітряків нижче горизонтальних.

Ми ще повернемося до швидкохідності вітряка і її розрахунку, а зараз подивимося, чим вона важлива для вироблення електричної енергії.

На Русі здавна повелося добувати електроенергію за допомогою спеціальних пристроїв - генераторів. Існує багато конструкцій генераторів, але в плані використання їх з вітряками нас цікавлять електрогенератори, які виробляють електроенергію в процесі обертання. Насправді, хто добра від добра шукає. Вітряк надає обертання, його і потрібно використовувати.

В ході будівництва вітряка майстер обов'язково стикається з тим, що генераторів, призначених для вітряка, взагалі-то НІ. У природі вони, звичайно, є, їх навіть випускають серійно. Але придбати їх досить складно і по можливості, і за ціною. Це занадто специфічна річ, саме тому їх так мало і вони такі дорогі. Тому доводиться або виготовляти генератор для вітряка самостійно або пристосовувати те, що є.

А що ми можемо використовувати? Вибір не багатий. Це двигуни з постійними магнітами, автомобільні генератори, крокові двигуни, генератори від зношених бензогенераторов, асинхронні двигуни. Іншими словами, майже будь-які електродвигуни. Відповідно до теорії, будь-яка електрична машина оборотна. Тобто будь-який електричний двигун в певних умовах може працювати як генератор з певною ефективністю, серйозністю і ціною переробки.

Чому не можна застосовувати просто те, що є? Тому що воно все - морські й! Знак оклику не означає нічого хорошого. Крім, хіба що, крокових двигунів. Вони тихохідні за визначенням. Всі інші двигуни-генератори працюють на 1000 оборотах на хвилину і більше (15-20 об / секунду).

Щоб отримати зворотний ефект - генерацію електроструму, їм необхідно надати відповідні обороти. Наприклад, найдешевший і доступний варіант, як здається, пристойного генератора в 0,5 КВт - автомобільного, стикається з цифрою в 2-3 тис. Об / хв.

Навіть на холостих обертах двигун машини тримає обертання на швидкості 800 об / хв. Також додається мультиплікація шківів генератора і двигуна як мінімум 1: 2. Генератор крутиться спочатку на 1500 об / хв. А якщо піддати газу і «відкрутити» мотор до 3-4 тис. (Звичайна ситуація) - то генератор видасть свої півкіловата. На 5-8 тис. Об / хв.

Аналогічно і з іншими моторами. Що не візьми - годі й шукати нічого менше 1000 об / хвилину.

Повернемося до швидкохідності вітряка і перерахуємо даний параметр, враховуючи швидкість вітру, розміри вітряної установки, і виявимо, що обороти вала вітряка недостатньо великі. У найбільш швидкохідних вітряків і при оптимальному вітрі - 200-400 об / хвилину!

Поставимо мультиплікатор, скажуть багато, і обороти підвищаться в 5-10 разів! (Те, що підвищує обороти - це мультиплікатор, а то, що знижує - це редуктор). Справедливості заради скажемо - так і робиться зазвичай. Але тільки на потужних великих вітряки. На вітряки, потужність яких менше 500 Ватт, мультиплікатори є розкішшю. Якісний і надійний обслуговуються мультиплікатор з невеликими втратами - дороге задоволення. І ціна його переноситься на вартість електрики, що виробляється. Тому використання мультиплікатора в «домашньому» вітряк ніяк необгрунтовано. Якщо, звичайно, він не дістався якимось чином безкоштовно.

З низькооборотних генераторів в нашому розпорядженні є лише крокові двигуни. Кроковий двигун - це двигун, що обертає свій вал на певний кут (крок) при подачі імпульсу напруги на його обмотки. У таких моторів зазвичай кілька обмоток, а їх ротор просто напханий магнітами. Цей вигідний факт і дає можливість застосовувати крокові двигуни в якості генератора вітряка. В результаті додання валу крокового двигуна обертання ззовні, він приступає до вироблення електрики, причому досить ефективно.

«Обчислити» кроковий двигун легко. При обертанні вала його обертання не плавно, а як би поштовхами. Даний ефект має назву «залипання». Якщо закоротити всі висновки такого двигуна, то обертання валу помітно ускладниться. Це означає, що кроковий мотор вже виробляє електрику. Це загальновідомий метод перевірки двигунів постійного струму «на вошивість». Якщо в момент закорочення висновків стало важче обертати вал мотора, то електромотор в світлі застосування його як електрогенератора небезнадійний і можна сміливо знімати його характеристики.

Дістати кроковий електромотор невеликої потужності легко. Будь-принтер, який продається на інтернет-аукціонах за 100-300 рублів, має мінімум 2 таких двигуна. Один рухав голівку, другий - папір. Сканер і старі дисководи на 5,25 дюйма - по 1. Це цілком хороша новина. Погана новина полягає в тому, що легко дістати тільки крокові двигуни зовсім малої потужності! 1-2-3 Ватта. Дістати кроковий двигун мінімум на 30-50 Ватт - рідкісна удача, якщо це вийшло, то можна вважати, що у вас в кишені відмінний генератор для вітряка.

Як можна використовувати кроковий двигун на 2 Ватта? Наприклад, можна з його допомогою заряджати акумулятор плеєра, мобільника і т.п. Цієї потужності буде достатньо. Потрібно 10-20 Ватт? Встановіть 10 таких двигунів. Вони стоять зовсім недорого.

А якщо вам потрібно отримати з вітряка 200-300 Ватт, при цьому бажано дешевше (пам'ятаємо про співвідношення витрати / віддача), то доведеться зробити генератор самому. Це складно, але цілком можливо.

А що ми можемо використовувати?
Чому не можна застосовувати просто те, що є?
Як можна використовувати кроковий двигун на 2 Ватта?
Потрібно 10-20 Ватт?
© 2008 — 2012 offroad.net.ua . All rights reserved. by nucleart.net 2008