Опис і характеристики різних типів вітрогенераторів, їх сильні і слабкі сторони і застосування в різних областях.

Розрахунок

Якщо відома середня швидкість вітру, то маніпулюючи величинами діаметра гвинта або його площі, можна вивести відповідну потужність установки, яка необхідна.

Р \u003d 2D * 3V / 7000, кВт, де
P - потужність;
D - діаметр гвинта в м;
V - швидкість вітру в м / сек.

Дана формула розрахунку ефективності вітрогенератора справедлива виключно для крильчатого - горизонтального типу.

види

На даний момент в серійному виробництві існує 2 види вітрогенераторів:

Але вони мають серйозний недолік - тихохідність. Для його подолання застосовують підвищують редуктори, що трохи знижує ККД.

переваги:

Велика швидкість обертання, це дозволяє з'єднуватися з генератором, що збільшує ККД;
Простота виготовлення;
Велика розмаїтість моделей.

недоліки:

Високий рівень шумового і ультразвукового забруднення. Це може бути небезпечно для здоров'я людей. Тому що генерують промислові потужності розташовують в безлюдних місцях;
Необхідність застосовувати стабілізатор і пристрої наведення на потік вітру;
Швидкість обертання знаходиться в зворотній пропорції до кількості лопатей, тому в промислових моделях рідко використовують більше трьох лопатей.

Роботи з подолання останнього недоліку ведуться вже досить давно. Було розроблено і випущено кілька невеликих моделей вітрогенераторів. Їх ККД досить високий для свого класу потужності, через оригінального будови лопаті.

Площа опору вітрі в такій моделі мінімальна, вона може працювати при силі вітру і 2 м / с і видавати при цьому 30 Вт. Але з огляду на, що на тертя і інші втрати, в моделях такого класу, йде до 40% енергії, що залишилися 18 Вт не вистачить навіть на освітлення однією лампочкою. Для використання на дачі або в приватному будинку потрібно, щось серйозніше.

вибір моделі

Вартість комплекту вітрогенератора, інвертора, щогли, Шавро - шафи автоматичного включення резерву, безпосередньо залежить від потужності і ККД.

Максимальна потужність кВт	Діаметр ротора м	Висота щогли	Номінальна швидкість м / с	напруга
0,55	2,5	6	8	24
2,6	3,2	9	9	120
6,5	6,4	12	10	240
11,2	8	12	10	240
22	10	18	12	360

Як бачимо для повного або часткового забезпечення садиби електрикою необхідні генератори великої потужності, встановити які самостійно досить проблематично. У будь-якому випадку високі капітальні вкладення і необхідність виконання робіт по монтажу щогли за допомогою спецтехніки істотно знижують популярність вітрових енергетичних систем для приватного використання.

Існують переносні вітрогенератори малої потужності, які можна взяти з собою в подорож. Ці моделі компактні швидко монтуються на місцевості, не вимагають особливого догляду, і дають достатньо енергії, для комфортного проведення часу на природі.

І хоч максимальна потужність такої моделі всього 450 Вт, цього достатньо для освітлення всього кемпінгу і дає можливість використовувати побутові електроприлади далеко від цивілізації.

Для середніх і малих підприємств установка декількох генеруючих вітрових станцій могла б дати істотну економію в енерговитратах. Безліч європейських фірм займаються виробництвом продукції такого типу.

Це складні інженерні системи, що вимагають профілактики і обслуговування, але їх номінальна потужність така, що може перекрити потреби всього виробництва. Для прикладу в Техасі на найбільшій вітроелектростанції в США всього 420 таких генераторів виробляють за рік 735 мегават.

новітні розробки

Прогрес не стоїть на місці, і нові розробки піднімають ефективність вітрогенераторів на нову висоту, в буквальному сенсі. Однією з найбільш трудомістких частин при створенні вітрової електростанції був монтаж наземних систем: щогли, генератора, ротора, лопатей. На малих висотах, біля землі вітрові потоки не постійні, а підйом генеруючих потужностей на велику висоту, робить щоглу занадто складною і дорогою конструкцією.

Тепер цього можна уникнути. Компанія Makani Power розробила літаючий вітрогенератор - крило, запустивши який на велику висоту 550 м, можна отримати до 1 МВт електроенергії в рік.

типи вітрогенераторів

Вітряки можна розрізняти по:
- кількості лопатей;
- типу матеріалів лопатей;
- вертикальному або горизонтальному розташуванню осі установки;
- шаговому варіанту лопатей.

По конструкції вітрогенератори діляться за кількістю лопатей, одне, двухлопастні, трилопатеві і багатолопатеву. Наявність великої кількості лопатей дозволяє обертати їх дуже малому вітрі. Конструкцію лопатей можна розділити на жорстку і вітрильну. Вітрильні вітряки дешевше інших, але потребують частого ремонту.

Один з видів вітрогенераторів - горизонтальний

Вітрогенератор вертикального виконання починають обертатися при малому вітрі. Їм не потрібен флюгер. Однак по потужності вони поступаються вітрякам з горизонтальною віссю. Крок лопатей вітрогенераторів може бути фіксованим або змінним. Змінний крок лопатей дає можливість збільшувати швидкість обертання. Ці вітряки дорожче. Конструкції вітряка з фіксованим кроком надійні і прості.

вертикальний генератор

Ці вітряки менш затратні в обслуговуванні, так як встановлюються на невеликій висоті. Також вони мають менше рухомих частин, легше в ремонті і виробництві. Такий варіант установки неважко виготовити своїми руками.

Вітрогенератор вертикального виконання

Конструкція вітрогенератора з оптимальними лопатями і своєрідним ротором дає високий ККД і не залежить від напрямку вітру. Вітрогенератори вертикальної конструкції безшумні. Вертикальний вітрогенератор має кілька типів виконання.

ортогональні вітрогенератори

ортогональний вітрогенератор

Такі вітряки мають кілька паралельних лопатей, які встановлюються на відстані від вертикальної осі. На роботу ортогональних вітряків не впливає напрямок вітру. Встановлюються вони на рівні землі, що полегшує монтаж і експлуатацію установки.

Вітрогенератори на основі ротора Савоніуса

Лопаті цієї установки є особливими півциліндри, які створюють високий крутний момент. З недоліків цих вітряків можна виділити велику матеріаломісткість і не високу ефективність. Для отримання високого крутного моменту з ротором Савоніуса встановлюють ще ротор Дарині.

Вітряки з ротором Дарії

Поряд з ротором Дарії ці установки мають ряд пар лопатей з оригінальною конструкцією для поліпшення аеродинаміки. Перевагою цих установок є можливість їх монтажу на рівні землі.

Гелікоїдний вітрогенератори.

Вони являють собою модифікацію ортогональних роторів з особливою конфігурацією лопатей, що дає рівномірне обертання ротора. За рахунок зниження навантаження на елементи ротора термін їх служби збільшується.

Вітрогенератори на основі ротора Дарині

Багатолопатеву вітрові установки

Багатолопатеву вітрові генератори

Вітряки такого типу являють собою змінений варіант ортогональних роторів. Лопаті на цих установках встановлюються в кілька рядів. Привертає вітрової потік на лопаті перший ряд нерухомих лопатей.

вітрильний вітрогенератор

Основна перевага такої установки - це здатність працювати при невеликому вітрі від 0,5 м / с. Вітрильний вітрогенератор встановлюється в будь-якому місці, на будь-якій висоті.

вітрильний вітрогенератор

З переваг можна виділити: маленьку швидкість вітру, швидкість реакції на вітер, легкість конструкції, доступність матеріалу, ремонтопридатність, можливість виготовити вітряк своїми руками. Недолік - це можливість поломки при сильному вітрі.

вітрогенератор горизонтальний

Ці установки можуть мати різну кількість лопатей. Для роботи вітрогенератора важливо вибрати правильний напрямок вітру. Ефективність роботи установки досягається невеликим кутом атаки лопатей і можливості їх регулювання. У таких вітрогенераторів невеликі габарити і вага.

Електрика сьогодні вважається чимось буденним, адже воно є в кожному будинку. І ніхто не замислюється, звідки воно береться. Електрика в основній масі виробляється електростанціями, що працюють на нафті, природному газі, ядерному паливі або вугіллі. Ці традиційні джерела представляють певну небезпеку для навколишнього середовища, внаслідок чого все більша увага приділяється альтернативним видам енергії. До останніх можна віднести вітрогенератори, яким для вироблення електрики потрібен лише вітер.

Пристрій

Конструктивно вітрогенератори в більшості випадків передбачають наявність таких елементів:

Лопаті турбіни (пропелер).
Турбіна (обертається частина).
Електрогенератор.
Ось електрогенератора.
Інвертор, що перетворює змінний струм в постійний, для можливості зарядки батареї.
Механізм обертання лопатей.
Механізм обертання турбіни.
Щогла.
Контролер обертання (анемометр).
Демпфер.
Датчик вітру і Анемоскоп.
Хвостовик анемоскопа.
Гондола і ряд інших елементів.

Залежно від виду вітрогенератора конструкція і входять до нього елементи можуть різнитися. Наприклад, промислові пристрої також передбачають наявність системи блискавкозахисту, силової шафи, поворотного механізму, надійного фундаменту, системи пожежогасіння, системи зміни кута атаки лопаті, телекомунікаційної системи для передачі інформації про роботу вітрогенератора і так далі.

Принцип дії

Вітрогенератор представляє пристрій, що перетворює енергії вітру в електричну енергію. Прабатьками сучасних видів вітрогенераторів є вітряні млини, які застосовувалися для отримання борошна з зерен. І принцип їх роботи змінився ненабагато: лопаті обертають вал, який передає необхідну енергію на інші елементи.

Вітер обертає лопаті, передаючи крутний момент через редуктор на вал генератора.
При обертанні ротора утворюється трифазний змінний струм.
Отриманий струм направляється на акумуляторну батарею через контролер. Акумулятори застосовують для створення стабільності роботи вітрогенератора. Генератор заряджає акумулятори при наявності вітру. При його відсутності завжди можна взяти енергію з акумулятора, щоб споживач не припиняв отримувати електрику.
З метою захисту від ураганів в вітрогенератори застосовується система з відведенням вітроколеса від вітру за допомогою складання хвоста, або гальмування вітроколеса електрогальмами.
Для зарядки акумуляторів ставиться контролер між вітряком і АКБ. Він відстежує зарядку АКБ, щоб не зіпсувати акумулятори. При необхідності він може скидати зайву енергію на певний баласт, наприклад, великий резистор або тени для опалення.
В акумуляторах є лише постійне низька напруга рядності 12/24/48 вольт. Однак споживачеві потрібна напруга в 220 вольт, саме тому ставиться інвертор. Цей пристрій перетворює постійну напругу в змінну, створюючи напругу в 220 вольт. Природно, що можна обійтися і без інвентора, але доведеться використовувати електричні прилади, спеціально розраховані на низьку напругу.
Перетворений ток направляється споживачу, щоб живити опалювальні батареї, освітлення, телевізор та інші пристрої.

У промислових вітряки можуть застосовуватися і інші елементи, які забезпечують автономну роботу пристрою.

Типи і види вітрогенераторів

Класифікувати вітряки можна за матеріалами, кількості лопатей, кроку гвинта і осі обертання.

Виділяють два основних типи вітрогенераторів по осі обертання:

З горизонтальною віссю круглого обертання, тобто крильчасті.
З вертикальною віссю обертання, тобто «лопатеві» ортогональні, «карусельні».

Горизонтальні класичні вітрогенератори мають пропелер (в більшості випадків трилопатевої), а вертикальні вітряки мають ветроколесом, яке обертається вертикально.

За кількістю лопатей вітряки можуть бути:

Трилопатеві і двухлопастні.
Багатолопатеву.

Обертання вбагатолопатеву вітряків починається при слабкому вітрі, тоді як для дволопатеве і трилопатевих пристроїв потрібно більш сильний вітер. Однак кожна
додаткова лопать створює додаткове
опір вітроколеса, внаслідок чого досягти робочих оборотів генератора стає складніше.

За матеріалами лопатей вітряки можуть бути:

Вітрильні генератори.
Жорсткі лопаті вітрогенератора.

Вітрильні лопаті дешевше і простіше у виготовленні, однак, коли необхідна стабільна і надійна робота для автономного електропостачання вони не підійдуть.

По кроку гвинта:

Змінний крок гвинта.
Фіксований крок гвинта.

Змінний крок гвинта дає можливість підвищити діапазон ефективних швидкостей роботи. У той же час даний механізм неминуче:

Ускладнює конструкції лопаті.
Знижує загальну надійність вітрогенератора.
Ускладнює ветроколесо і вимагає додаткового посилення конструкції.

застосування

Пристрої можуть використовуватися в різних місцях. У більшості випадків в відкриті простори, де великий потенціал вітрів:

Гори.
Мілководді.
Острови.
Поля.

У той же час вітрогенератори сучасних конструкцій дають можливість задіяти енергію навіть слабких вітрів - від 4 м / с. Завдяки їм можна вирішувати завдання електропостачання та енергозбереження об'єктів будь-якої потужності.

Стаціонарні вітряні електростанції у вигляді альтернативних джерел енергії здатні повністю забезпечити електричною енергією невеликий виробничий об'єкт або житловий будинок. У періоди відсутності вітру необхідний запас електроенергії буде вибиратися з акумуляторних батарей. Вони відмінно можуть поєднуватися з фотоелектричними батареями, газовим або дизельним генератором.
Вітрогенератори можуть використовуватися і для економії при наявності центральної електромережі.
Вітроустановки середньої і малої потужності часто використовуються власниками фермерських господарств і будинків, віддалених від централізованих електромереж, як автономне джерело.

Гідності й недоліки

До переваг можна віднести:

Енергія вітру є відновлюваною енергією. Вітер створюється безкоштовно і постійно, без шкоди навколишньому середовищу. Енергія вітру доступна в будь-якому місці на планеті.
Енергія вітру є досить дешевою.
Вітряні турбіни знаходяться на щоглах, їм потрібно мінімум місця. Завдяки цьому їх можна встановлювати спільно з іншими об'єктами і будівлями.
Вітрогенератори в процесі експлуатації не виробляють шкідливих викидів.
Енергія вітру особливо потрібна в віддалених місцях, куди утруднена доставка електрики іншими звичними способами.

До недоліків можна віднести:

Сила вітру дуже мінлива і непередбачувана, внаслідок чого потрібен додатковий буфер для накопичення електроенергії, або дублювання джерела.
Висока початкова вартість створення і установки вітрогенераторів.
Вітряні турбіни створюють шум, який можна порівняти з шумом автомобіля, що переміщається зі швидкістю 70 км / ч. Це відлякує тварин і створює певний дискомфорт для людей.
Обертові лопаті становлять потенційну небезпеку для птахів.

У цій статті ми постараємося дати відповідь на питання читачів порталу сайт- що ж таке вітрогенератор, в чому полягає його робота і відмінності.

Вітрогенератор - це технічний пристрій, за допомогою якого кінетична енергія вітру перетворюється в електричну енергію, для використання споживачами.

Відповідно до наведеної нижче схемою, принцип роботи вітрового генератора можна описати таким чином:

Вітрогенератори розрізняються по конструкції, способу установки і монтажу, і у кожного виду є свої переваги і недоліки, вони бувають:

З горизонтальною віссю обертання

Ось ротора і ведуча вісь розташовані паралельно поверхні землі.

Бувають однолопастний (№1), двухлопастні (№2), трилопатеві (№3) і багатолопатеву (№4), з кількістю до 50 штук.

Переваги даного виду:

Високий ККД;

недоліки:

Необхідність в орієнтації у напрямку повітряних потоків;
Необхідність монтажу високої конструкції для установки пристрою, причому, чим вище потужність агрегату, тим вище повинна бути конструкція (щогла);
Необхідність улаштування фундаменту для монтажу щогли, що призводить до подорожчання монтажних робіт;
Високий рівень шуму в процесі експлуатації;
Потенційна небезпека для птахів і інших літаючих організмів.

З вертикальною віссю обертання

Вісь обертання розташована вертикально по відношенню до поверхні землі.

Даний вид пристроїв можна розбити на кілька груп, це:

Дана конструкція складається з декількох полуцилиндров. При цьому вісь постійно обертається, незалежно від потоків вітру і їх інтенсивності.

Переваги конструкції:

Висока технологічність конструкції;
Значний пусковий крутний момент;
Здатність працювати при малих повітряних потоках.

недоліки:

Низька ефективність роботи лопатей;
Значна потреба в матеріалах при виготовленні.

У даній конструкції, на осі обертання закріплені кілька лопатей, що представляють собою плоску смугу. На схемі наведено такі види даного типу пристроїв:

1 - класичний варіант ротора Дарині.

2 - ротор Дарині твань Н (ортогональним ротором).

3 - гвинтоподібний ротор Дарині (з геліокоідним ротором).

Переваги конструкції:

Немає необхідності в орієнтації на повітряні потоки;
Простота виготовлення лопатей;
Простота і зручний спосіб обслуговування.

недоліки:

Низький ККД установок;
Нетривалі міжремонтні цикли опорних вузлів і елементів конструкції;
Мають слабку здатність до самозапуску, при наявності двох лопатей, при рівномірних потоках вітру.

З гелікоїдний ротором

Є модифікацією пристроїв з ротором Дарії. На вище наведеною схемою - №3.

Переваги конструкції:

Більш тривалі терміни експлуатації, в порівнянні з класичним варіантом ротора Дарині;

недоліки:

Більш висока вартість в порівнянні з класичним варіантом;
Більш трудомісткий і складний процес виготовлення лопатей.

Є модифікацією пристроїв з ротором Савоуніса. У даній конструкції присутні два ряди лопатей. Перший ряд - нерухомий, він захоплює повітряний потік і стискає його, в зв'язку з чим швидкість повітряного потоку збільшується. Після цього потік повітря надходить на другий ряд, який працює за принципом ротора Савоуніса.

Переваги конструкції:

Висока ефективність в роботі;
Здатність працювати при малих потоках вітру.

недоліки:

Висока вартість.

Дана конструкція є основою вище наведених - вісь обертання розташовується
вертикально, до неї прикріплені кілька лопатей, розташованих паралельно осі і віддалених від неї на певну відстань.

На вище наведеною схемою це №2 - ротор Дарині твань Н.

Перевагами конструкції:

Відсутність механізмів орієнтації по вітровим потокам;
Простота в експлуатації і обслуговуванні.

недоліки:

Нетривалі міжремонтні цикли опорних вузлів і елементів конструкції.

Працюючі на водяних краплях

Ця конструкція ще промислово не проводиться. До її складу входить металева
рама, всередині контуру якої, горизонтально розміщені ізольовані трубки. У кожній трубці є спеціальні сопла і електроди. Принцип дії заснований на генеруванні і накопиченні енергії за допомогою крапель води, які виходять зі спеціальних сопел.

Краплі води позитивно заряджені, і під впливом вітрових потоків вони зносяться до позитивно заряджених електродів. Це призводить до збільшення потенційної енергії позитивно зарядженої краплі. Електроенергія виходить, коли краплі води потрапляють на позитивно заряджений електрод.

Генератор даного типу зовні нагадує супутникову антену. для монтажу
використовується щогла, як і в випадку з вітряками, що мають горизонтальну вісь обертання. А також ці конструкції схожі і по орієнтації в повітряних потоках - використовується хвостовик, завдяки чому «тарілка», постійно знаходиться в площині перпендикулярній до напрямку вітру.

«Парус» закріплений і розтягнутий на круглій рамі і під впливом вітру здійснює коливальні рухи. Ці рухи, за допомогою системи тяг, передаються на поршні гідравлічної системи, в якій механічна енергія коливань перетворюється в тиск рідини. Гідравлічний тиск рідини перетворюється в обертальний рух приводу, до якого приєднаний електричний генератор, що виробляє електрично струм.

Перевагами конструкції є:

Здатність працювати при малій швидкості вітру;
Мала вага конструкції;
Ремонтопридатність і простота обслуговування;
Екологічна безпека пристроїв;
простота монтажу

недоліки:

При використанні на територіях, де сильні вітри, основні переваги перед іншими конструкціями, втрачають свою актуальність.

Для того щоб вибрати вітрогенератор необхідно:

Середні ціни

Вартість вітряних генераторів залежить від конструкції, потужності, країни і фірми виробника.

Вартість розглянутих вище моделей становить:

EnergyWind, в залежності від потужності (від 1,0 до 10,0 кВт), становить від 68000,00 до 650000,00 рублів, відповідно.
Exmork від копанні Zonhan Windpower Co, Ltd (Китай), в залежності від потужності (від 0,3 до 5,0 кВт), становить від 30000,00 до 260000,00 рублів, відповідно.
Bekar, в залежності від потужності (від 0,5 до 60,0 кВт), становить від 43000,00 рублів.

Плюси і мінуси

До переваг використання енергії вітру, а відповідно і вітрових генераторів,
належать такі:

Енергія вітру - це відновлювальна енергія, що володіє невичерпністю ресурсів;
Екологічність енергетичного ресурсу та процесу виробництва електричної енергії;
Здатність швидкого виконання монтажу установок і забезпечення споживачів електричною енергією;

До недоліків можна віднести наступні:

ККД установок залежить від пори року, погодних умов і регіону монтажу агрегату;
Високий рівень шуму при роботі агрегатів;
Небезпека для пернатих мешканців регіону, де встановлено вітрової генератор;
При промисловому виробництві електричної енергії, при використанні вітрових генераторів, потрібні значні площі землі.

У зв'язку зі зростаючою потребою в енергоресурсах, а також зі зменшенням запасів звичайних енергоносіїв, розвиток зеленої енергетики, стає все більш актуальним.

Вчені й інженери різних країн розробляють нові моделі вітроустановок, з метою
збільшення частки позитивних властивостей агрегатів і мінімізації негативних.

Такими прикладами можуть служити плаваючі і ширяють вітрогенератори. Плаваючі встановлюються далеко від берега і займають земельні ділянки, їх робота є найбільш ефективною завдяки постійності морських вітрів. Ефективні і ширяють генератори, т. К., Чим вище він піднятий над поверхнею землі, тим більше швидкість вітру.

Частка електричної енергії, виробленої вітряними електростанціями, стає дедалі більше. Це відбувається як в нашій країні, а так і у всіх, технічно розвинених країнах.

У Росії, в перспективі, планується що частка вироблюваної електричної енергії вітровими електростанціями, складе близько 30%, від усього виробництва електроенергії в країні.

Серед всіх наявних конструкцій ветроколес розрізняють дві великі групи, принципово відрізняються один від одного. Це і конструкції. Обидві групи мають свої ознаки, переваги і недоліки, мають масу особливостей і специфічних властивостей. Розглянемо роторні (вертикальні) зразки, найбільш численну групу.

Що таке роторний вітрогенератор?

являє собою пристрій для прийому в обертальний рух. Вісь обертання таких конструкцій розташована вертикально, що істотно змінює фізику обертання і надає пристрою масу особливостей:

вертикальні конструкції не потребують наведенні на вітер. Потік, що рухається з будь-якого боку, однаково впливає на лопаті пристрої
вплив потоку відбувається одночасно на робочу і на зворотну сторони лопатей, що трохи знижує ефективність крильчатки
вертикальні види вітрогенераторів не використовуються для промислової вироблення енергії, используясь переважно для використання в приватних цілях

Найзначніша особливість вертикальний конструкцій полягає в векторі прикладення зусилля потоку. Якщо для горизонтальних крильчаток зусилля вітру припадає на похилу поверхню і працює на зрушення, то вертикальні пристрої в більшості отримують імпульс, спрямований на лопать у фронтальному напрямку, що дозволяє використовувати енергію потоку в максимальному ступені.

При цьому, одночасно з корисним впливом потік контактує і з зворотною стороною лопати, що створює протидіє, гальмує обертання зусилля. Це є причиною меншої ефективності вертикальних турбін в порівнянні з горизонтальними.

Зовні більшість роторних конструкцій нагадують дитячу карусель - навколо вертикальної осі розташовані, числом від 2 і більше. Форма лопатей може бути різною, від подібності вертикально встановлених жолобів до площин у формі крила літака, розташованих вертикально по дотичній до окружності обертання.

Всі різновиди мають власні назви, більшість з них розроблені вже давно і є модифікаціями і переосмисленнями один одного.

Гідності й недоліки

Роторні конструкції мають ряд переваг:

відсутня необхідність наведення конструкції на вітер. Це значно спрощує механізм вітряка і підвищує його надійність
пристрої здатні приймати потоки вітру, що знаходяться невисоко над поверхнею землі. Турбулентність їм не страшна. Це робить можливим відмовитися від використання високих щогл, які ускладнюють ремонт або обслуговування
є багато різновидів вертикальних конструкцій, що дозволяють отримати найбільш підходяще пристрій для даних конкретних умов
вертикальні пристрої є найбільш зручними для виготовлення своїми руками

До недоліків роторних вітрогенераторів слід віднести:

менша ефективність в порівнянні з горизонтальними пристроями
робочі колеса мають досить велику вагу, що ускладнює їх обертання, особливо на слабких вітрах
при ураганних або шквалистих вітрах установки потребують захисту від руйнування

Найбільш значущим гідністю роторних вітряків вважається можливість самостійного виготовлення з підручних матеріалів.

Примітно, що промислових моделей роторних установок відносно небагато, Більшість розробок до сих пір знаходяться в стані проектів, робочих креслень. Це пояснюється слабким інтересом до вітроенергетики з боку російських виробників і високими цінами зарубіжних моделей, недоступними для масового покупця в Росії.

види пристроїв

Існує чимало різновидів роторних установок. До найбільш відомих можна віднести:

ортогональний ротор
геліоцентричний ротор
ротор Дарині
і т.д.

Більшість конструкцій створювалися на початку минулого століття, але широкого розповсюдження не отримали через низький інтерес до побутових установок, до яких відносили роторні вітряки. У Європі назрівала серйозна потреба у великих потужностях, що вимагало використання великих установок.

Роторні пристрої великої величини непрацездатні через велику масу спокою і значного опору потоку вітру. Тому першість було віддано горизонтальним типами конструкції, як більш ефективним.

У Росії ставлення до вітроенергетики спочатку було чисто науковим, напрямок розглядалося як прикладне і не має високої значимості. Велика кількість потужних повноводних річок дозволило розвивати гідроенергетику, яка набагато ефективніше використання енергії вітру, по крайней мере, на нинішньому рівні розвитку технологій.

Інтерес до вітрогенераторам з'явився буквально в останні десятиліття і викликане браком мережевих ресурсів і загальної зношеністю мереж. З'явилася велика кількість розробок, саморобних пристроїв, які продемонстрували свою придатність до вживання в приватних цілях для забезпечення будинку або садиби.

Роторний вітрогенератор - це вигідно, чи ні?

Розглядати роторні пристрої з точки зору вигоди можна лише в порівнянні з будь-якими іншими варіантами забезпечення енергією. Якщо зіставити мережеву енергію і роторні вітрогенератори, то однозначне першість отримають мережі. Вони стабільно постачають енергію, що не залежать від наявності або швидкості вітру. Єдиним мінусом є часті перебої, що відбуваються через загальну старості мережевого господарства, застарілого обладнання і зростання кількості споживачів.

Якщо ж розглядати роторні установки в порівнянні з сонячними батареями, то можна відзначити незалежність від часу доби або погоди. При цьому часто поєднують сонячні батареї і вітряки з міркувань, що хоч одне джерело буде доступний.

Для домоволодінь або віддалених селищ, зовсім не мають можливості підключення до мережевої електроенергії, говорити про вигоду немає сенсу, оскільки порівнювати ні з чим. Ситуація проста - чи ні енергії, або є.

Збірка своїми руками

Придбання готового вітряка, виготовленого на заводі, не по кишені більшості потенційних користувачів. Навіть відносно дешеві китайські моделі досить дорогі, а європейські зразки мають ціну в кілька разів вище. З огляду на відносно невеликий термін служби установок - близько 25 років - стає ясно, що придбання готових комплектів для російського користувача варіант невідповідний.

Вирішенням питання стає самостійне виготовлення роторного вітрогенератора. При використанні підручних матеріалів цілком можна укластися в відносно невисоку суму, на все цілком вистачить 20000 рублів. Ця обставина викликала зростання виготовлення різних моделей вітряків, що позитивним чином позначається на розвитку напрямку в цілому і на відпрацювання конструктивних особливостей різних типів роторних вітряків.

Для створення діючого вітрогенератора потрібні відповідні матеріали. Деякі елементи комплекту доведеться придбати. Наприклад, акумуляторні батареї, деякі прилади (контролер заряду або інвертор), які немає можливості зібрати самостійно, теж доведеться купувати.

Практично всі елементи робочого колеса можна створити з підручних матеріалів. Генератор можна використовувати готовий, наприклад, мотор-колесо, автомобільний або тракторний генератор. Можна переробити асинхронний двигун, або зібрати осьової генератор на неодімових магнітах. Велика кількість варіантів сприяє розвитку саморобних пристроїв на території Росії, багато з яких успішно виконують свої завдання на практиці і сприяють подвіженію вітроенергетики серед населення.

Інструкція

Перед початком робіт слід визначитися з вибором конструкції вітряка. Найбільш вдалими моделями, здатними забезпечувати енергією досить велике число споживачів, вважаються карусельні установки, прозвані в народі «бочка-загребушка». Вони являють собою кілька лопатей, схожих на поздовжньо розрізають половини металевих бочок, встановлені вертикально навколо осі обертання.

Можна дійсно використовувати розрізані бочки, але кращим рішенням стане виготовлення лопатей з листового алюмінію для полегшення крильчатки.

Вал встановлюється на маточинах, а крильчатка монтується на виступаючому верхньому кінці. Для обмеження швидкості обертання при раптових поривах вітру зазвичай використовують відцентрові обмежувачі, що представляють собою важки, підвішені на ланцюжках. При підвищенні швидкості обертання вони збільшують тиск на лопаті і складають їх, знижуючи площу впливу потоку і, відповідно, швидкість обертання.

монтаж генератора виробляється або безпосередньо на валу в нижній частині, або за допомогою клинопасової передачі на окремій опорної майданчику. Рекомендується встановити захисний кожух, що оберігає пристрій від попадання дощу або снігу, пилу та інших небажаних впливів.

Монтаж вітряка проводиться на узвишші. Високих щогл для таких конструкцій не потрібно, однак, найчастіше подібні пристрої зустрічаються на дахах будинків. Це небажаний варіант, так як вібрації від роботи вітряка повністю виключити поки не вдається, що здатне створити деяку незручність жителям будинку.

Стіни та підлога