Альтернативные источники энергии - это не просто модное направление, а реальная возможность проявить бережное отношение к природным ресурсам. И не только природным, но и своим собственным финансовым ресурсам, ведь генераторы альтернативной энергии, принадлежащие вам, не нужно дополнительно оплачивать.
Ни солнце, ни ветер не берут платы за свою “работу”. Сначала вы вкладываете в покупку и установку немалую сумму, но со временем солнечные батареи и/или ветряной генератор окупаются и начинают приносить “бесплатную” энергию. Хотя можно сократить расходы, если сделать ветряной генератор своими руками. Это вполне возможно, и не настолько сложно, как может показаться на первый взгляд.
Что такое и как работает ветряной генератор
Ветровой генератор, или просто ветрогенератор, - это установка с ротором на вершине, похожая на ветряк и, как ветряная мельница, работающая за счет энергии ветра. Другие названия: ветроэлектрическая установка, ВЭУ (сокращенно). Потоки воздуха заставляют лопасти ротора устройства вращаться, запуская процесс преобразования по схеме:
кинетическая энергия потока ветра - механическая энергия вращения ветряка - электрическая энергия.
Проще говоря, ветер раскручивает ротор и запускает процесс производства энергии. Превращение механической энергии в электрическую обеспечивает электрогенератор. Полученная энергия проходит через контроллеры и запасается в аккумуляторах или передается непосредственно в электрическую сеть. Напряжение корректируются при помощи инвертора. Таким образом, ветровой генератор состоит из таких конструктивных частей:
- Мачта, укрепленная на фундаменте. Это “нога”, опора турбины, поднимающая ее над землей на высоту, необходимую для улавливания сильных потоков ветра.
- Ветровая турбина с ротором и лопастями (как правило, тремя).
- Поворотный механизм устанавливается только в большие ветрогенераторы промышленного значения.
- Электрический генератор - “сердце” ветрового генератора.
- Зарядное устройство с контроллером заряда аккумуляторов и сами аккумуляторы.
- Преобразователь постоянного тока в переменный (инвертор).
Это стандартная конструкция ветрового генератора, которая может изменяться в зависимости от размера и разновидности устройства.
Разновидности ветровых генераторов
Несмотря на единый принцип общего устройства, ветрогенераторы разделены на несколько типов. Причем типологизация зависит от разных критериев, которые мы поробуем рассмотреть подробнее.
По количеству лопастей: двух-, трех- и многолопастные генераторы. Разница между ними заключается в скорости вращения и, следовательно, мощности. Количество лопастей обратно пропорционально скорости вращения, потому что каждая лопасть создает дополнительное сопротивление. Значит, чем меньше лопастей турбины у ветрогенератора, тем меньшей скорости ветра ему достаточно для работы.
По материалу лопастей: парусные и жесткие. Парусные лопасти дешевле при первой покупке. Но они не выдерживают сильного ветра, быстро изнашиваются и требуют частой замены. Потому жесткие металлические или стеклопластиковые лопасти более экономичны и надежны, особенно если диаметр турбины превышает 3 метра.
По направлению оси вращения турбины: вертикальные (лопастные, ортогональные, карусельные) и горизонтальные (“крыльчатые”). При равном диаметре ветрового колеса вертикальные ветрогенераторы обладают вдвое меньшей мощностью, чем горизонтальные.
По этой причине именно горизонтальный тип оси вращения считается классическим и распространенным. Вертикальные оси были созданы, чтобы учитывать порывы ветра. Но при этом сопротивление вертикальных ветрогенераторов слишком велико, чтобы использовать их в быту как автономные источники энергии.
По шагу винта: с изменяемым или фиксированным шагом. Генератор с изменяемым шагом - более сложная, а значит, менее надежная конструкция. У него больше эффективных рабочих скоростей, но вся конструкция тяжелее и дороже. Винт с фиксированным шагом лопастей обладает меньшим количеством эффективных рабочих скоростей, но тех, что есть, вполне достаточно для бытовых целей.
Возможности, преимущества и недостатки ветрогенератора
Малые ветрогенераторы только начинают использоваться в частных домах, фермерских хозяйствах. Они обладают определенными преимуществами и недостатками, которые необходимо знать и учитывать.
Преимущества ветрогенераторов очевидны:
- источник энергии - бесплатный и бесконечный;
- несмотря на большой размер, ветряк занимает малую площадь на земле;
- ветрогенератор не наносит вреда окружающей среде;
- производство энергии в удаленной местности, где нет линий электропередачи;
- эффективное использование силы ветра, при условии высокой частоты ее проявления;
- надежность, долговечность.
Недостатки ветрогенераторов:
- большие финансовые вложения на начальном этапе;
- большой срок финансовой окупаемости;
- создает риск для птиц;
- создает шум;
- создает помехи телевизионному и радиосигналу;
- полностью зависит от силы ветра.
Ветрогенератор с размахом лопастей около 3 метров развивает скорость 500 км/ч, или около 500 оборотов в минуту. Даже при стабильной розе ветров вложения в его установку окупятся в течение 10 лет.
Можно ли построить ветрогенератор самостоятельно?
Бытовой ветрогенератор - вполне доступный агрегат. Вы можете сконструировать его своими руками так же, как и бетономешалку и адаптер для мотоблока, и будку для собаки. И для этого не понадобится покупать дорогие материалы. Наверняка в вашем сарае можно прямо сейчас найти все необходимое:
- Металлические трубы.
- Листы фанеры.
- Аккумуляторная батарея.
- Листы тонкого металла.
- Генератор или редуктор и двигатель для его сборки.
- Болты с гайками и металлические уголки.
- Колесо от велосипеда.
Для работы с этими материалами приготовьте сварочный аппарат, болгарку, дрель, а также ножовку и сверла.
О посадке и уходе за иберисом в открытом грунте мы подготовили интересную статью.
Растим Листовик сколопендровый. https://sad-doma.net/houseplants/paporotniki/listovik.html Возьмите на заметку простые советы.
Пошаговая инструкция по строительству ветрового генератора
Описанная схема действий позволит вам сделать ветрогенератор, который обеспечит энергией (хотя бы частично) небольшой частный дом.
- Используйте трубу в качестве мачты. Сквозь нее пропустите провода электрогенератора.
- Генератор не обязательно покупать новый - воспользуйтесь двигателем, взятым от мощной бытовой техники.
- Из листового металла вырежьте длинные лопасти (помня, что длина прямо пропорциональна мощности) и придайте им с одной стороны заостренную форму, с другой - сглаженную. Отшлифуйте поверхность и прикрепите лопасти к центру колеса, на втулку.
- Из металлического листа или фанеры сделайте хвост ветряка. Форма хвоста не имеет значения, а размер примерно равен 30*30 см.
- Колесо с лопастями при помощи втулки монтируйте к ротору и жестко зафиксируйте.
- Из обрезка трубы сделайте “хвостовую” балку. С одной стороны прикрепите к ней хвост, с противоположной стороны - генератор. Убедитесь, что конструкция пребывает в равновесии.
- Сварите из металлических уголков основание ветряка. Установите его на верхний конец мачты. Используйте подшипники, чтобы “голова” с лопастями и ротором свободно вращалась вокруг своей оси за ветром.
- Внизу присоедините и подключите батарейный блок и инвертор. Можно считать, что ветряной генератор готов.
Установите его как можно выше - например, на крышу дома. Накройте электрические части водонепроницаемым кожухом или чехлом. Вы только что создали ветряной генератор своими руками, и теперь энергия в вашем доме экологически чистая и, что самое приятное, бесплатная.
А для любителей знать больше предлагаем ознакомиться с видео о том, как соорудить ветряной генератор своими руками: