≡× MENU

• Naprawa
• Naprawa
• Projektowanie wnętrz
• O wszystkim
• O hydraulikę

Pionowy generator wiatrowy zrób to sam 1 kW. Generator wiatrowy zrób to sam - poradnik budowy ekogeneratora, jego montażu i podłączenia (105 zdjęć). Na co zwrócić uwagę przy wyborze

Teraz całkiem możliwe jest uzyskanie darmowej energii elektrycznej za pomocą wiatru. Istnieje kilka opcji wiatraków: z osią pionową i poziomą. Prawie każdy może zmontować pionowy generator wiatrowy własnymi rękami, przeczytaj nasz artykuł, jak to zrobić poprawnie.

Zasada działania turbin wiatrowych

Zasada działania we wszystkich modyfikacjach wiatraków jest taka sama. Podczas obrotu ostrzy powstają trzy rodzaje efektów fizycznych: siły nośne, impulsowe i hamujące. W wyniku działania tych sił stojan zaczyna się poruszać, a wirnik w stacjonarnej części generatora zaczyna wytwarzać pole magnetyczne, a prąd elektryczny przepływa przez przewody.

Istnieje wiele opcji wykonania turbin wiatrowych, różnią się one nie tylko mocą, ale także ich wygląd. W skład większości wiatraków wchodzi: generator, łopaty, falownik, powielacz. Falownik służy do zamiany otrzymanego ładunku na prąd stały. Multiplikator to skrzynia biegów, która ma na celu zwiększenie liczby obrotów wału. Przekładnie nie są instalowane we wszystkich wiatrakach, głównie tylko w dużych i mocnych turbinach wiatrowych.

W wyniku obrotu wirnika generowany jest trójfazowy prąd przemienny. Odebrana energia przesyłana jest poprzez sterownik do akumulatora. Ponadto falownik przekształca prąd i czyni go stabilnym, w tej formie może być zasilany do zasilania urządzeń gospodarstwa domowego lub oświetlenia.

Jak samodzielnie wykonać pionowy generator wiatrowy

Wiatrak możesz zrobić samodzielnie w domu. Najpierw musisz zdecydować o rodzaju turbiny wiatrowej. W zależności od konstrukcji turbiny wiatrowe są:

• z pionową osią obrotu: wirnik Darrieusa, generator wiatrowy Savonius;
• o poziomej osi obrotu: równoległej lub prostopadłej do kierunku przepływu wiatru.

Niektóre modele wiatraków łączą w sobie kilka rodzajów instalacji. Rozważmy przykład stworzenia wiatraka hybrydowego, który łączy konstrukcję generatorów wiatrowych takich jak Savonius i Darier.

Montaż rotora

Aby zmontować rotor, należy zakupić:

• 6 magnesów neodymowych D30xH10 mm;
• 6 ferrytowych magnesów pierścieniowych D72xd32xh15 mm;
• 2 metalowe krążki D230xH5 mm;
• żywica epoksydowa lub klej.

Zamiast tarcz metalowych można zastosować brzeszczoty o odpowiednim rozmiarze. Na jednym dysku umieszczono 6 magnesów neodymowych, zmieniając ich biegunowość, kąt między nimi powinien wynosić 60 stopni na średnicy 165 mm.

Magnesy pierścieniowe ferrytowe są umieszczane na drugim dysku zgodnie z tą samą zasadą.

Aby magnesy nie przesuwały się podczas pracy wiatraka, muszą być wypełnione przynajmniej w połowie klejem epoksydowym.

Wykonujemy stojan

Najpierw musisz nawinąć 9 cewek po 60 zwojów, w tym celu używają emalii kabel miedzianyŚrednica 1 mm.

Następnie cewki są lutowane razem: początek pierwszej cewki z końcem czwartej, czwarta z siódmą. Druga faza jest podłączona w ten sam sposób przez dwie cewki, tyle że zaczynają się lutować od drugiej cewki. Podłączenie trzeciej fazy rozpoczyna się od trzeciej cewki.

Forma wykonana jest ze sklejki, umieszcza się w niej papier pergaminowy, na którym umieszcza się kawałek włókna szklanego i cewki.

Wszystko to jest wypełnione żywicą epoksydową. Po 24 godzinach gotowy stojan wyjmuje się z formy.

Zespół generatora

Wszystkie części generatora są gotowe, pozostaje tylko je złożyć.

Sam generator zostanie przymocowany do wspornika z piastą za pomocą kołków. Przyjrzyjmy się bliżej procesowi montażu.

Etapy montażu generatora:

• W górnym wirniku wykonano 4 gwintowane otwory na kołki. Są one niezbędne, aby wirnik mógł płynnie „osiąść” na swoim gnieździe;
• W stojanie wykonano 4 otwory do montażu wspornika;
• dolny wirnik umieszcza się na wsporniku magnesami do góry, wierci się w nim również 4 gwintowane otwory na kołek;
• stojan jest umieszczony na dolnym wirniku;
• drugi rotor kładzie się na górze, magnesami w dół. Wszystko to jest mocowane między sobą a wspornikiem za pomocą piasty za pomocą kołków i nakrętek.

Piastę (kołnierz z łożyskami) należy zakupić osobno: dolna część piasty musi mieć średnicę rury 1,5 cala.

Kolejność mocowania wszystkich części przedstawiono bardziej szczegółowo na poniższym schemacie:

1 — element łączący; 2 - wspornik ostrza; 3 - górna część wirnika; 4 - magnes; 5 - rękaw; 6 - stojan; 7 - dolna część wirnika; 8 - nakrętka; 9 - spinka do włosów; 10 - piasta; 11 - oś; 12 - wspornik do montażu stojana

Wykonujemy ostrza

Ostrza mogą być wykonane z drewna, włókna szklanego i innych materiałów. Szybciej i łatwiej jest wykonać tę część generatora wiatrowego PCV kanalizacyjny Rury. Lepiej jest używać pomarańczowych rur, ponieważ mają one dobrą gęstość i nie boją się bezpośredniego światła słonecznego.

Do pionowego generatora wiatrowego potrzebne będą 4 ostrza Rury PCV oraz 2 ostrza ortogonalne (zakrzywione) wykonane z blachy ocynkowanej. Taka konstrukcja pozwoli wiatrakowi obracać się nawet przy słabym wietrze z prędkością 2-3 m na sekundę. Bierzemy metry długości rur PCV i przecinamy je wzdłuż na 2 równe części. Z cyny wycinamy półkola zgodnie z wymiarami przyszłego ostrza i mocujemy je śrubami wzdłuż krawędzi rury.

Do wykonania ostrzy ortogonalnych potrzebna będzie standardowa ocynkowana blacha stalowa o grubości 0,75 mm. Najpierw metalowymi nożyczkami wycina się dwa segmenty o wymiarach 1x0,4 m i cztery segmenty w kształcie kropli. Następnie segmenty stalowe należy zagiąć i na krawędziach przymocować segmenty „kropelkowe”.

Ostrza są przymocowane po okręgu do ramy, można je przyspawać z profilu kwadratowa rura 20x20 i narożniki 25x25. Wymiary ramy oraz rozstaw lameli widać na poniższym schemacie:

Montaż konstrukcji turbiny wiatrowej

Z rury wodne spawany jest maszt o różnych średnicach, jego wysokość zależy od obszaru, w którym będzie zlokalizowany generator wiatrowy i warunków jego pracy, ale w każdym przypadku musi być wyższy niż dach domu.

Z góry pod masztem segmentowym należy przygotować trzypunktowo wzmocniony fundament. Generator przykręcany jest do gotowego masztu na ziemi. Następnie do generatora przykręcana jest rama z łopatkami. Maszt z wiatrakiem mocowany jest do fundamentu za pomocą dwóch podpór przegubowych i podnoszony za pomocą wciągarki do pozycja pionowa. Po podniesieniu masztu trzeci wspornik przykręcany jest śrubą do podstawy wiatraka. Dodatkowo maszt należy zamocować za pomocą przedłużki.

Część elektryczna

Wiatrak będzie wytwarzał trójfazowy prąd przemienny. Za pomocą mostka prostowniczego, składającego się z 6 diod, zamieniamy go na prąd stały.

Dzięki temu możliwe jest ładowanie akumulatora napięciem 12 V. Do kontroli ładowania akumulatora i zapobiegania jego przeładowaniu stosuje się standardowy samochodowy przekaźnik ładowania PP-380.

Do akumulatora podłączony jest falownik, który umożliwia konwersję otrzymanego napięcia 12 V prąd stały przy napięciu 220 V AC 50 Hz.

Wynik wiatraka: obliczenie wydajności

Badania próbne generatora wiatrowego o godz inna prędkość wiatr pokazał następujące wyniki:

• przy prędkości wiatru 5 m/s uzyskujemy 60 obr/min – 7 V i 2,3 A = 16 W;
• przy prędkości wiatru 10,6 m/s uzyskujemy około 120 obr/min - 13 V i 3,4 A = 44 W;
• przy prędkości 15,3 m / s około 180 obr./min - 15 V i 5,1 A \u003d 76,5 W;
• przy prędkości wiatru 18 m/s otrzymujemy 240 obr./min - 18 V i 9 A = 162 waty.

Zasadniczo wiatrak wytwarza 16-45 W, ponieważ wiatr przekraczający 15 m / s jest rzadki. Jeśli jednak umieścisz śrubę o dużej prędkości, możesz uzyskać lepsze wyniki.

Wykorzystanie energii wiatru do wytwarzania energii elektrycznej jest jedną z obiecujących form rozwoju energetyki alternatywnej. Pionowy generator wiatrowy jest obiecujący kierunek rozwój przemysłu, as ma wiele zalet w porównaniu z poziomymi odpowiednikami.

Zasada działania

Wiatrak pionowy to cylinder zamontowany na podstawie. Dzięki swojemu kształtowi działa niezależnie od kierunku wiatru. Niezależnie od rodzaju pionowej turbiny wiatrowej, jest ona zaprojektowana w taki sposób, aby ciśnienie strumienia powietrza po jednej jej stronie było wyższe niż po drugiej.

Z powodu tej różnicy ciśnień oś generatora obraca się i wytwarzana jest energia elektryczna. Ze względu na to, że siła wiatru skierowana jest na obie strony generatora wiatrowego, początkowa prędkość wiatru jest nieco większa niż w przypadku wiatraków poziomych, ale przy odpowiedniej jakości części następuje autopromocja - tj. znaczny wzrost prędkości generatora nawet przy niewielkim (od 3,5 m/s) wietrze.

Który projekt jest lepszy

Istnieje kilka podstawowych różne projekty pionowe generatory wiatrowe, każdy z nich ma swoje zalety i wady.

Wiatrak Savonius - półkoliste ostrza

Wirnik Savoniusa. Model takiego wiatraka pionowego zawiera dwie lub więcej łopat wykonanych w kształcie półkola. W tym przypadku nacisk wywierany na „otwartą” część koła znacznie przekracza to, co wpływa Przeciwna strona. Konstrukcja jest dość prosta w produkcji, dlatego jest najbardziej popularna wśród domowych pionowych turbin wiatrowych. Wady:

• Duży „żagiel”. Uderzenie wiatru przechyla całą konstrukcję, powodując naprężenia w osi i unieruchamiając łożysko, na którym obraca się cały wirnik.
• Konstrukcja nie jest w stanie rozpocząć obracania się niezależnie w obecności dwóch lub trzech łopatek, dlatego dwa takie wirniki muszą być zamocowane na tej samej osi, jeden pod drugim pod kątem 90 °

1. 

   Aby zwiększyć produktywność, na ortogonalnym rotorze zainstalowano dodatkowe ekrany statyczne

   Wirnik Darier lub ortogonalny. Istnieje wiele modyfikacji takiego pionowego generatora wiatrowego, ale zasada działania pozostaje niezmieniona. Obrót następuje ze względu na kształt skrzydła generatora. Pod wpływem przepływu powietrza powstaje siła nośna, dzięki której oś się obraca. Wady:

   • Niska, nawet jak na standardy turbin wiatrowych, wydajność.
   • Prędkość wiatru dla pełnego rozkręcenia takiego generatora musi wynosić co najmniej 4 m/s. Jednocześnie przed osiągnięciem pełnej prędkości obrotowej takiego wirnika nie można podłączyć obciążenia do wiatraka - zatrzyma się.
   • Hałas. Jeśli w innych modelach hałas hałasują tylko ruchome części (łożyska), to tego typu pionowy generator wiatrowy hałasuje swoimi łopatkami. Bardzo.
   • Pod wpływem drgań szybko unieruchamia łożyska i wszystkie nośne elementy konstrukcyjne.

2. 

   Wirnik helikoidalny ma złożoną konstrukcję

   Wirnik helikoidalny. Ten pionowy generator wiatrowy ma skomplikowany kształt, ale w rzeczywistości jest to ortogonalny generator wiatrowy o osi pionowej, jedynie jego łopaty są skręcone wzdłuż osi łożyska, co znacznie zwiększa żywotność całej konstrukcji, tk. zapewnia równomierne obciążeniełożysko i maszt ze wszystkich stron. Wady:

   • Stąd trudności w produkcji wysoka cena pionowy wiatrak.

3. 

   Wiatrak wielołopatowy

   Wielołopatowy pionowy generator wiatrowy. Jeśli weźmiemy pod uwagę tylko próbki handlowe- ten typ wirnika jest najbardziej produktywny i zapewnia najmniejsze obciążenie części łożyskowych. Wewnątrz tego pionowego wiatraka znajduje się dodatkowy rząd statycznych łopatek, które kierują przepływ powietrza w taki sposób, aby zmaksymalizować wydajność wirnika. Wady:

   • Wysoki koszt urządzenia ze względu na dużą liczbę części.

Zalety osi pionowej

Pozytywne cechy wszystkich pionowych turbin wiatrowych:

1. Nie kierują nimi wiatr, działają w dowolnym kierunku.
2. W odróżnieniu od generatorów wiatrowych z osią poziomą posiada tylko jedną oś obrotu, stąd dłuższa żywotność.
3. Możliwy jest montaż na małej wysokości - już od 1,5 m w zależności od modelu.
4. Wszystkie ważne ruchome części znajdują się na spodzie generatora, co ułatwia jego konserwację.
   

   Ważny. W razie potrzeby wał wirnika jest przedłużany do wymaganej długości, aby zapewnić łatwy dostęp do stojana, bez znaczącej utraty wydajności.

5. Możliwość złożenia działającego generatora wiatrowego własnymi rękami z improwizowanych materiałów.
6. Ze względu na możliwość stworzenia sztywnej konstrukcji z kilkoma punktami podparcia, pionowe turbiny wiatrowe pracują z większą prędkością prędkość maksymalna wiatr.
7. Większa odporność na szkodliwe działanie wiatru.
8. W tych wiatrakach możliwe jest wytworzenie własnej cyrkulacji powietrza, dzięki czemu powstaje efekt dużej prędkości, gdy prędkość liniowa łopat jest 20 lub więcej razy większa niż prędkość wiatru.

Minusy

1. Uciążliwy projekt. Najlżejsze wiatraki pionowe ważą co najmniej 300 kg ze stojakiem.
2. Niska wydajność w porównaniu do wersji poziomej.
3. Hałas. Wiatrak podczas pracy wydaje dźwięki pochodzące z łopatek.

Wideo. Generator wiatrowy helikoidalny

Film wyraźnie pokazuje pracę wiatraka helikoidalnego zamontowanego na specjalnym maszcie

Obliczenia wiatraka pionowego zasadniczo nie różnią się od obliczeń konwencjonalnego wiatraka poziomego. Ale obliczenia mają swoją własną charakterystykę, ponieważ pionowe wiatraki typu „Beczka” nie działają z powodu siły nośnej, ale z powodu nacisku wiatru na łopaty. Następnie podam przykład obliczenia wiatraka w ujęciu ogólnym. Chociaż obliczenia są dość dokładne, dają ogólne pojęcie o mocy generatora wiatrowego, ale nie bierze się pod uwagę wielu czynników, które mogą znacząco wpłynąć na rzeczywisty wynik.

Domowy pionowy generator wiatrowy

Przykładowo zdjęcie wiatraka pionowego typu "Beczka".

Przykładowo chcemy wykonać generator wiatrowy typu „Beczka” o szerokości 2 metrów i wysokości 3 metrów. Liczba ostrzy nie ma tak naprawdę znaczenia i powiedzmy, że mamy 4 półokrągłe ostrza. Najpierw musimy dowiedzieć się, jaką moc możemy uzyskać z tego wirnika.

Istnieje prosty wzór do obliczenia:

P=0,6*S*V^3

P- Moc w watach

S- powierzchnia zamiatania ostrzy m.kw.

V^3- Prędkość wiatru w sześcianie m/s

0.6 jest prędkością wiatru. Wiatr poruszający się w przestrzeni jest traktowany jako jeden, ale wiatr zbliżając się do jakiejkolwiek przeszkody traci swoją prędkość i moc. Ponieważ nie znamy utraty prędkości, przyjmiemy 0,6, biorąc pod uwagę fakt, że wiatr straci prędkość o 33%.

Dodatkowo wzór na obliczenie pola koła S=πr2, Gdzie

π - 3,14

R- promień koła do kwadratu

Generalnie wiatraki pionowe są podobne billboardy wiatr jest bardzo mocno hamowany, a przed przeszkodą a poduszka powietrzna, zderzając się z nim, nowe partie wiatru odchylają się na boki i 30-40% energii wiatru ulatnia się bez udziału nacisku na łopaty. Dlatego też ogólna wydajność, czyli zgodnie z właściwym KIJOWSKIM kołem wiatrowym pionowe wiatraki dość niski i stanowi jedynie 10-20% energii wiatrowej.

Z analizy domowych wiatraków pionowych wynika, że ​​KIJÓW to w zasadzie 10% wszystkiego, ale jesteśmy optymistami, więc przyjmę KIJÓW 0,2, choć nie jest tu jeszcze uwzględniona sprawność generatora i przekładni.

0,6*6*2*2*2*0,2=5,76 W przy 2 m/s

0,6*6*3*3*3*0,2=19,44 W przy 3 m/s

0,6*6*4*4*4*0,2=46,08 W przy 4 m/s

0,6*6*5*5*5*0,2=90 watów przy 5 m/s

0,6*6*7*7*7*0,2=246 W przy 7 m/s

0,6*6*10*10*10*0,2=720 watów przy 10 m/s

Teraz jest jasne, do czego zdolny jest ten rotor. Następnie musimy dopasować generator do tego wirnika tak, aby generator mógł wytworzyć maksymalną możliwą moc, jaka jest dostępna na wirniku, a jednocześnie nie przeciążał wirnika - aby mógł się obracać i jego prędkość nie spadła zbytnio . Inaczej nie będzie to miało sensu, produkcja energii drastycznie spadnie. Aby wyregulować generator, musimy znać prędkość koła wiatrowego przy każdej prędkości wiatru.

W przeciwieństwie do poziomych turbin wiatrowych, w których końcówki łopat zwykle obracają się 5 razy szybciej niż prędkość wiatru, pionowa turbina wiatrowa nie może obracać się szybciej niż prędkość wiatru. Wynika to z faktu, że tutaj wiatr po prostu popycha ostrze, a ono zaczyna się poruszać wraz z przepływem przechodzącego wiatru. A pozioma śruba działa dzięki sile nośnej, która powstaje w tylnej części ostrza i popycha ostrze do przodu, a tutaj prędkość jest ograniczona jedynie właściwościami aerodynamicznymi ostrza i siłą nośną.

Nie będziemy wdawać się w szczegóły i wrócimy do naszego koła wiatrowego. Aby obliczyć obroty wirnika o wymiarach 2 * 3 metry, gdzie szerokość wirnika wynosi 2 metry, musisz znaleźć obwód wirnika. 2 * 3,14 \u003d 6,28 metra, czyli podczas jednego obrotu czubek ostrza pokonuje drogę 6,28 metra. Oznacza to, że w idealnym przypadku wirnik wykona pełny obrót dla przepływającej strugi wiatru o długości 6,28 metra. Ale ponieważ energia jest wydawana na obrót, na przekładnię, a nawet na obrót generatora - który jest obciążony akumulatorem, wówczas prędkość spadnie średnio dwa razy. A wirnik wykona pełny obrót przy 12 metrach przepływu wiatru.

Następnie okazuje się, że jeśli wiatr wynosi 3 m / s, to przy tym wietrze wirnik wykona 0,4 obrotu na sekundę, a pełny obrót w ciągu 4 sekund. A za minutę przy wietrze 3 m / s będzie to 60: 4 \u003d 15 obr./min.

Przy 3 m/s 12:3=4, 60:4=15r/m

Przy 4 m/s będzie to 12:4=3, 60:3=20 obr/min.

Przy wietrze 5m/s 12:5=2,4, 60:2,4=25r/m.

Przy 7 m/s 12:7=1,71, 60:1,71=35r/m

Przy 10 m/s 12:10=1,2, 60:1,2=50r/m

Przy prędkości koła wiatrowego myślę, że teraz jest to jasne i są znane. Im większa średnica koła wiatrowego, tym mniejsze są jego obroty w stosunku do prędkości wiatru. Na przykład koło wiatrowe o średnicy 1 metra będzie się obracać dwa razy szybciej niż koło wiatrowe o średnicy 2 metrów.

Teraz potrzebujemy generatora, który powinien wytwarzać energię przy tych prędkościach już nie niż może dać koło wiatrowe. A jeśli generator będzie mocniejszy, przeciąży wirnik i nie będzie mógł rozkręcić się do swojej prędkości, w wyniku czego prędkość będzie niska i całkowita moc. Przy wietrze 3 m/s mamy 15 obr/min i moc turbiny wiatrowej 19 watów, tutaj konieczne jest, aby generator ładował wirnik nie więcej niż 19 watów. Uwzględnia to wydajność skrzyni biegów (jeśli występuje) i wydajność samego generatora. Sprawność skrzyni biegów i generatora zwykle nie jest znana, ale mają one również znaczne straty i ogólnie traci się na tym 20-50% energii, a tylko 50% jest już dostarczane do akumulatora na wyjściu, to w naszym przypadku wynosi około 10 watów.

Jeżeli generator przeciąży koło wiatrowe, wówczas jego prędkość nie osiągnie prędkości nominalnej i będzie znacznie niższa od prędkości wiatru. Spowoduje to zmniejszenie prędkości generatora i jego mocy. Dodatkowo, łopaty, które wciąż poruszają się znacznie wolniej w stosunku do wiatru, mocno go wyhamują, a wiatr będzie rozpraszał się na boki, w efekcie moc turbiny wiatrowej spadnie jeszcze bardziej. Zatem przy zbyt mocnym generatorze energii akumulator będzie wielokrotnie mniejszy niż mógłby być. Albo odwrotnie, gdy generator jest za słaby i przy 15 obr/min koła wiatrowego nie jest w stanie w pełni obciążyć koła wiatrowego, wtedy też okazuje się, że z potencjalnego pobieramy znacznie mniej energii.

W rezultacie generator musi dopasowywać się do mocy koła wiatrowego, a tylko w ten sposób możemy usunąć maksymalną możliwą moc koła wiatrowego. Można to powiedzieć jak najbardziej trudne zadanie ponieważ generator może absolutnie różne cechy napięcie i prąd na obroty. Aby podnieść generator, należy go przekręcić do akumulatora i zmierzyć energię wyjściową lub obliczyć ją za pomocą wzorów. A następnie spróbuj dostosować się do koła wiatrowego.

Na przykład generator przy 300 obr./min ma 1 ampet na akumulator 14 woltów, czyli około 14 watów, a koło wiatrowe wytwarza 19 watów przy 15 obr./min. Potrzebny jest więc mnożnik 1:20, aby generator kręcił się z prędkością 300 obr/min. Przy 5 m/s prędkość koła wiatrowego wynosi 25 obr/min, a generator będzie się wówczas obracał z prędkością 500 obr/min. Jednocześnie moc koła wiatrowego wynosi tylko 90 watów, a generator przekracza moc i daje 200 watów. Tak więc koło wiatrowe nie pójdzie, po prostu będzie się powoli obracać i nie odda swoich 90 watów - a tym bardziej 200 watów. Wyjściem jest albo poświęcenie początku ładowania i zrobienie skrzyni biegów 1:15, albo podwojenie wysokości koła wiatrowego, tak aby koło wiatrowe ciągnęło generator.

Konieczne jest więc, aby generator odpowiadał mocy i prędkości w całym zakresie obrotu koła wiatrowego. A jeśli generatorowi zabraknie mocy, należy albo zwiększyć przełożenie wzmacniacza mocy, albo zmniejszyć wirnik, aby osiągnąć równowagę między prędkością i mocą koła wiatrowego i generatora. Często ludzie bez żadnych obliczeń instalują generatory z tego, co znajdą, a po obejrzeniu filmu z YouTube budują koło wiatrowe, ale ostatecznie okazuje się, że generator wiatrowy nie działa przy słabym wietrze i ma po prostu znikomą moc.

Generator wiatrowy lub, u zwykłych ludzi, wiatrak - proste urządzenie, co zapewnia jego właścicielowi znaczne oszczędności w związku z rozbudową darmowy prąd. Taka instalacja to marzenie każdego właściciela działki odciętej od sieci centralnych lub letniego mieszkańca niezadowolonego z nowo otrzymanego rachunku za zużycie energii elektrycznej.

Po zrozumieniu konstrukcji generatora wiatrowego, zasady jego działania, po przestudiowaniu rysunków, możesz samodzielnie wykonać i zainstalować wiatrak, zapewniając swojemu domowi nieograniczoną alternatywną energię.

Czy korzystanie z wiatru jest legalne?

Stworzenie własnej, choć kompaktowej, ale elektrowni to poważna sprawa, więc logiczne jest, że mimowolnie pojawia się pytanie: czy ich użycie jest legalne? Tak, jeśli moc jednostki wiatrowej nie przekracza 1 kW, co jest wystarczające do zapewnienia wstrząs elektryczny przeciętny wiejski dom.

Faktem jest, że przy tym wskaźniku mocy urządzenie jest uważane za domowe i nie wymaga obowiązkowej rejestracji, certyfikacji, zatwierdzenia, rejestracji, a ponadto nie podlega żadnemu podatkowi.

Zanim jednak zrobisz turbinę wiatrową dla swojego domu, lepiej zabezpieczyć się i wziąć pod uwagę kilka punktów:

• Czy w Twoim regionie obowiązują specjalne ograniczenia dotyczące korzystania z alternatywne źródła energia?
• Jaka jest dopuszczalna wysokość masztu na podłożu?
• Czy hałas wytwarzany przez skrzynię biegów i łopatki przekroczy ustalone normy?
• Czy można zapewnić ochronę przed generowanymi zakłóceniami radiowymi?
• Czy maszt będzie zakłócał migrację ptaków lub spowoduje inne problemy środowiskowe?

Jeśli z wyprzedzeniem przemyślisz wszystkie niuanse, ani podatek, ani usługi środowiskowe, ani sąsiedzi nie będą mogli zgłaszać roszczeń i uniemożliwiać otrzymanie bezpłatnej energii elektrycznej.

Jak działa wiatrak?

Na zdjęciu gotowe domowe turbiny wiatrowe są reprezentowane przez wydłużone metalowe konstrukcje na trzech lub czterech podporach, z łopatami poruszającymi się od wiatru. W efekcie energia kinetyczna odbierana przez strumień wiatru zamieniana jest na energię mechaniczną, która z kolei uruchamia wirnik i staje się prądem elektrycznym.

Proces ten jest wynikiem ugruntowanej pracy kilku obowiązkowych elementów elektrowni wiatrowej (WPP):

• Śmigło z dwoma lub więcej łopatkami;
• wirnik turbiny;
• Reduktor;
• Kontroler;
• Oś i generator prądu elektrycznego;
• falownik;
• Bateria.

Konieczne jest również zapewnienie bloku hamulcowego, gondoli, masztu, wiatrowskazu, wału niskiej i wysokiej prędkości. Urządzenie określa także zasadę działania generatora wiatrowego: obracający się wirnik wytwarza trójfazowy prąd przemienny, który przepływa przez układ sterownika i ładuje akumulator prądu stałego.

Końcowe natężenie prądu jest przetwarzane przez falownik i przesyłane podłączonym okablowaniem do punktów wyjściowych: gniazd, oświetlenia, sprzęt AGD i urządzenia elektryczne.

Jak to zrobić samemu?

Za najbardziej niezawodną i prostą konstrukcję uważa się obrotową turbinę wiatrową, która jest instalacją z pionową osią obrotu. Gotowy domowy generator tego typu jest w stanie w pełni zapewnić zużycie energii w daczy, w tym wyposażenie mieszkania, budynków gospodarczych i światła uliczne(choć nie za jasny).

Jeśli otrzymasz falownik ze wskaźnikami 100 woltów i baterią 75 amperów, wiatrak będzie znacznie mocniejszy i produktywny: będzie wystarczająco dużo prądu zarówno do nadzoru wideo, jak i alarmu.

Do wykonania generatora wiatrowego potrzebne będą szczegóły projektowe, Materiały eksploatacyjne i narzędzia. Pierwszym krokiem jest znalezienie odpowiedniego Składowych elementów wiatraki, których wiele można znaleźć wśród starych zapasów:

• Generator z samochodu o mocy około 12 V;
• Akumulator 12 V;
• Przełącznik półhermetyczny przyciskowy;
• Spis;
• Przekaźnik samochodowy służący do ładowania akumulatora.

Będziesz także potrzebować materiałów eksploatacyjnych:

• Elementy złączne (śruby, nakrętki, taśma izolacyjna);
• Pojemnik stalowy lub aluminiowy;
• Okablowanie o przekroju 4 metrów kwadratowych. mm (dwa metry) i 2,5 mkw. mm (jeden metr);
• Maszt, statyw i inne elementy zwiększające stabilność;
• Mocna lina.

Wskazane jest znalezienie, przestudiowanie i wydrukowanie rysunków turbin wiatrowych własnymi rękami. Przydadzą Ci się także narzędzia, m.in. szlifierka, miernik, szczypce, wiertarka, ostry nóż, wiertarka elektryczna, śrubokręty (Phillips, minus, wskaźnik) i klucze.

Po przygotowaniu wszystkiego, czego potrzebujesz, możesz rozpocząć montaż, skupiając się na instrukcje krok po kroku powiedzenie, jak zrobić generator wiatrowy własnymi rękami:

• Z metalowego pojemnika wytnij ostrza tego samego rozmiaru, pozostawiając nietknięty pasek metalu kilka centymetrów u podstawy.
• Symetrycznie wykonaj otwory wiertłem pod istniejące śruby w dnie podstawy zbiornika i kole pasowym generatora.
• Zegnij ostrza.
• Zamocuj koło pasowe ostrza.
• Zamontuj i zabezpiecz generator na maszcie za pomocą zacisków lub liny, cofając się od góry o około dziesięć centymetrów.
• Ustal okablowanie (do podłączenia akumulatora wystarczy metrowy rdzeń o przekroju 4 mm2, do ładowania oświetleniem i urządzeniami elektrycznymi - 2,5 mm2).
• Zaznaczyć schemat połączeń, kolor i oznaczenie literowe do przyszłych napraw.
• Zamontuj przetwornik za pomocą ćwierćprzewodu.
• W razie potrzeby udekoruj konstrukcję wiatrowskazem i pomaluj.
• Zabezpieczyć przewody nawijając maszt instalacyjny.

Generatory wiatrowe 220 V typu „zrób to sam” są okazją do zapewnienia domu letniego lub Dom wakacyjny darmowy prąd w tak szybko, jak to możliwe. Nawet początkujący może skonfigurować taką instalację, a większość szczegółów konstrukcji od dawna jest bezczynna w garażu.

Zrób to sam zdjęcie turbin wiatrowych

Energia wiatrowa uderza swoją różnorodnością i niezwykły projekt projekty turbin wiatrowych. Istniejące projekty turbin wiatrowych, a także proponowane projekty stawiają energetykę wiatrową pod względem oryginalności rozwiązań technicznych w stosunku do wszystkich innych minikompleksów energetycznych wykorzystujących odnawialne źródła energii.

Obecnie istnieje wiele różnych projektów koncepcyjnych turbin wiatrowych, które można podzielić na dwa główne typy ze względu na rodzaj kół wiatrowych (wirniki, turbiny, śmigła). Są to turbiny wiatrowe o poziomej osi obrotu (łopatkowe) i pionowej (karuzelowe, tzw. turbiny w kształcie litery H).

Turbiny wiatrowe o poziomej osi obrotu. W wiatrakach o poziomej osi obrotu wał wirnika i generator znajdują się u góry, natomiast układ musi być skierowany na wiatr. Małe wiatraki prowadzone są za pomocą systemów łopatkowych, natomiast duże (przemysłowe) instalacje posiadają czujniki wiatru i serwa, które obracają oś obrotu w kierunku wiatru. Większość przemysłowych turbin wiatrowych wyposażona jest w przekładnie, które umożliwiają dostosowanie systemu do aktualnej prędkości wiatru. Ze względu na to, że maszt tworzy za sobą przepływy turbulentne, koło wiatrowe jest zwykle zorientowane w kierunku przeciwnym do przepływu powietrza. Łopaty koła wiatrowego są wystarczająco mocne, aby zapobiec ich kontaktowi z masztem podczas silnych podmuchów wiatru. Turbiny wiatrowe tego typu nie wymagają instalowania dodatkowych mechanizmów orientujących wiatr.

Koło wiatrowe o osi poziomej

Koło wiatrowe może być wykonane z różną liczbą łopat: od turbin wiatrowych jednołopatowych z przeciwwagami po turbiny wielołopatowe (do 50 i więcej łopat). Wiatraki o osi poziomej obroty są czasami wykonywane w ustalonym kierunku, tj. nie mogą obracać się wokół osi pionowej prostopadłej do kierunku wiatru. Tego typu generatory wiatrowe stosuje się tylko w obecności jednego dominującego kierunku wiatru. W większości przypadków układ, na którym zamocowane jest koło wiatrowe (tzw. głowica) jest obrotowy, zorientowany w kierunku wiatru. W przypadku małych turbin wiatrowych wykorzystuje się do tego celu ogony, natomiast w przypadku dużych, orientację kontroluje elektronika.

Stosuje się szereg metod ograniczania prędkości obrotowej koła wiatrowego przy dużych prędkościach wiatru, w tym ustawianie łopatek w pozycji łopatkowej, stosowanie zaworów stojących na łopatach lub obracających się wraz z nimi itp. Łopaty można mocować bezpośrednio do wał generatora lub moment obrotowy może być przenoszony z jego obręczy przez wał wyjściowy na generator lub inną pracującą maszynę.

Obecnie wysokość masztu przemysłowego generatora wiatrowego waha się od 60 do 90 m. Koło wiatrowe wykonuje 10-20 obrotów na minutę. Niektóre systemy mają przekładnię typu plug-in, która umożliwia szybsze lub wolniejsze obracanie się koła wiatrowego w zależności od prędkości wiatru, przy jednoczesnym zachowaniu wytwarzania energii. Wszystkie nowoczesne generatory wiatrowe wyposażone są w system ewentualnego automatycznego wyłączenia w przypadku zbyt silnych wiatrów.

Głównymi zaletami osi poziomej są: zmienne nachylenie łopatek turbiny, co pozwala na maksymalne wykorzystanie energii wiatru w zależności od warunków atmosferycznych; wysoki maszt pozwala „dotrzeć” do silniejszych wiatrów; wysoka wydajność ze względu na kierunek koła wiatrowego prostopadły do ​​wiatru.

Jednocześnie oś pozioma ma wiele wad. Należą do nich wysokie maszty dochodzące do 90 m wysokości i długie, trudne w transporcie lemiesze, masywność masztu, konieczność skierowania osi w stronę wiatru itp.

Turbiny wiatrowe z pionową osią obrotu. Główną zaletą takiego systemu jest brak konieczności kierowania osi w stronę wiatru, gdyż turbina wiatrowa wykorzystuje wiatr wiejący z dowolnego kierunku. Dodatkowo upraszcza się konstrukcję i zmniejsza obciążenia żyroskopowe, powodujące dodatkowe naprężenia w łopatkach, układzie przeniesienia napędu i innych elementach instalacji z poziomą osią obrotu. Takie instalacje sprawdzają się szczególnie na terenach o zmiennym wietrze. Turbiny pionowo-osiowe pracują przy niskie prędkości wiatr i dowolny jego kierunek bez orientacji na wiatr, ale mają niską wydajność.

Autorem pomysłu stworzenia turbiny o pionowej osi obrotu (turbina w kształcie litery H) jest francuski inżynier George Jean Marie Darius (Jean Marie Darier). Ten typ turbin wiatrowych został opatentowany w 1931 roku. W przeciwieństwie do turbin o osi poziomej, turbiny w kształcie litery H „wychwytują” wiatr, gdy zmienia on kierunek, nie zmieniając przy tym położenia samego wirnika. Dlatego turbiny wiatrowe tego typu nie mają „ogona” i na zewnątrz przypominają beczkę. Wirnik ma pionową oś obrotu i składa się z dwóch do czterech zakrzywionych łopatek.

Łopaty tworzą przestrzenną konstrukcję, która obraca się pod wpływem sił nośnych powstających na łopatach pod wpływem przepływu wiatru. W wirniku Darrieusa współczynnik wykorzystania energii wiatru osiąga wartości 0,300,35. Ostatnio przeprowadzono prace nad silnikiem rotacyjnym Darrieus z prostymi łopatkami. Obecnie generator wiatrowy Daria można uznać za głównego konkurenta generatorów wiatrowych łopatkowych.

Instalacja ma dość wysoką wydajność, ale na maszcie powstają poważne obciążenia. System charakteryzuje się także dużym momentem rozruchowym, którego wiatr nie jest w stanie wytworzyć. Najczęściej odbywa się to pod wpływem czynników zewnętrznych.

Wirnik Savoniusa

Innym typem koła wiatrowego jest wirnik Savonius, stworzony przez fińskiego inżyniera Sigurta Savoniusa w 1922 roku. Moment obrotowy powstaje, gdy powietrze przepływa wokół wirnika ze względu na różny opór wypukłych i wklęsłych części wirnika. Koło jest proste, ale ma bardzo niski współczynnik wykorzystania energii wiatru - tylko 0,1-0,15.

Główną zaletą pionowych turbin wiatrowych jest to, że nie potrzebują mechanizmu orientującego wiatr. Posiadają generator i inne mechanizmy umieszczone na niewielkiej wysokości w pobliżu podstawy. Wszystko to znacznie upraszcza projekt. Elementy robocze znajdują się blisko podłoża, co ułatwia ich konserwację. Niska minimalna robocza prędkość wiatru (2-2,5 m/s) powoduje mniejszy hałas.

Jednak poważną wadą tych turbin wiatrowych jest znacząca zmiana warunki opływu skrzydła podczas jednego obrotu wirnika, powtarzane cyklicznie w trakcie pracy. Ze względu na straty obrotowe w stosunku do przepływu powietrza większość turbin wiatrowych z pionową osią obrotu jest prawie o połowę mniej wydajna niż te z osią poziomą.

Poszukiwania nowych rozwiązań w energetyce wiatrowej trwają i pojawiają się już oryginalne wynalazki, jak np. turbożagiel. Generator wiatrowy montowany jest w postaci długiej pionowej rury o wysokości 100 m, w której ze względu na gradient temperatury pomiędzy końcami rury następuje silny przepływ powietrza. Sam generator elektryczny wraz z turbiną proponuje się zamontować w rurze, w wyniku czego przepływ powietrza zapewni obrót turbiny. Jak pokazuje praktyka eksploatacji takich elektrowni wiatrowych, po rozkręceniu turbiny i specjalnym podgrzaniu powietrza przy dolnej krawędzi rury, nawet przy spokojnym wietrze (i spokoju), w rurze powstaje silny i stabilny przepływ powietrza . To sprawia, że ​​​​takie turbiny wiatrowe są obiecujące, ale tylko na terenach opuszczonych (podczas pracy taka instalacja zasysa do rury nie tylko małe przedmioty, ale także duże zwierzęta). Instalacje te otoczone są specjalną siatką ochronną, a układ sterowania znajduje się w wystarczającej odległości.

Turbożagiel

Specjaliści pracują nad stworzeniem specjalnego urządzenia do zagęszczania wiatru – dyfuzora (zagęszczarki energii wiatrowej). W ciągu roku turbina wiatrowa tego typu jest w stanie „złapać” 4-5 razy więcej energii niż konwencjonalna. Dużą prędkość obrotową koła wiatrowego uzyskuje się za pomocą dyfuzora. W jej wąskiej części przepływ powietrza jest szczególnie szybki, nawet przy stosunkowo słabym wietrze.

Generator wiatrowy z dyfuzorem

Jak wiadomo, prędkość wiatru rośnie wraz z wysokością, co stwarza korzystniejsze warunki do wykorzystania turbin wiatrowych. Latawce zostały wynalezione w Chinach około 2300 lat temu. Pomysł wykorzystania latawca do podniesienia turbiny wiatrowej na wysokość stopniowo wchodzi w życie.

latający generator wiatrowy

Szwajcarscy projektanci firmy Etra zaprezentowali nowy projekt nadmuchiwanych latawców, które przy masie skrzydła 2,5 kg mogą unieść do 100 kg. Można je stosować do montażu na statkach morskich i podnoszenia na duże wysokości (do 4 km) turbin wiatrowych. W 2008 roku taki system został przetestowany podczas rejsu kontenerowca Beluga SkySails z Niemiec do Wenezueli (oszczędność paliwa wyniosła ponad 1000 dolarów dziennie).

Żagle Beluga Sky

Na przykład w Hamburgu firma Beluga Shipping zainstalowała taki system na masowcu Beluga SkySails z silnikiem Diesla. Latawiec w formie paralotni o powierzchni 160 m2 wznosi się w powietrze na wysokość do 300 m dzięki sile nośnej wiatru. Skrzydło podzielone jest na przedziały, do których na polecenie komputera doprowadzane jest sprężone powietrze za pomocą elastycznych rurek. Do 2013 roku Beluga SkySails zamierza wyposażyć w taki system około 400 statków towarowych.

Wiatraki „Witrołow”

Ciekawym rozwiązaniem jest konstrukcja głowicy wiatrowej Vetrolov. Korpus obrotowy generatora jest odpowiednio długi (około 0,5 m), w części środkowej (w szczelinie od kołnierza generatora do łopatek) znajduje się mechanizm składania łopatek. Zgodnie z zasadą działania przypomina mechanizm otwierania parasola automatycznego, a ostrza przypominają skrzydło lotni. Aby ostrza nie opierały się o siebie podczas składania, osie ich mocowania są nieco przesunięte. Cztery ostrza (przez jedno) idą do wewnątrz, a cztery - na zewnątrz. Po złożeniu powierzchnia oporu wiatraka zmniejsza się prawie czterokrotnie, a współczynnik oporu aerodynamicznego prawie dwukrotnie.

W górnej części wspornika wiatraka zamontowany jest „wahacz” z pionową osią obrotu. Na jednym końcu znajduje się generator wiatrowy, na drugim – przeciwwaga. Przy słabym wietrze generator wiatrowy podnosi się za pomocą przeciwwagi ponad górny znak podpory, tak aby oś wiatraka była pozioma. Gdy wiatr wzrasta, nacisk na koło wiatrowe wzrasta i zaczyna ono opadać, obracając się wokół osi poziomej. Zatem działa inny system „unikania” silnych wiatrów. Konstrukcja pozwala na zbudowanie wahaczy w taki sposób, aby turbiny wiatrowe były instalowane jedna po drugiej. Okazuje się, że jest to rodzaj girlandy identycznych modułów, które przy słabym wietrze stoją jeden nad drugim, a przy silnym wietrze opadają, „chowając się” w „cieniu wiatru” koła wiatrowego. Obejmuje to również zdolność systemu do dostosowania się do obciążenia zewnętrznego.

Generator wiatrowy Eolic

Projektanci Marcos Madia, Sergio Oashi i Juan Manuel Pantano opracowali przenośną turbinę wiatrową Eolic. Do produkcji urządzenia wykorzystano wyłącznie materiały z aluminium i włókna węglowego. Po złożeniu turbina Eolic ma długość około 170 cm.Doprowadzenie Eolic ze złożonej do stanu roboczego zajmie 2-3 osoby, a proces ten zajmie 15-20 minut. Ten generator wiatrowy można złożyć do przenoszenia.

Turbina wiatrowa Revolution Air Design

Obecnie istnieje wiele projektów i rozwiązań projektowych. Tak więc francuski projektant Philippe Starck stworzył turbinę wiatrową Revolution Air. Projekt wiatraka nosi nazwę „Ekologia Demokratyczna”.

Generator wiatrowy Kula Energii

Międzynarodowa grupa projektantów i inżynierów Home-energy zaprezentowała swój produkt – turbinę wiatrową Energy Ball. Główna cecha Nowością jest rozmieszczenie ostrzy w zależności od rodzaju kuli. Wszystkie są połączone z wirnikiem na obu końcach. Wiatr przechodząc przez nie wieje równolegle do wirnika, co zwiększa wydajność generatora. Energy Ball może pracować nawet przy bardzo małych prędkościach wiatru i wytwarza znacznie mniej hałasu niż konwencjonalne wiatraki.

Generator wiatrowy Tretiakow

Wyjątkową turbinę wiatrową stworzyli projektanci z Samary. Stosowany w środowisku miejskim jest tańszy, bardziej ekonomiczny i wydajniejszy niż europejskie odpowiedniki. Generator wiatrowy Trietiakowski to czerpnia powietrza, która wychwytuje nawet stosunkowo słabe prądy powietrza. Nowość zaczyna generować energię użytkową już przy prędkości 1,4 m/s. Ponadto nie jest konieczna kosztowna instalacja: urządzenie można umieścić na budynku, maszcie, moście itp. Ma wysokość 1 m i długość 1,4 m. Sprawność jest stała - około 52%. Moc aparatury przemysłowej wynosi 5 kW. W odległości 2 m hałas elektrowni wiatrowej wynosi niecałe 20 dB (dla porównania: hałas wentylatorów wynosi od 30 do 50 dB).

Windtronika

Amerykańska firma Wind Tronics z Michigan opracowała kompaktową turbinę wiatrową do zastosowania w prywatnych gospodarstwach domowych. Twórcą technologii jest firma Wind Tronics, a gigant produkcyjny Honeywell uruchomił produkcję turbin wiatrowych. Zaprojektowany z myślą o zerowym wpływie na środowisko.

W instalacji tej zastosowano bezprzekładniowy wirnik turbiny Blade Tip Power System (BTPS), który umożliwia pracę turbiny wiatrowej w znacznie szerszym zakresie prędkości wiatru, a także zmniejsza opory mechaniczne i masę turbiny. Wind Tronics zaczyna wirować przy prędkości wiatru już od 0,45 m/s i działa do 20,1 m/s! Z obliczeń wynika, że ​​taka turbina generuje prąd średnio o 50% częściej i dłużej niż tradycyjne turbiny wiatrowe. Nawiasem mówiąc, automatyka z stale podłączonym do niej anemometrem monitoruje prędkość i kierunek wiatru. Po osiągnięciu maksymalnej prędkości roboczej turbina po prostu obraca się w stronę wiatru opływową stroną. Automatyka systemu natychmiast reaguje na przechłodzony deszcz, który może spowodować oblodzenie. Technologia została już opatentowana w ponad 120 krajach.

Zainteresowanie małymi turbinami wiatrowymi rośnie na całym świecie. Wiele firm pracujących nad rozwiązaniem tego problemu odniosło sukces w tworzeniu własnych, oryginalnych rozwiązań.

Optiwinda 300

Optiwind produkuje oryginalne turbiny wiatrowe Optiwind 300 (300 kW, koszt - 75 tys. euro) i Optiwind 150 (150 kW, koszt - 35 tys. euro). Przeznaczone są do zbiorowego oszczędzania energii w osiedlach i gospodarstwach rolnych (rys. 12). Główną ideą jest gromadzenie energii wiatrowej za pomocą ułożonych w stos konstrukcji kilku turbin na przyzwoitej wysokości. Optiwind 300 jest wyposażony w wieżę o wysokości 61 m, platformę akceleratora o średnicy 13 m, a każdą turbinę o średnicy 6,5 m.

GEDAYC

Konstrukcja turbiny GEDAYC ma nietypowy wygląd (ryc. 13). Niska waga pozwala turbinie efektywnie obracać generator przy prędkości wiatru 6 m/s. Nowa konstrukcja ostrzy wykorzystuje zasadę zbliżoną do „systemu” latawiec. Turbiny GEDAYC zostały już zainstalowane na trzech turbinach wiatrowych o mocy 500 kW dostarczających energię do wyrobisk kopalni. Instalacja turbin GEDAYC i ich próbna eksploatacja wykazały, że dzięki nowej konstrukcji turbiny są lżejsze, wygodniejsze w transporcie i łatwiejsze w utrzymaniu.

Honeywella

Opracowano Earth Tronics nowy typ„Domowe” turbiny wiatrowe Honeywell. System umożliwia wytwarzanie prądu na końcach ostrzy, a nie na osi (jak wiadomo, prędkość obrotu końcówek ostrzy jest znacznie większa niż prędkość obrotu osi). Tym samym w turbinie Honeywell nie zastosowano przekładni i generatora jak w konwencjonalnych turbinach wiatrowych, co upraszcza konstrukcję, zmniejsza jej masę i próg prędkości wiatru, przy której turbina wiatrowa zaczyna wytwarzać prąd.

W Chinach powstał pilotażowy projekt turbiny wiatrowej wykorzystującej lewitację magnetyczną. Zawieszenie magnetyczne umożliwiło zmniejszenie początkowej prędkości wiatru do 1,5 m/s i tym samym zwiększenie całkowitej mocy generatora o 20% w ciągu roku, co powinno obniżyć koszt wytworzonej energii elektrycznej.

Turbina Magleva

Firma Maglev Wind Turbine Technologies z siedzibą w Arizonie zamierza produkować turbiny wiatrowe Maglev Turbine o osi pionowej o maksymalnej mocy 1 GW. Egzotyczny model turbiny wiatrowej wygląda jak wysoki budynek, ale w stosunku do swojej mocy jest niewielki. Jedna turbina Maglev może dostarczyć energię do 750 tysięcy domów i zajmuje obszar (wraz ze strefą wykluczenia) około 40 hektarów. Turbina ta została wynaleziona przez wynalazcę Eda Mazura, założyciela MWTT. Turbina Maglev unosi się na podkładce magnetycznej. Główne składniki nowa instalacja umieszczone na poziomie gruntu, są łatwiejsze w utrzymaniu. Teoretycznie nowa turbina pracuje normalnie zarówno przy bardzo słabym wietrze, jak i przy bardzo silnym wietrze (ponad 40 m/s). Spółka zamierza w pobliżu swoich turbin otwierać centra naukowo-dydaktyczne.

Studiując dorobek twórczy genialnego rosyjskiego inżyniera Władimira Szuchowa (1853-1939), specjaliści Inbitek-TI LLC zwrócili uwagę na jego pomysły wykorzystania hiperboloidów z prętów stalowych w architekturze i budownictwie.

Turbina wiatrowa typu hiperboloidowego

Potencjał takich konstrukcji nie jest dziś w pełni poznany i nie zbadany. Wiadomo również, że Szuchow nazwał swoją pracę z hiperboloidami „badaniami”. Na podstawie jego pomysłów pojawił się rozwój obrotowych turbin wiatrowych o zupełnie nowej konstrukcji. Taka konstrukcja pozwoli uzyskać prąd nawet przy bardzo małych prędkościach wiatru. Do startu z miejsca spoczynku wymagana jest prędkość wiatru 1,4 m/s. Osiąga się to poprzez wykorzystanie efektu lewitacji wirnika generatora wiatrowego. Generator wiatrowy tego typu jest w stanie rozpocząć pracę nawet przy wznoszących się prądach powietrza, co z reguły ma miejsce nad rzeką, jeziorem, bagnem.

Mobilna turbina wiatrowa

Inny ciekawy projekt – generator wiatrowy Mobile Wind Turbine – opracowali projektanci studia Pope Design (ryc. 17). Jest to mobilny generator wiatrowy umieszczony na podstawie ciężarówki. Do obsługi mobilnej turbiny wiatrowej potrzebny jest jedynie kierowca. Ta turbina wiatrowa może być używana w obszarach klęski żywiołowe, podczas likwidacji skutków sytuacji nadzwyczajnej i podczas przywracania infrastruktury.

WNIOSEK

Aktualny stan energetyki wiatrowej, proponowane projekty i rozwiązania techniczne turbiny wiatrowe i „zagęszczarki wiatrowe” pozwalają niemal wszędzie tworzyć mini-farmy wiatrowe do użytku prywatnego. Próg prędkości „zerwania” generatora wiatrowego został znacznie obniżony w wyniku rozwoju technicznego, zmniejszają się także wskaźniki masy i wielkości turbin wiatrowych. Pozwala to na eksploatację turbin wiatrowych w „domowych” warunkach.

Svetlana KONSTANTINOVA, kandydat nauk technicznych, profesor nadzwyczajny, BNTU