Вертикальный ветряк: Вертикальный ветрогенератор своими руками: как собрать ветряк

Содержание

Чем лучше и чем хуже вертикальный ветрогенератор в плане эксплуатации

Использование энергии ветра для выработки электричества – одна из перспективных форм развития альтернативной энергетики. Вертикальный ветрогенератор является перспективным направлением развития отрасли, т.к. имеет ряд преимуществ по сравнению с горизонтальными аналогами.

Принцип работы

Вертикальный ветряк представляет собой цилиндр, устанавливаемый на основание. Благодаря своей форме, работает вне зависимости от направления ветра. Вне зависимости от вида вертикального ветрогенератора,  он устроен таким образом, чтобы давление потока воздуха на одну из его сторон было выше, чем на другую.

Благодаря такой разнице в давлении происходит вращение оси генератора и выработка электричества. Из-за того, что сила ветра направлена на обе стороны ветрогенератора, показатель стартовой скорости ветра немного больше, чем у горизонтальных ветряков, но при должном качестве деталей, существует самораскрутка – т.е. значительное увеличение оборотов генератора даже при небольшом (от 3,5 м/с) ветре.

Какая конструкция лучше

Существует несколько принципиально разных конструкций вертикальных ветрогенераторов, каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками.

  1. Ветряк Савониуса — полукруглые лопасти

    Ротор Савониуса. Модель такого вертикального ветряка включает в себя две или более лопасти, выполненные в форме полукруга. При этом давление, оказываемое на «открытую» часть круга значительно превышает то, которое воздействует на противоположную сторону. Конструкция достаточно проста в изготовлении, поэтому пользуется наибольшей популярностью среди самодельных вертикальных ветрогенераторов. Недостатки:
    • Большая «парусность». Воздействие ветра кренит всю конструкцию, создавая напряжение в оси и выводя из строя подшипник, на котором вращается весь ротор.
    • Конструкция не способна начать вращаться самостоятельно при наличии двух или трех лопастей, поэтому два таких ротора необходимо закреплять на одной оси одну под другой под углом в 90°

  2. На ортогональный ротор устанавливают дополнительные статические экраны для увеличения производительности

    Ротор Дарье или ортогональный. Существует множество модификаций такого вертикального ветрогенератора, но принцип работы остается неизменным. Вращение происходит за счет крылообразной формы лопасти генератора. При воздействии потока воздуха создается подъемная сила, за счет которой и вращается ось. Недостатки:
    • Низкая, даже по меркам ветрогенераторов, эффективность.
    • Скорость ветра для полной раскрутки такого генератора должна быть не менее 4 м/с. При этом до набора полной скорости вращения такого ротора, нагрузку к ветряку подключать нельзя – остановится.
    • Шумность. Если в остальных моделях шум издают только подвижные части (подшипники), то вертикальный ветрогенератор такого типа шумит лопастями. Очень сильно.
    • Из-за вибрации быстро выводит из строя подшипники и все несущие элементы конструкции.

  3. Геликоидный ротор имеет сложную конструкцию

    Геликоидный ротор. Этот вертикальный ветрогенератор имеет замысловатую форму, но по — сути это ортогональный ветрогенератор с вертикальной осью, только лопасти у него закручены вдоль несущей оси, что значительно повышает срок службы всей конструкции, т.к. обеспечивает равномерную нагрузку на подшипник и мачту со всех сторон. Недостатки:
    • Сложность в изготовлении, отсюда высокая стоимость вертикального ветряка.

  4. Многолопастной ветряк

    Многолопастной вертикальный ветрогенератор. Если рассматривать только коммерческие образцы – этот тип ротора является наиболее производительным и дает наименьшую нагрузку на несущие детали. Внутри такого вертикального ветряка содержится дополнительный ряд статичных лопастей, которые направляют поток воздуха таким образом, чтобы максимально увеличить эффективность ротора. Недостатки:
    • Высокая стоимость устройства из-за большого количества деталей.

Плюсы вертикальной оси

Положительные качества всех вертикальных ветрогенераторов:

  1. Не направляются по ветру, работают при любой его направленности.
  2. В отличие от ветрогенераторов с горизонтальной осью, имеет только одну ось вращения, следовательно бо́льший срок службы.
  3. Возможна установка на небольшой высоте — от 1,5м, в зависимости от модели.
  4. Все важные подвижные элементы находятся в нижней части генератора, что позволяет удобно его обслуживать.

    Важно. При необходимости вал ротора увеличивается до необходимой длины для удобства доступа к статору, без существенной потери КПД.

  5. Возможность собрать действующий ветрогенератор своими руками из подручных материалов.
  6. Благодаря возможности создания жесткой конструкции с несколькими точками опоры, вертикальные ветрогенераторы работают при бо́льшей максимальной скорости ветра.
  7. Более высокая устойчивость к разрушающему воздействию ветра.
  8. В этих ветряках возможно создание собственной циркуляции воздуха, за счет чего образуется быстроходный эффект, когда линейная скорость лопастей в 20 и более раз превышает скорость ветра.

Минусы

  1. Громоздкость конструкции. Самые легкие вертикальные ветряки весят не менее 300 кг вместе со стойкой.
  2. Низкая эффективность по сравнению с горизонтальным.
  3. Шумность. Ветряк издает шум от лопастей во время работы.

Видео. Геликоидный ветрогенератор

В ролике наглядно показана работа геликоидного ветряка, установленного на специальной мачте

Виды контроллеров для солнечных батарей и как выбирать Подбираем аккумулятор для солнечной электростанции Power Bank с солнечной батареей — расчет на безграмотность Виды садовых светильников и фонарей на солнечных батареях, как и где использовать.

виды ветряков с вертикальной осью вращения, делаем своими руками по чертежам, российского и другого производства

Ветер имеет большую движущую силу, которую человек может использовать в своих целях. Это источник экологически чистой энергии. Используя ветрогенератор, можно получать дополнительную бесплатную мощность. В сегодняшней статье мы рассмотрим вертикальные виды ветрогенераторов, их особенности и виды.

Устройство и принцип работы

Ветрогенератор – это самый простой способ получения альтернативной энергии для нужд дома. Это устройство призвано преобразовывать силу ветра в электрический ресурс. Дополнительных приспособлений для определения направления ветра не требуется. Описываемое устройство способно работать на низкой высоте, что позволяет его обслуживать без применения снаряжения для высотных работ.

Простота конструкции и минимальный набор подвижных деталей делают это устройство надежным и долговечным.

Правильная форма лопастей и оригинальное строение ротора позволяют получить от генератора высокий уровень КПД, в независимости от направления ветра. Во время работы этого генератора полностью отсутствует любой шум, поэтому он не будет мешать пользователю и его соседям.

Не имеется никаких выбросов в атмосферу, агрегат может работать много лет без обслуживания.

Принцип работы описываемого генератора заключается в магнитной левитации. Во время вращения ротора возникают импульсные и подъемные силы и сила трения, которая тормозит ротор. Внешний вид вращающейся части представляет собой цилиндр, закрепленный на раме. Правильная форма лопастей позволяет производить вращение всегда в одну сторону, независимо от направления ветра. Вне зависимости от модели и вида подобного генератора, он будет работать только в том случае, если давление ветряного потока на одну сторону будет больше, чем на другую.

Если соблюсти эти условия, то мы получим постоянное вращение ведущей оси генератора и выработку электроэнергии. Поскольку ветер имеет воздействие на обе стороны вращающегося механизма, это значит, что для старта вертикальной конструкции потребуется больше усилий, чем для горизонтальной. Однако если в конструкции применены качественные запчасти, то возможна самораскрутка.

При минимальном ветре большой мощности получить не удастся, но если сила трения снижена всеми возможными способами, то это позволяет добиться нужного числа оборотов даже при скорости ветра 3-5 м/с.

Преимущества

Как и в случае с другими устройствами подобного типа, ветряные генераторы имеют свои преимущества:

  • не зависят от направления ветра;
  • использование этих устройств возможно при слабом ветре;
  • шум установки примерно равен 30 дБ.;
  • интересное и необычное изделие на вашем участке непременно заинтересует всех гостей и соседей.

Но, как и любого устройства, у «ветряков» имеется недостаток – это невозможность в полном объеме использовать силу ветра из-за невысокой скорости вращения ротора.

Какими бывают?

Среди вертикальных генераторов карусельного типа, которые применяются для бытовых нужд, можно выделить различные конструкции и виды. Они очень просты в обслуживании и не так сложны в плане конструкции. Основные детали, которые нуждаются в техническом обслуживании, находятся внизу, к ним имеется легкий доступ. Рассмотрим самые известные и распространенные типы ветряных генераторов с вертикальной осью вращения.

  • Ротор Савоуниса. Он состоит из 2 цилиндров, в которых скорость вращения и скорость ветра не зависят друг от друга. Даже при резких ветровых порывах агрегат продолжает вращение с заданной изначально скоростью. При таком условии можно сказать, что отсутствие связи скорости ветра со скоростью вращения генератора – это преимущество, однако, при этом воздушная сила используется лишь на 1/3. Геометрия лопастей позволяет им работать только в ¼ оборота.
  • Ротор Дарье. Конструкция может иметь 2 или 3 лопасти. Сборка и установка очень простая. Приводится в движение при помощи ручного запуска. Описываемая установка не имеет большой мощности.
  • Геликоидный ротор. Вращение этого генератора равномерное и плавное. Конструкция снимает с подшипников избыточную нагрузку, что существенно продлевает срок службы устройства. Монтаж установки такого типа очень продолжительный и трудоемкий. Сложная конструкция повлияла на увеличение конечной стоимости подобного продукта.
  • Многолопастной ротор. Подобная конструкция с лопастями разной формы и направления позволяет устройству работать даже при очень слабом ветре. Этот генератор считается мощным преобразователем электроэнергии и имеет высокий уровень КПД. Энергия из силы ветра добывается максимально. Такая конструкция, помимо того, что дорогая, имеет высокий уровень шума.
  • Ортогональный ротор. Такая установка начинает работать при скорости ветра 0.7 м/с. Конструкция состоит из 1 оси и лопастей. Уровень производимого шума минимален. Кроме всех технических характеристик, стоит отметить ее интересный и необычный внешний вид. Срок службы у такого устройства составляет несколько лет.

Стоит отметить, что тяжелые лопасти и конструкции в целом усложняют монтаж устройства на серьезной высоте. Кроме вертикальных ветряных генераторов, существуют еще горизонтальные модели. Разные варианты этих устройств имеют от 1 лопасти, их производительность больше, чем у вертикальных. Зато они имеют очень сильную привязанность к направлению движения ветра.

Обзор популярных моделей

Перед рассмотрением популярных моделей ветрогенераторов необходимо разобраться в их параметрах и критериях выбора описываемых изделий. Основными критериями при подборе являются:

  • максимальная мощность изделия;
  • объем добываемой энергии за 1 месяц;
  • минимальная скорость движения воздуха, при которой может работать генератор;
  • условия эксплуатации;
  • наличие устройств, которые защищают установку от перегрузок;
  • срок эксплуатации;
  • цена продукта.

На сегодняшний день ветряные генераторы производятся многими странами, в число которых входит и Россия. Их производят несколько организаций:

  • ООО «СКБ Искра»;
  • ЗАО «Ветроэнергетическая компания»;
  • ЛМВ «Ветроэнергетика»;
  • ЗАО «Агрегат-привод».

Агрегаты российского производства не так известны и востребованы в других странах, как роторные модели немецкого, датского, китайского и бельгийского производства. Ведущие мировые компании по производству ветряных генераторов тратят огромные деньги на разработки новых типов лопастей, генераторов, точных расчетов по передаточным числам. Продукция этих компаний имеет большой выбор по мощностям от 1-10 КВт и дополнительное оборудование, которое можно приобрести отдельно (наборы с концентратором, инвертором, аккумуляторами). Кроме мощности, имеются различия в цене и по комплектующим элементам. Российские компании производят ветреные генераторы с различными типами роторов и максимальной мощностью устройств. Самыми продаваемыми изделиями считаются следующие модели нового поколения.

  • ВУЭ-1.5. Это компактная установка, которая может перевозиться любым транспортом. В монтаже и эксплуатации она простая и понятная. Этот маленький генератор практически бесшумный. Имеет номинальную мощность 1.5 КВт. Выходное напряжение 48 V. Скорость ветра для нормальной работы должна быть в диапазоне 2.5-25 м/с.
  • ВУЭ-3 (6). Такое устройство предназначено для автономного снабжения небольшого потребителя (частный дом). Номинальная мощность описываемой установки – 3 КВт, но при установке дополнительного оборудования (инвертора и аккумуляторов) мощность можно увеличить до 6 КВт. Напряжение на выходе 48 V. Необходимая скорость ветра для работы – от 4 до 30 м/с.
  • ВУЭ-30. Установка ориентирована на питание большого дома или нескольких домов. Ее номинальная мощность равна 30 КВт. Напряжение на выходе имеет диапазон 90-400 V. Скорость ветра для работы установки должна быть от 4-60 м/с.

Как сделать своими руками?

Ветряной генератор – это не очень сложная конструкция, которую сможет собрать практически любой человек, если он имеет начальные навыки работы с ручным инструментом и обладает знаниями в электротехнике. Рассмотрим процесс сборки самого простого ветряного генератора для пользователей, начинающих осваивать альтернативные источники энергии.

Инструменты и материалы

Чтобы не ошибиться в размерах и собрать все правильно, можно воспользоваться любым готовым чертежом из интернета или можно начертить свой собственный и проверить его на деле. Для изготовления надежной и качественной конструкции потребуется:

  • листовой металл для изготовления лопастей с толщиной 0.8-0.9 мм, он не должен быть слишком тонким и слабым, чтобы его не погнул или не порвал сильный порыв ветра, но и слишком толстый материал также нежелателен, поскольку избыточный вес конструкции приведет к быстрому износу подшипников;
  • стальная пластина 40 мм или другого диаметра;
  • стальная труба 25 мм;
  • полуось от любого автомобиля с подшипником;
  • стальной уголок;
  • 2 шкива разного размера;
  • автомобильный генератор.

Схема изготовления

Схема сборки самодельного ветряного генератора простая, в нее всегда можно добавить свои конструкторские решения. Из листового металла нужно изготовить 4 лопасти, размер которых будет составлять 1000 на 800 мм. Для скрепления лопастей между собой применяется стальная полоса. В результате конструкция должна напоминать форму барабана. Лопасти должны быть направлены от центра к наружной стороне. Такое направление позволит иметь больший парус на захват воздушного потока, а при развороте лопасти ее обтекаемая форма будет иметь минимальное сопротивление воздуху.

Из стальной трубы изготавливается вертикальный упор, который одной стороной крепится к полуоси, а на противоположную устанавливаются получившиеся лопасти.

Сама полуось на подшипниках крепится к опоре, которая выполняется в произвольном виде и из имеющихся материалов. После того как конструкция будет собрана, самое время разместить на ней генератор.

Для большей производительности нам и понадобятся шкивы разных радиусов. Тот, который побольше, крепим на мачту, а который поменьше – на сам генератор. Если на генераторе имеется свой шкив, то можно использовать его. После этого генератор готов к выработке тока, но его нужно отправить в нужное нам место. Для этого прикрепляем к контактам провода. Желательно, чтобы они были медные и сечением не менее 1.5 кв. мм.

Обслуживание

Как и любая техника, ветряные генераторы нуждаются в регулярном обслуживании. Для качественной и бесперебойной работы необходимо смазывать все движущиеся части конструкции. Эту процедуру нужно проводить не реже, чем 2 раза в год. Поскольку конструкция имеет постоянную вибрацию, во время обслуживания нужно подтягивать ослабшие гайки и крепления проводов. Слабые и провисшие троса необходимо подтянуть и осмотреть лопасти на предмет трещин и надрывов.

В подобных изделиях желательно применять подшипники закрытого типа, чтобы в них попадало меньше влаги и пыли, а гайки должны иметь самостопорящееся кольцо из пластика. Это не избавит пользователя от необходимости обслуживания механизма, только обеспечит более продолжительный срок службы. При обнаружении на металлических деталях следов коррозии необходимо вовремя принять меры по защите металла. Краска по ржавчине исправит ситуацию.

Такой уход поможет продлить срок службы агрегата и обеспечит корректную работу установки без заклинивания и затруднений поворотов.

Где установить?

Одним из важнейших условий работы ветрогенератора является выбор места его установки. Идеальный вариант для работы описываемого устройства – открытая местность и точка установки выше всех посторонних сооружений и естественных преград для ветра (дома, деревья, холмы). Если этими требованиями пренебречь, то КПД вашего генератора упадет. Если имеется возможность разместить вертикально-осевой генератор на берегу реки, то это очень хорошее решение, поскольку ветра от воды дуют особенно часто. Хороший вариант размещения вашего генератора – на искусственной или естественной возвышенности. Места в полях тоже подойдут для размещения этого приспособления. Проще говоря, ему подойдет любая местность, на которой нет преград ветру.

Размещать генератор такого типа в черте города или в районах плотной застройки можно, но только на крыше и как можно выше, только так вы сможете добиться лучшего результата. Установка этого устройства на крыше многоквартирного дома может оказаться довольно трудной. Потребуется письменное согласие всех жильцов и разрешение от управляющей компании. Кроме этого, шум агрегата может быть слышен на верхних этажах, из-за этого уже установленную конструкцию могут потребовать убрать. Разместить на территории частного дома намного проще и быстрее, поскольку не нужно брать разрешения и договариваться.

Чтобы ваш генератор никому не мешал, его нужно разместить на расстоянии в 10-15 м от жилых построек, и тогда он никому не помешает.

Вертикальный ветрогенератор с мультипликатором представлен далее.

назначение, разновидности, преимущества и перспективы

к содержанию ↑

Назначение

Точное название этого несложного механизма, ветроэлектрическая установка (ВЭУ). Вертикальный ветряк, это название народное. Главное его предназначение, это превращение энергии ветра в электроэнергию. Упрощено, ВЭУ состоит из ротора, генератора и мачты, на которой закреплена эта конструкция. При рассмотрении всего комплекса, в котором ВЭУ занимает главное место, добавляются: контроллер заряда блока аккумуляторов, аккумуляторные батареи, инвертор, электрическая сеть с лампочками и розетками. Продолжительность работы сети потребителей определяется количеством аккумуляторов и их емкостью.

Вертикальный ротор ветряка снабжен дугообразными лопастями. Бывают лопасти прямые, но каплеобразного сечения. Лопасти, когда на них попадает ветер, при помощи эффекта подъемной силы раскручивают ротор. Он, в свою очередь раскручивает генератор, вырабатывающий электричество. Электроток по кабелю поступает к контроллеру, который регулирует зарядку блока аккумуляторных батарей и к инвертору, выравнивающему синусоиду поступающего тока. После инвертора, в сеть вашей дачи или коттеджа, подходит чистый ток, без перепадов напряжения. В зависимости от размера всей установки и скорости ветра, можно получать от 100 Ватт до 10 киловатт в час от одного ветряка.

Чем хороши вертикальные ветряки? Тем, что в своей работе они почти бесшумны и не создают вибрации. Размеры и разнообразная конфигурация их лопастей не портят внешний вид усадьбы. Вертикальные ветряки устанавливают на отдельных мачтах или крышах домов. Используя длинные, изогнутые лопасти, ветрогенератор можно установить даже на уровне земли что облегчит доступ к генератору и его обслуживанию. Такой механизм, не создает никакой нагрузки на окружающую среду, а птицы воспринимают его как неподвижный предмет и облетают не ударяясь. Вертикальные ветрогенераторы не боятся разнонаправленного ветра или бури, так как у них минимальное сопротивление ветру. Все эти качества позволяют устанавливать эти ВЭУ даже в городах, близко к жилью.

к содержанию ↑

Разновидности

Ветрогенераторы с ротором Савониуса, имеют две или более изогнутые лопасти в виде полуцилиндров, закрепленные на вертикальном валу, который проходит сквозь мачту. Внешне это очень красивые и оригинальные ветрогенераторы. Производство лопастей такого ветрогенератора требует высокотехнологической подготовки. Они начинают давать электроэнергию даже при малой скорости ветра.

Вертикальные ветряки с ротором Дарье снабжены двумя — тремя выпуклыми лопастями, без определенной аэродинамической направленности. Крепятся они в нижней и верхней точке оси ротора. Они могут устанавливаться на отдельных столбах или подготовленном фундаменте, на уровне земли. Иногда, роторы Дарье и Савониуса объединяют в одно целое и их свойства прекрасно дополняют друг друга.

Ортогональные вертикальные ветряки имеют ось и несколько ей параллельных, равноудаленных лопастей. В зависимости от силы ветра, и конкретного места установки, мачта может быть высотою от трех до восемнадцати метров. Вертикальная ось позволяет установить генератор и приводной механизм внизу, что облегчает к ним доступ и контроль над их состоянием.

Ветряки с геликоидным ротором, имеют второе свое название: ротор Горлова. Фактически это модификация ортогонального ветрогенератора с закрученными лопастями и их винтовым сечением. В этом случае механизм ВЭУ движется более плавно, а опорные подшипники генератора не испытывают вредных разнонаправленных сил. За счет этого вся механика становится более долговечной. Но производство сложных винтовых лопастей делает эту ВЭУ дороже чем простые ортогональные ветрогенераторы.

Многолопастные вертикальные ветряки являются самой удачной разновидностью ортогональных ветрогенераторов. Надо признать, что они более сложны в изготовлении, но они самые эффективные из всех рассмотренных ветрогенераторов. Их ротор состоит из двух рядов лопастей. Наружный ряд лопастей закреплен неподвижно, но с некоторым углом поворота к центру оси. Это создает постоянное направление ветра, проходящего сквозь наружный ряд лопастей. Щели между наружными лопастями уплотняют и усиливают поток воздуха, который давит на внутренний, движущийся ряд лопастей. За счет этой конструкции ВЭУ, она начинает крутиться от легкого ветерка со скоростью 0,2 метра в секунду. Его номинальная мощность достигается всего при 3 м/сек.

к содержанию ↑

Общие преимущества

  1. Вертикальные роторы без последствий переносят резкие порывы ветра, вплоть до бури;
  2. Нормально работают в условиях снегопадов и обледенения;
  3. Самостоятельно начинают вращаться при скорости ветра 0,2-0,5 метров в секунду;
  4. Они выходят на номинальную мощность при скорости всего 3-4 м/сек;
  5. Доступность разнообразных мест установки ветрогенератора. Это могут быть крыши зданий, платформы, осветительные столбы или передвижные бытовки.;
  6. Бесшумность движения вращающихся деталей, при любом ветре;
  7. Без флюгерной системы, ВЭУ легко ловит разнонаправленный ветер;
  8. Относительно небольшая рабочая скорость вращения, до 200 оборотов в минуту, продлевает работоспособность всех подшипников механизма, увеличивает срок между обслуживаниями установки;
  9. Минимальное количество движущихся элементов и неподвижно закрепленный внизу генератор установки. Это упрощает его осмотр и обслуживание без прекращения работы.;
  10. Вертикальная ВЭУ позволяет использовать любой низовой ветер, турбулентность, сквозняк вдоль улицы или между многоэтажками.;
  11. Возможность применения ВЭУ в местах нестабильного снабжения электроэнергией или там, где она отсутствует вообще;
  12. Ветроэлектрическая установка удобно располагается в местах, где запрещены высокие строения;
к содержанию ↑

Перспективы

Постоянно растущая цена на электроэнергию и другое энергетическое сырье сделает ветроэлектрическую установку обычным оборудованием для снабжения жилья человека электричеством. Вертикальные ветряки имеют высокую стартовую цену, но десятилетиями отдают людям бесплатную электроэнергию. Гарантийный срок работы ветряка 15 — 25 лет. Простота конструкции и применение современных материалов, дают уверенность, что ветрогенератор будет служить в несколько раз дольше.

То что у нас сегодня ветроэлектрические установки являются диковинкой, говорит только о том, как плохо мы используем бесплатную энергию природы. Сотни тысяч работающих ветрогенераторов установлены в Англии и других странах Западной Европы. Это наша перспектива, к которой мы обязательно придем.



Оцените статью:

Загрузка…

Поделитесь с друзьями:

Ветрогенератор бесшумный вертикальный

Ветрогенераторы вертикального типа предназначены для тех мест, где бесшумность работы и надёжность конструкции являются главными требованиями к электроустановкам. Сочетают в себе комфорт солнечных батарей и эффективность горизонтальных ветрогенераторов.

к содержанию ↑

Введение

Каждый, кто путешествовал на автомобиле по Европе наверняка хорошо запомнил поля ветряков вдоль дорог. Такие ветрогенераторы называются горизонтальным, основная их масса нацелена на промышленное применение в составе целых сетей. Однако использование подобных ветряных электроустановок (ВЭУ) в быту не так распространено даже в развитых странах. Появление новых ветрогенераторов вертикального типа позволяет надеяться на повышение популярности и массовости этого экологического способа получения электроэнергии. Вертикальный ветрогенератор отличается надёжностью, работой даже при слабом ветре, безопасностью и, самое главное, бесшумностью.

к содержанию ↑

Принцип работы


Для работы ротора вертикального ветряка используется эффект магнитной левитации, что позволяет ему фактически парить в воздухе. Применение магнитов из редкоземельных металлов позволяет компенсировать силу тяжести, а специальные автоматизированные системы удерживают механизм в нужной точке. Такой подход делает возможным начало раскручивания ротора при совсем малых порывах ветра на уровне лёгкого бриза (от 0.17 м/c). Уменьшение количества механических частей существенно повышает надёжность и долговечность всей конструкции, а также положительно сказывается на акустическом комфорте (уровень шума до 20 дб).

к содержанию ↑

Особенности

Многих потенциальных покупателей ветрогенераторов часто останавливает требовательность этих устройств к постоянному наличию ветра достаточной силы. Горизонтальный ветрогенератор стартует в среднем при ветре 7-8 м/c. Вертикальный генератор начинает работу уже при ветре 0.17 м/c, а на номинальную мощность выходит при 3 м/c.

Особенности ротора и лопастей, созданных с использованием принципов паруса, Савониса и Жуковского, позволяют осуществлять выработку электроэнергии при любом направлении и силе ветра.

Ветряки вертикального типа практически не требуют технического обслуживания. В работе используется тихоходный генератор на неодимовых магнитах без щёток. Классические горизонтальный генератор потребует технического обслуживания каждые полгода.

В требованиях к установке вертикального ветряка отсутствуют пункты о шумоизоляции или минимальном расстоянии до жилых объектов. Бесшумный режим работы достигается за счёт применения эффекта магнитной левитации, который позволяет свести на нет практически все вибрации и добиться шумовой нагрузки меньше 20 дб. Мачту ветряка можно установить даже на крышу дома, так как генератор практически бесшумный.

Многие вертикальные ветрогенераторы имеют модульную конструкцию. Это позволяет наращивать мощность уже существующих ветряков без полной перестройки проекта.

Для многих пользователей ветроустановки важно, чтобы генератор был устойчивым к агрессивной окружающей среде. Вся рабочая конструкция заключена в герметичный алюминиевый блок и не подвержена воздействию влаги. Кроме того, сама конструкция вертикального ветряка даёт возможность переносить даже ураганные порывы ветра.

к содержанию ↑

Минусы

Вертикальный ветрогенератор обладает рядом достоинств, но идеальных устройств пока сделать не удалось никому. Технологии позволяют улучшить отдельные моменты, но зачастую чем-то приходится жертвовать. Вертикальные ветрогенераторы не исключение, поэтому важно понимать какие минусы есть у данного класса устройств.

Одним из главных недостатков вертикального ветряка является низкий КПД в сравнении с горизонтальным ветрогенератором. Диапазон в 15-25% достаточно солидный в сравнении с солнечными батареями, но уступает горизонтально осевым ВЭУ, которые показывают КПД 35-45%. Цена одного ватта вырабатываемой энергии также уступает зачастую в несколько раз.

Вертикальный ветрогенератор достаточно сложная конструкция, что негативно сказывается на весе, а это, в свою очередь, затрудняет подъём устройства на большую высоту. Из-за этого появляются проблемы при «ловле» ветра, так как сильные порывы наблюдаются чаще всего на хорошей высоте. Выиграв в нижней границе старта ротора, можно проиграть из-за более низкой скорости ветра на высоте мачты вертикального ветряка.

Основные плюсы вертикальной схемы в принципе достижимы и в горизонтальных вариантах. Небольшое увеличение бюджета поспособствует установке дополнительной шумоизоляции и систем подстройки под направление ветра, исследованию розы ветров региона и выбору оптимальной высоты мачты.

к содержанию ↑

Области применения

Однозначно советовать именно вертикальные ветрогенераторы нельзя, всё зависит от того где планируется применять ВЭУ. Если позволяет пространство, на местности наблюдается стабильный хороший ветер и есть варианты для шумоизоляции, то горизонтальный ветрогенератор небольшой мощности с одной лопастью станет отличным выбором.

Использовать вертикальный ветрогенератор следует тогда, когда его главные преимущества действительно являются краеугольными в проекте. Самый яркий пример — вертикальный генератор на яхте. Отсутствие вибраций, низкий шум и возможность установки на любую поверхность сделают вертикальный ВЭУ незаменимым для любого транспортного средства, которое используется для длительных путешествий. Таким образом, основными критериями выбор в пользу вертикальной схемы можно назвать — близкое расположение ВЭУ к жилому объекту, стеснённость в пространстве установки, слабый ветер в области установки. В этом случае тихоходные бесшумные ветряки станут отличным выбором.

Полезная статья по теме: Преимущества и недостатки вертикальных ветроустановок в сравнении с «пропеллерами»

Оцените статью:

Загрузка…

Поделитесь с друзьями:

Ветрогенераторы вертикальные — ALTENEX.RU — портал об альтернативной и возобновляемой энергетике, ВИЭ, энергоэффективности и энергосбережении

Вертикальный ветряк имеет циклоническую форму, которая устанавливается на прочное основание. Функционирует независимо от направления движения ветра.

Статья:

ОПИСАНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Виды генераторов бывают различными, но и этот фактор никаким образом не влияет на воздействие воздушного потока. При этом воздух на одну сторону оказывает большее давление, чем на другую. В результате этой разницы в показаниях производится вращение генератора, а далее выработка электрической энергии. Сила ветра направляется одновременно на две стороны ветроустановки, однако при этом показания воздействия ветровых усилий все же больше, чем у аналогов горизонтального типа при предусмотренном качестве конструктивных элементов. Имеет место самораскрутка или увеличение крутящих оборотов даже при небольшой ветровой нагрузке, к примеру, от 3 м/с.

ВСЕГО СУЩЕСТВУЕТ НЕСКОЛЬКО РАЗНОВИДНОСТЕЙ ВЭУ

  1. Ротор Савониуса. Лопасти для вертикального ветрогенератора в количественном показателе могут проектироваться две и более. Выполняются они в форме полукруга. В принципе вращения заложено, что давление на внешнюю часть круга в несколько раз превышает показатели давления на противоположную сторону. Конструкция проста, и чтобы ее изготовить, необязательно обладать опытом этой работы. Но при всех ее преимуществах у нее имеются и недостатки. Во-первых, достигается высокая парусность. Под воздействием ветра подшипник выходит из строя и при этом создается напряжение в вертикальной оси, что способствует крену. Во-вторых, если лопастей всего 2 или 3, то вращение будет недостаточно обеспечиваться. Для этого производится установка одновременно двух ветряков при закреплении их под прямым углом.
  2. Ротор Дарье. Он же ещё имеет название ортогональный. При большом количестве модификаций этой конструкции в принципе работы заложена неизменность технологии. Процесс вращения производится за счет функционирования крылообразной лопасти. Под воздействием силы воздушного потока создается сила подъема, в результате этого происходит вращение оси. К недостаткам можно отнести невысокую эффективность функционирования конструкции. К тому же показатель скорости ветра должен быть не менее 4 м/с. Нельзя дополнительно производить подключение нагрузки до набора полных оборотов, иначе ветряк перестанет работать. Функционирование подвижных деталей усиливает шум лопастей. Ввиду высокой вибрации, происходит выход из строя подшипников, а также основных несущих элементов.
  3. Геликоидный ротор. Роторный ветрогенератор подобной формы необычен, по существу этот ветряк является ортогональным с вертикальной осью для обеспечения вращения. При этом обеспечивается равномерно распределенная нагрузка на ось и повышается срок эксплуатации. Этот роторный ветрогенератор при всех преимуществах обладает и некоторыми недостатками. Его изготовление достаточно сложно, и соответственно, по этой причине, имеет высокую цену.
  4. Многолопастной роторный ветряк. По сравнению с другими типами, этот генератор имеет высокую производительность. Наименьшая нагрузка на подвижные части позволяет его долго эксплуатировать. Внутри его размещены дополнительные лопасти, позволяющие улучшить результат работы ротора. Его стоимость высока в связи с установкой на нем дорогостоящих деталей.

Ветряки с вертикальной осью вращения сегодня начинают использоваться для выработки электроэнергии, что позволяет сэкономить ее и соответственно снизить денежные затраты на энергоресурсы.

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ОСЕЙ

Вертикальные ветряки отличаются некоторыми достоинствами, независимо от их типа:

  • функционируют при любом направлении ветра;
  • в связи с установленной вращающей ветродвигатели осью в единственном числе они меньше подвергаются износу, если их сравнивать с горизонтальными аналогами;
  • даже при установке на небольшой высоте он будет работать, но все зависит от модели;
  • удобство при обслуживании, так как самые важные части, обеспечивающие движение, находятся внизу.
  • собрать можно в домашних условиях, несмотря на отсутствие опыта;
  • в связи с жесткостью установки конструктивных элементов, ветрогенератоы вертикальные будут продолжать работу даже при запредельной скорости ветра;
  • устойчивость по отношению к нагрузкам силы ветров высока;
  • создание внутри конструктивных элементов внутренней циркуляции воздушного потока, именно по этой причине возникает эффект быстроходности;
  • установленная линейная скорость лопастей превышает скоростной поток ветра почти в 20 единиц.

Наряду с перечисленными достоинствами, ветрогенератор с вертикальной осью вращения обладает существенным преимуществом: вал ротора можно увеличивать до необходимой длины, при этом нет потери КПД.

НЕДОСТАТКИ КОНСТРУКЦИИ

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения имеют и некоторые минусы при эксплуатации:

  • конструкция габаритна, вес совместно со стойкой самого маленького технического устройства составляет 300 кг;
  • по отношению к горизонтальным, вертикально осевые ветрогенераторы менее эффективны;
  • во время работы лопастей зафиксированы высокие характеристики шума.

Модели ветряков можно приобрести в розничной продаже, но несложно изготовить их самим, при этом обладать опытом необязательно.

ветряные турбины с вертикальной осью | Symscape

Хотя группы ветряных турбин с горизонтальной осью являются нашим основным оружием в войне за сокращение выбросов парниковых газов и спасение планеты от последствий глобального потепления, существуют и другие интересные конструкции ветряных турбин. Ветряные турбины с вертикальной осью (VAWT) бывают различных форм и размеров для тех, кто стремится выбрать менее продвинутый путь.

Вертикально-осевая ветряная турбина Дарье Изображение предоставлено FloWind

CFD для ветряной турбины

Готовы ли вы к 30-дневной бесплатной пробной версии Caedium Professional?

Основным преимуществом ветряной турбины с вертикальной осью перед ветровой турбиной с горизонтальной осью является ее нечувствительность к направлению ветра и турбулентности.Таким образом, ветряк с вертикальной осью может быть установлен ближе к земле, что сделает его более безопасным и дешевым в строительстве и обслуживании. Тем не менее, ему все еще нужен доступ к хорошему ветру. Основным недостатком ветряной турбины с вертикальной осью является неэффективность оттягивания каждой лопасти назад через ветер при каждом полувращении. Удачно расположенная ветряная турбина с горизонтальной осью непрерывно приводится в движение ветром после выравнивания и может быть вдвое эффективнее, чем идеально расположенная ветряная турбина с вертикальной осью. Тем не менее, простота и разнообразие ветряных турбин с вертикальной осью представляет интерес для чтения, как показано ниже.

Дарье

Жорж Дарье был французским изобретателем ветряной турбины Дарье с вертикальной осью или «ветряной мельницы для взбивания яиц» в 1931 году, изготовленной FloWind (больше не продаваемой) для североамериканских клиентов. Darrieus — это высокоскоростная машина с низким крутящим моментом, подходящая для выработки электроэнергии переменного тока. Устройство развивает подъемную силу от двух или трех лопастей в форме буквы «С». Дарье не может запускаться самостоятельно, что требует либо ручного толчка, либо более сложного механизма запуска.

Giromill

Giromill (также известный как «мельница для взбивания яиц») использует тот же принцип, что и Darrieus, для улавливания энергии ветра, но использует 2 или 3 прямых лезвия, прикрепленных к вертикальной оси по отдельности.

Giromill Vertical-Axis Wind Turbine Лицензия: GNU Free Documentation License, Stahlkocher

Винтовые ножи

Заменяя лопасти Giromill спиральными лопастями, намотанными вокруг вертикальной оси (в ДНК-подобной структуре), можно свести к минимуму пульсирующий крутящий момент, который может привести к выходу из строя основных подшипников в конструкциях, разработанных Дарье.

Ветряная турбина с вертикальной осью спиральных лопастей Quietrevolution Design

Первоначальная идея этой ветряной турбины была вдохновлена ​​спиральной водяной турбиной Горлова, которая, в свою очередь, изначально была вдохновлена ​​конструкцией ветряной турбины Дарье.

Циклотурбина

Еще одна вариация Darrieus — Cycloturbine, которая по сути представляет собой Giromill с лезвиями с изменяемым углом атаки. Изменяя угол наклона лопасти при ее вращении против ветра, сопротивление лопасти сводится к минимуму.Эта модификация улучшает общую эффективность устройства, но также увеличивает его сложность. Кроме того, изменение угла лопасти во время запуска снижает требуемый пусковой крутящий момент и устраняет необходимость в стартере.

Савониус

Вертикально-осевая ветряная турбина Savonius — это медленно вращающаяся машина с высоким крутящим моментом, которая идеально подходит для привода насосов. В то время как большинство ветряных турбин используют подъемную силу, создаваемую лопастями в форме аэродинамического профиля для приведения в движение ротора, Savonius использует сопротивление и, следовательно, не может вращаться быстрее, чем скорость приближающегося ветра.

Savonius Vertical-Axis Wind Turbine Лицензия: CC BY 2.0, OiMax

Для питания электросети необходимо настроить относительно низкую скорость Savonius для выработки частот переменного тока, что увеличивает стоимость и снижает общую эффективность.

Несколько ветряных турбин с вертикальной осью, если таковые имеются, можно купить в готовом виде для личного использования. Тем не менее, это не препятствие для тех, кто готов создать собственную ветряную турбину с вертикальной осью — попробуйте.

ВЕТРОВАЯ ТУРБИНА ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСИ — скачать ppt

Презентация на тему: «ВЕТРОВАЯ ТУРБИНА ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСИ» — стенограмма презентации:

1 ВЕТРОВОЙ ТУРБИН С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ
КОНСТРУКЦИЯ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ: АБРАР БАША С ДИЛЛС ДЖОЗЕФ ФРАНСИС ХОЗЕ ГИГЕШ РУКОВОДСТВО ПО ПРОЕКТУ: MR.Р.КРИШНАКУМАР М.Э., (доцент)

2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ПРИНЦИП РАБОТЫ МЕТОДОЛОГИЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ
МОЩНОСТЬ И СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ НЕОБХОДИМЫЕ МАТЕРИАЛЫ РАСЧЕТНЫЙ БЮДЖЕТ ИСПОЛЬЗУЕТ ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ БУДУЩИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ Заключение Справочный запрос

3 ВВЕДЕНИЕ Целью этого проекта является выработка электроэнергии за счет изготовления ветряной мельницы Савониуса.Ветряная турбина — это машина, которая преобразует кинетическую энергию ветра в механическую. Если механическая энергия используется непосредственно механизмами, такими как насос или шлифовальные камни, машину обычно называют ветряной мельницей.

4 Ротор Савониуса S-образный.
Все эти конструкции вращаются относительно медленно, но обеспечивают высокий крутящий момент. Они могут пригодиться для измельчения зерна, откачки воды и многих других задач; но они не подходят для производства большого количества электроэнергии.Можно использовать коробку передач, но тогда страдает эффективность, и машина может вообще не запуститься легко. Этот проект разработан с использованием ветряной мельницы, динамо-машины и батареи.

5 ПРИНЦИП РАБОТЫ


6 Устройство ветряной мельницы — это механические устройства, легко вращающиеся.
Скорость вращения зависит от силы ветра.Устройство ветряной мельницы соединено с динамо-машиной. Таким образом, всякий раз, когда ветряная мельница вращается из-за ветра, вращается и динамо-машина. Электроэнергия вырабатывается в динамо-машине. Выработанная электроэнергия передается в аккумулятор через цепь зарядки.

8 ПОКУПКА КОМПОНЕНТОВ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ АНАЛИЗА VAWT ЗАКУПКА КОМПОНЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ КОНЕЧНЫЙ ПРОДУКТ

10 Турбина Савониуса — одна из самых простых турбин.
Аэродинамически это устройство тормозного типа, состоящее из двух или трех ковшей. Если смотреть на ротор сверху, двухчаточная машина будет выглядеть в поперечном сечении буквой «S». Из-за кривизны совки испытывают меньшее сопротивление при движении против ветра, чем при движении по ветру. Дифференциальное сопротивление заставляет турбину Савониуса вращаться.

11 Поскольку они представляют собой устройства тормозного типа, турбины Савониуса извлекают гораздо меньше энергии ветра, чем другие турбины подъемного типа аналогичного размера.Большая часть рабочей области ротора Савониуса может быть около земли, если у него есть небольшая опора без удлиненной стойки, что делает общее извлечение энергии менее эффективным из-за более низкой скорости ветра, обнаруживаемой на более низких высотах.

Насколько эффективны ветровые турбины с вертикальной осью по сравнению с горизонтальными?

Вы хотите построить ветряную турбину или купить ветряную мельницу и хотите знать, что лучше: ветряная турбина с вертикальной осью или обычная горизонтальная ветряная мельница? Хорошая идея — узнать о различиях между ветряными турбинами с вертикальной и горизонтальной осью.Очевидно, вы хотите получить ту, которая будет иметь наибольшую отдачу от инвестиций, независимо от того, купите ли вы ветряную турбину или построите ее самостоятельно.

Когда дело доходит до ветряной турбины, проблема заключается в извлечении энергии из ветра. Согласно физике, эффективность ветряной мельницы не может превышать 59% при извлечении кинетической энергии ветра и преобразовании ее в механическую энергию. Остальные 41% мощности должны оставаться на ветру.

Давайте перейдем к делу! Вы же не хотите читать статью из более чем 2000 слов, чтобы узнать, какая из них лучше, верно? Как насчет того, чтобы я дал вам ответ на вопрос сейчас, а затем, если вы все еще жаждете дополнительной информации, вы можете прочитать математические формулы и физику, объясняющие только , почему лучше, чем другой.

Лучший тип ветряной турбины — это …
Из 59% возможных КПД, доступных для преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию:

  • Горизонтальные ветряные турбины : около 50%
  • Ветряные турбины с вертикальной осью : около 10% (хотя отличный дизайн может достигать около 15%)

Суть в том, что, хотя ветряные турбины с вертикальной осью могут стать отличным самостоятельным проектом, а в небольшом масштабе они могут быть даже стоящим проектом — на самом деле они намного менее эффективны, чем ветровые турбины с горизонтальной осью.

Существуют также дополнительные конструктивные недостатки, которые могут привести к большему износу ветряных турбин с вертикальной осью, что делает их менее финансово жизнеспособными с точки зрения создания долгосрочного источника надежной возобновляемой энергии.

Если это все, что вы хотели знать, спасибо за посещение! Если вы действительно хотите знать математику и физику, объясняющие, почему горизонтальное лучше, чем конструкции VAWT, продолжайте читать.

Сколько энергии имеет ветер?

Это формула для обычной горизонтальной ветряной турбины:

Где R — 1/2 диаметра лопастей ветряка (радиус от центра до внешнего края), а v равно скорости ветра.Эта математика предназначена для эффективной ветряной турбины (примерно 50% эффективности) при умеренной скорости ветра. (Хотя на рынке много некачественных ветряных турбин, которые не производят и половины этого количества).

Рассматривая этот пример, давайте предположим, что это ветряная мельница среднего размера, сделанная своими руками (диаметр 3 метра, то есть радиус будет 1,5 метра). Также предположим, что скорость ветра составляет 5 метров в секунду (около 11 миль в час).

P (мощность в ваттах) = 1,0 x 1,5 в квадрате (радиус лезвия равен примерно 1.22) x 5 (метров от второй до третьей степени, что равно 125).

В этом примере общая мощность составляет 153 Вт (1,0 x 1,5 x 1,22 x 5).

Следующим логическим шагом было бы дать вам математическое представление о том, сколько мощности вы можете ожидать от ветряной турбины с вертикальной осью. К сожалению, после многих часов поисков я не смог найти математику. Позвольте мне объяснить, откуда я получил упомянутую выше эффективность от 10% до 15%.

Слева — Дарье VAWT. Есть две модели ветряных турбин с вертикальной осью, в одной используется так называемый «ротор Савониуса», а в другой используется так называемая модель «Дарье». Ниже приведены фотографии каждого типа.

Тогда где я взял замечание об эффективности от 10% до 15%? Мик Сагрилло — эксперт по ветроэнергетике в жилых домах. В статье «Новости Матери-Земли» он цитировал эти цифры (на самом деле он заявил, что эффективность была от 5% до 10%, но, возможно, ее можно было изменить до 15%).

Многие из того, что мы видим сегодня, — это роторы Савониуса.Они очень грубые, низкотехнологичные и неэффективные. Мы говорим о чем-то, что работает, скажем, в диапазоне эффективности от 5 до 10 процентов. Люди смогли настроить коэффициент эффективности — в идеале он может достигать 15 процентов.

Слева изображение Savonius VAWT . Модель Дарье ничем не отличается. Оба они работают по одним и тем же принципам и с одинаковой эффективностью. В то время как ветряная турбина с горизонтальной осью постоянно имеет свои лопасти против ветра, она будет чрезвычайно эффективнее, чем вертикальная ось, у которой лопасти расположены на дальней стороне, и временами немного работает против ветра, чтобы вернуться в исходное положение. .Эта неэффективность снижает то, что вы можете ожидать от VAWT, до 5–10%, тогда как эффективно спроектированная ветряная турбина с горизонтальной осью обеспечивает КПД, близкий к 50%. Возможно, причина того, что физика и математика недоступны для VAWT, заключается в том, что они не продаются и, следовательно, не являются частью рекламных материалов систем VAWT.

Недостаток конструкции VAWT: высота

В то время как горизонтальная ветряная турбина может быть надежно установлена ​​на опоре на большой высоте, ветровые турбины с вертикальной осью имеют значительное сопротивление.Это делает размещение их на опоре на большой высоте нестабильным, если они не закреплены на земле с помощью растяжек. Кабели должны быть закреплены под широким углом, чтобы кабели не касались вращающихся ножей. Этот нереалистичный сценарий заставляет многих производителей заявлять, что их не нужно поднимать в воздух, на самом деле вы можете установить их на землю или на вершину здания. Однако порядок величины энергии ветра экспоненциально больше на больших расстояниях в воздухе, чем на земле.Ветер на земле смягчается объектами, что лишает воздух большей части энергии. Кроме того, на земле гораздо больше турбулентности. Турбулентность приводит к износу ветряных мельниц VAWT, в результате чего их обслуживание требуется намного быстрее.

Недостаток конструкции VAWT: центробежная сила и вес

Когда вы планируете инвестировать в систему, которая будет стабильно обеспечивать возобновляемую энергию в течение длительного периода времени (например, 20 или более лет), вы должны обратить внимание на техническое обслуживание. расходы.До сих пор мы обсуждали, что вы можете получить в три раза больше мощности от горизонтальной ветряной турбины, чем вы можете получить от вертикальной ветряной турбины. Мы упоминали о сложностях их установки высоко (там, где дует ветер). Как насчет долголетия, которое длится дольше?

В конструкции обычной горизонтальной ветряной турбины самое слабое место находится в основании, где лопасти встречаются с сердечником турбины. Это также бывает там, где лезвия самые сильные, потому что они самые толстые в этом месте.

В ветряных мельницах с вертикальной осью (на моделях Дарье или некоторых конструкциях Савониуса, у которых есть открытое пространство между лопастями и основанием) — лопасти расположены на некотором расстоянии от основания вала. Центробежная сила, возникающая с основной массой лезвия на расстоянии от вала, со временем вызывает структурный износ. Кроме того, там, где лезвия встречаются, они обычно устанавливаются с более тонкими конструктивными элементами. Есть компромисс — чем больше производители VAWT пытаются стабилизировать эту слабую конструкцию, тем больше они уменьшают вес ветряной мельницы, снижая ее эффективность.

НОЖТ — плохая идея?

До сих пор эта статья была довольно снисходительной к идее приобрести себе ветряную турбину с вертикальной осью. Неужели все НОЖТ — просто плохая идея для вложения денег? Позвольте мне сказать, что я бы не рекомендовал покупать крупную коммерческую установку VAWT, некоторые из которых могут стоить от 15 000 до 30 000 долларов. Однако есть приложения, в которых ветряк с вертикальной осью может иметь смысл. Существуют небольшие приложения, в которых эффективность не является главной проблемой, вместо этого самой большой проблемой является надежность (одним из примеров такого рода может быть водный буй, которому просто нужно достаточно энергии, чтобы оставаться освещенным ночью).В этом случае некоторые конструкции Савониуса отлично подойдут для этого приложения (и будут намного более стабильными и надежными, чем горизонтальная ось).

Есть и другие соображения. Если вы делаете «сделайте свой собственный» ветряк с вертикальной осью, VAWT может быть простым в изготовлении, и вы часто можете превратить предметы, которые есть у вас в доме, в дешевую и легкую ветряную турбину (например, 55 галлонов барабан бочка).

Многие люди просто считают себя крутыми. На этот счет было проведено исследование, в ходе которого люди были заворожены, наблюдая за работой ветряных мельниц.Этот эффект вызван повторением и называется «частотным эффектом», похожим на то, что вы получили бы, наблюдая за огнем или волнами, разбивающимися о пляж. Это исследование показало, что люди предпочитают эффект VAWT перед HAWT.

Итак, весь этот сайт посвящен ветряным турбинам с вертикальной осью. Вы увидите их в действии, некоторые самодельные, видеоролики и т. Д. Если вы собираетесь построить его, вам следует серьезно подумать, действительно ли вы хотите создать VAWT или горизонтальное может быть лучше.Если вы подумываете о покупке высококачественного розничного VAWT, по крайней мере, прочитав это последнее предложение, вы, по крайней мере, можете считать себя предупрежденным о многих недостатках.

6 АКТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВЕТРОВЫМИ ТУРБИНАМИ | Оценка потребностей в исследованиях в области технологии материалов для ротора ветряных турбин

6
АКТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВЕТРОВЫМИ ТУРБИНАМИ

ЗАДАЧА УПРАВЛЕНИЯ ВЕТРОВЫМИ ТУРБИНАМИ

Активное управление, дополняя основные технологии ветряных турбин, может значительно помочь в достижении — возможно, даже улучшении — целей отрасли по безопасному и рентабельному производству энергии.Например, хотя потребность в понимании и улучшении свойств материалов сохранится, активный контроль может снизить требования к материалам на любом этапе технологии. Здесь обсуждаются требования к управлению ветряными турбинами, а также средства управления и датчики, обычно используемые в современных ветровых турбинах. Это обеспечит основу и послужит центром для последующего обсуждения применимости современной теории управления к ветряным турбинам.

Задача управления ветряной турбиной имеет как минимум три важных требования:

  1. устанавливает верхние границы и ограничивает крутящий момент и мощность, испытываемые трансмиссией, в основном низкоскоростным валом;

  2. минимизация усталостного ресурса привода ротора и других конструктивных элементов из-за изменений направления ветра, скорости (включая порывы) и турбулентности, а также циклов пуска-останова ветряной турбины; и

  3. максимизирует производство энергии.

Проблема управления заключается в разумном балансировании этих требований.

Обсуждение теории управления здесь будет проводиться в терминах ветряной турбины с регулируемым шагом и регулируемой скоростью. Обсуждение носит общий характер в том смысле, что считается, что сочетание датчиков и средств управления охватывает пространство современных практических методов управления. Мы понимаем, что для ветряных турбин с регулируемым срывом и других ветряных турбин могут не потребоваться все описанные датчики и средства управления.В той степени, в которой это правда, эти архитектуры представляют более простые случаи. Однако для всех архитектур ветряных турбин исследование может выявить другие аналогичные методы управления, которые функционально эквивалентны конкретным методам, перечисленным здесь. В любом случае сохранятся общие требования к управлению крутящим моментом и мощностью в трансмиссии, минимизации усталостного ресурса и максимизации выработки энергии.

Исполнительные органы управления (исполнительные механизмы) и команды, вместе с датчиками и величинами, которые они измеряют для ветряной турбины с регулируемым шагом и регулируемой скоростью, сведены в Таблицу 6-1.Под исполнительными механизмами управления мы подразумеваем физические устройства, которые реализуют угловое или линейное движение управляющей поверхности или компонента ветряной турбины, примерами которых являются электродвигатели и гидравлические поршни. Исполнительные органы управления (исполнительные механизмы) выполняют движение в ответ на команды управляющего компьютера. Управляющий компьютер выполняет алгоритмы, основанные на применении теории управления. Алгоритмы, в свою очередь, используют информацию от датчиков ветряных турбин для генерации команд и оценки их воздействия.

Исполнительные органы управления, перечисленные в таблице 6-1, включают контактор, привод рыскания гондолы и привод шага лопастей. Они перечислены вместе с типичными вводными командами. Контактор — это электрическое реле, которое подключает и отключает генератор от нагрузки. Как показано на рисунке 6-1, генератор

.

Добавить комментарий