Caracteristicile unui generator eolian cu vele: istorie, design modern și creație DIY. Cum să faci o moară de vânt cu propriile mâini. Este chiar posibil un generator eolian de casă? Alegerea în funcție de vânt

Ecologia consumului Știință și tehnologie: Putem spune că moara de vânt cu vele este una dintre cele mai simple, dar în același timp una dintre cele mai ineficiente mori de vânt existente. KIEV-ul unei turbine eoliene cu vele nu poate fi mai mare de 20%, nici măcar teoretic.

Omenirea a folosit pânze din timpuri imemoriale, de multe mii de ani. În general, atâta timp cât își amintește. Când habar n-aveau de aerodinamică. Dar morile de vânt deja se învârteau și bărcile deja navigau. Adevărat, în acele vremuri se foloseau de obicei pânze plate. În Evul Mediu, au fost inventate pânze mai avansate, ceea ce a dus imediat la un salt brusc în dezvoltarea navigației și, în consecință, la cele mai semnificative descoperiri geografice. Dar până acum vela continuă să servească și va servi oamenilor atâta timp cât bate vântul.

Cum arată o moară de vânt cu vele ar trebui să vă fie clar din fotografii. Fără a intra în jungla aerodinamicii, putem spune că o moară de vânt cu vele este una dintre cele mai simple, dar în același timp una dintre cele mai ineficiente mori de vânt existente. KIEV-ul unei turbine eoliene cu vele nu poate fi mai mare de 20%, nici măcar teoretic. Aceasta înseamnă că veți primi doar 1/5 din puterea fluxului de vânt care lovește palele morii de vânt. De exemplu, dacă vântul bate cu o viteză de 5 m/s, iar moara dvs. de vânt are 5 metri în diametru, atunci puterea debitului vântului va fi de cca. 1500 Watt. Într-adevăr, puteți elimina doar 300 de wați dintr-o moară de vânt (în cel mai bun caz). Și aceasta este dintr-o structură de cinci metri!

Din fericire, doar KIEV (coeficientutilizarea energiei eoliene) dezavantajele unei mori de vânt cu vele sunt limitate. Atunci sunt doar avantaje.

Moara de vânt cu vele este cea mai lentă moara de vânt. Viteza sa se apropie rareori de 2, dar este de obicei în intervalul de la 1 la 1,5. Și totul din cauza aerodinamicii sale monstruoase.

Pe de altă parte, moara de vânt cu vele este una dintre cele mai sensibile mori de vânt. Funcționează din partea de jos a gamei de viteză a vântului, începând literalmente de la calm, de la 1-2 metri pe secundă. Și acesta este un factor important în condiții Rusia centrală, unde vântul rareori depășește 3-5 metri pe secundă. Aici, unde morile de vânt mai rapide se prăbușesc, o moară de vânt cu vele va produce cel puțin ceva. Deși, după cum probabil știți, Rusia nu este renumită pentru morile de vânt, aceasta nu este Olanda pe litoral și vânturile nu ne răsfață. Dar erau multe mori de apă.

Un alt avantaj al unei mori de vânt cu vele este simplitatea uimitoare a designului său. Arborele morii de vânt, pe rulmenți, desigur, pe arbore este un butuc. Atașate de butuc sunt „catarge”, de obicei de la 8 la 24. Iar din catarge vin pânze oblice din material subțire rezistent, de obicei sintetic. Cealaltă parte a velei este atașată cu foi, care servesc atât ca regulatoare de unghi a velei, cât și ca protecție împotriva furtunii. Aceste. cel mai primitiv echipament de navigație, mai simplu decât pe cel mai simplu iaht.

Tocmai această simplitate a designului nu permite ca moara de vânt cu vele să fie trimisă în arhivele realizărilor tehnice ale omenirii. Pentru o opțiune portabilă, transportabilă, de camping, de urgență, o moară de vânt cu vele este un design destul de decent. Când este asamblat, este un pachet nu mai mare decât un cort. Pânzele sunt înfăşurate, catargele sunt pliate. Chiar și o moară de vânt cu vele de 2 metri într-un vânt de 5 metri/sec va oferi o energie fidelă de 25-40 de wați, care este mai mult decât suficientă pentru a încărca bateriile și echipamentele de comunicații și navigație, și chiar și pentru un simplu sistem de iluminare aprins. LED-uri puternice suficient.

Puterea inerent scăzută a unei mori de vânt cu vele sugerează utilizarea unui motor pas cu pas de putere similară (30-40 Watt) ca generator. De asemenea, nu necesită viteze mari 200-300 pe minut este suficient. Care se potrivește perfect cu viteza morii de vânt. La urma urmei, cu o viteză de 1,5, va produce aceste 200 de rotații deja într-un vânt de 4-5 metri pe secundă. Folosind un gata făcut motor pas cu pas Astfel, vă veți salva de necazul destul de serios de a face un generator electric. Deoarece prezența unei cutii de viteze sau a unui multiplicator este inițial presupusă, este ușor să coordonați viteza morii de vânt cu vele și a generatorului.

Dacă faceți o opțiune cu rigide (pânze de plastic), atunci va fi posibil să creșteți ușor viteza, deși în detrimentul unei anumite reduceri a mobilității. Când este dezasamblată, moara de vânt va ocupa mai mult spațiu.

Prin urmare, dacă ambițiile dvs. de a folosi vântul la cărucior sunt limitate la o putere de câteva zeci de wați pentru încărcarea bateriilor mici și mijlocii (până la 100 Ah), organizați iluminarea simplă folosind un invertor de până la 220 volți și lămpi de economisire a energiei, apoi o moară de vânt cu vele - o opțiune foarte, foarte demnă. Deși aceasta nu va fi cea mai eficientă în ceea ce privește utilizarea energiei eoliene, va fi o opțiune foarte prietenoasă cu bugetul, care se va amortiza rapid de la sine. O moară de vânt de 2-3 metri vă va oferi până la 1 kW de energie pe zi.

Ca una de camping, o moară de vânt cu vele va fi mai ieftină decât cel mai ieftin generator electric pe benzină și se va amortiza inițial.

Turbinele eoliene cu vele staționare sunt inițial construite mari tocmai din cauza KIEV-ului lor scăzut. Cel puțin 5-6 metri în diametru, altfel nu are rost. O astfel de turbină eoliană va produce în mod constant până la 2-3 kW de energie pe zi. Și cu o utilizare atentă, acestea pot fi transformate în energie de iluminat de 3-5 kW (de exemplu, pentru a ilumina o seră sau o seră). Și atunci când utilizați o pompă de căldură - 5-6 kW de energie termică, ceea ce va permite încălzirea unui mic casă de grădină in 20-30 mp. contoare și economisiți serios combustibil.

Prin urmare, moara de vânt cu vele, în ciuda designului său arhaic, rămâne un mod de utilizare a vântului care încă merită atenție. Mai ales în zonele cu vânt scăzut.

Limita superioară a vitezei vântului de funcționare a unei mori de vânt cu vele nu este mai mare de 10-12 metri pe secundă. Și apoi de la cele mai de încredere mori de vânt. Prin urmare, atunci când proiectați o moară de vânt cu vele, ar trebui să luați în considerare serios protecția împotriva furtunilor. De exemplu, faceți catarge „spărgătoare” pe baza designului antenei Kulikov sau creați un dispozitiv pentru a relaxa foile pentru a transforma pânzele în steaguri sau pliați catarge folosind frânghii etc. publicat

Câteva fotografii ale unui generator cu rotor de navigație cu o putere de până la 4 kW*h. Catargul pentru această moară de vânt a fost sudat astfel, acest tip de catarg este așa-numitul catarg de fermă, poate fi triunghiular sau pătrangular.

Baza catargului, ca de obicei, este săpată o groapă și umplută cu beton, în beton există părți încorporate pentru înșurubarea catargului pe șuruburi.

Axa de rotație a generatorului eolian este realizată din piese din pod și jante. Greutate 150 kg.

Estimare preliminară și asamblare, unități de antrenare de la roata eoliană prin cutia de viteze până la generator, care a fost folosit ca motor DC periat

Structura este deja vopsita, astept generatorul.

A făcut o roată de vânt.

Cu ajutorul unui troliu atât de simplu, atașat la catarg, piesele sunt ridicate încet și instalate în fotografie, axa de rotație a generatorului eolian este deja instalată.

Mă îmbrac și strâng pânzele.

Așa a fost instalată roata eoliană, ridicată cu ajutorul unui troliu, apoi a aterizat la locul ei și s-a înșurubat.

Deja funcționează.

Circuitul electric al regulatorului de balast.

Controler de încărcare și priză de putere de casă.

Instalarea unei roți de vânt cu pânze noi.

Generator eolian cu vele DIY.

Ca generator a fost folosit un motor de curent continuu cu perii si magneti, produs in 1971, 48 volti, 500 rpm -30A, greutate 55 kilograme. Acest generator eolian a fost construit ca model experimental. Deocamdată îl folosesc împreună cu o baterie de 12 volți 155A. Pur și simplu nu mai există baterii deocamdată. Acum îmi alimentez televizorul, laptopul, radioul, încărcătoarele de telefon etc. de la acest generator eolian. Deocamdată, în loc de un invertor obișnuit de 12/220 volți, vreau să fac un convertor, o bobină Tesla care să transmită energie fără fir, în general, totul pentru experimente.

Articolul este compilat pe baza materialelor >>sursa Autorul acestui generator eolian este Vitaly Bondar pe VKontakte.

Este greu de observat modul în care stabilitatea furnizării de energie electrică a instalațiilor suburbane diferă de furnizarea de energie electrică a clădirilor urbane și a întreprinderilor. Recunoașteți că dvs., în calitate de proprietar al unei case sau al unei cabane private, ați întâmpinat de mai multe ori întreruperi, neplăceri asociate și daune ale echipamentelor.

Situațiile negative enumerate, alături de consecințe, nu vor mai complica viața iubitorilor de spații naturale. Mai mult, cu forță de muncă și costuri financiare minime. Pentru a face acest lucru trebuie doar să faci generator eolian electricitate, despre care vorbim în detaliu în articol.

Am descris în detaliu opțiunile pentru fabricarea unui sistem care este util în gospodărie și elimină dependența energetică. Conform sfatului nostru, o persoană fără experiență poate construi un generator eolian cu propriile mâini. meșteșug acasă. Acest dispozitiv practic va ajuta la reducerea semnificativă a cheltuielilor zilnice.

Sursele alternative de energie sunt visul oricărui rezident de vară sau proprietar al cărui teren este situat departe de rețelele centrale. Totuși, atunci când primim facturi pentru energia electrică consumată într-un apartament din oraș și ne uităm la tarifele majorate, ne dăm seama că un generator eolian creat pentru nevoile casnice nu ne-ar face rău.

După ce ai citit acest articol, poate îți vei realiza visul.

generator eolian - mare solutie pentru a furniza energie electrică unei instalații suburbane. Mai mult, în unele cazuri, instalarea acestuia este singura soluție posibilă.

Pentru a nu pierde bani, efort și timp, să ne hotărâm: există circumstanțe externe, care ne va crea obstacole în timpul funcționării generatorului eolian?

Pentru a furniza energie electrică unei case de vară sau unei căsuțe mici, este suficient, a cărei putere nu va depăși 1 kW. Astfel de dispozitive în Rusia sunt echivalente cu produse de uz casnic. Instalarea acestora nu necesită certificate, autorizații sau alte aprobări suplimentare.

Activități precum indivizii, iar întreaga umanitate actuală este practic imposibilă fără electricitate. Din păcate, creșterea rapidă a consumului de petrol și gaze, cărbune și turbă duce la o scădere a rezervelor acestor resurse de pe planetă. Ce se poate face cât timp pământenii mai au toate acestea? Potrivit concluziilor experților, dezvoltarea complexelor energetice este cea care poate rezolva problemele crizelor economice și financiare globale. Prin urmare, căutarea și utilizarea surselor de energie fără combustibil devine cea mai urgentă.

Regenerabil, ecologic, verde

Poate că nu merită să ne amintim că tot ce este nou este bine uitat vechi. Oamenii au învățat să folosească puterea debitului râului și viteza vântului pentru a obține energie mecanică cu foarte mult timp în urmă. Soarele ne încălzește apa și mișcă mașinile și alimentează navele spațiale. Roțile instalate în albiile pâraielor și râurilor mici furnizau apă câmpurilor încă din Evul Mediu. S-ar putea oferi făină mai multor sate din jur.

În momentul de față ne interesează o întrebare simplă: cum să-ți oferi casei tale lumină și căldură ieftine, cum să faci o moară de vânt cu propriile mâini? Putere de 5 kW sau ceva mai puțin, principalul lucru este că îți poți alimenta casa cu curent pentru a funcționa aparatele electrice.

Interesant este că în lume există o clasificare a clădirilor în funcție de nivelul de eficiență a resurselor:

convențional, construit înainte de 1980-1995;
cu consum redus și ultra-scăzut de energie - până la 45-90 kWh la 1 kW/m;
pasiv și nevolatil, care primește curent din surse regenerabile (de exemplu, prin instalarea unui generator eolian rotativ (5 kW) cu propriile mâini sau cu un sistem panouri solare, această problemă poate fi rezolvată);
Clădirile eficiente din punct de vedere energetic care generează mai multă energie electrică decât au nevoie primesc bani prin transmiterea acestora către alți consumatori prin intermediul rețelei.

Se pare că propriile ministații de acasă, instalate pe acoperișuri și în curți, pot deveni în cele din urmă un fel de competiție pentru marii furnizori de energie. Da și guvernele diferite țăriîncurajează puternic crearea și utilizarea activă

Cum să determinați profitabilitatea propriei centrale electrice

Cercetătorii au demonstrat că capacitatea de rezervă a vântului este mult mai mare decât toate rezervele de combustibil acumulate de secole. Printre metodele de obținere a energiei din surse regenerabile, un loc aparte ocupă morile de vânt, deoarece producția lor este mai simplă decât crearea panourilor solare. De fapt, puteți asambla un generator eolian de 5 kW cu propriile mâini, având componentele necesare, inclusiv magneți, sârmă de cupru, placaj și metal pentru pale.

Experții spun că o structură care nu are doar forma corectă, ci și construită într-un mod adecvat, poate fi productivă și, în consecință, profitabilă. locul potrivit. Aceasta înseamnă că este necesar să se țină cont de prezența, constanța și chiar viteza fluxurilor de aer în fiecare caz individual și chiar într-o anumită regiune. Dacă zona se confruntă periodic cu zile calme, calme și fără vânt, instalarea unui catarg cu generator nu va aduce niciun beneficiu.

Înainte de a începe să faceți o moară de vânt cu propriile mâini (5 kW), trebuie să vă gândiți la modelul și tipul acesteia. Nu ar trebui să vă așteptați la o producție mare de energie dintr-un design slab. Și invers, când trebuie să alimentați doar câteva becuri în casa dvs., nu are rost să construiți o moară de vânt uriașă cu propriile mâini. 5 kW este o putere suficientă pentru a furniza energie electrică aproape întregului sistem de iluminat și a aparatelor de uz casnic. Dacă este un vânt constant, va fi lumină.

Cum să faci un generator eolian cu propriile mâini: secvență de acțiuni

În locația aleasă pentru catargul înalt, moara de vânt în sine cu generatorul atașat este întărită. Energia generată este transmisă prin fire către camera potrivita. Se crede că cu cât designul catargului este mai mare, cu atât este mai mare diametrul roții eoliene și cu cât fluxul de aer este mai puternic, cu atât eficiența întregului dispozitiv este mai mare. În realitate, totul nu este chiar așa:

de exemplu, un uragan puternic poate sparge cu ușurință lamele;
unele modele pot fi instalate pe acoperișul unei case obișnuite;
o turbină selectată corespunzător pornește ușor și funcționează perfect chiar și la viteze foarte mici ale vântului.

Principalele tipuri de turbine eoliene

Proiectele cu o axă orizontală de rotație a rotorului sunt considerate clasice. Au de obicei 2-3 lame și sunt instalate la o înălțime mare față de sol. Cea mai mare eficiență a unei astfel de instalații se manifestă la o direcție constantă și viteza acesteia de 10 m/s. Un dezavantaj semnificativ al acestui design al lamei este eșecul de rotație a lamelor în condiții de schimbare frecventă, cu rafale. Acest lucru duce fie la funcționarea neproductivă, fie la distrugerea întregii instalații. Pentru a porni un astfel de generator după oprire, este necesară rotirea inițială forțată a lamelor. În plus, atunci când lamele se rotesc activ, produc sunete specifice care sunt neplăcute pentru urechea umană.

Un generator eolian vertical („Top” 5 kW sau altul) are o poziție diferită a rotorului. Turbinele în formă de H sau în formă de butoi captează vântul din orice direcție. Aceste structuri au dimensiuni mai mici, pornesc chiar și la cei mai slabi curenți de aer (la 1,5-3 m/s), nu necesită catarge înalte și pot fi folosite chiar și în medii urbane. În plus, morile de vânt auto-asamblate (5 kW - acest lucru este real) își ating puterea nominală la viteze ale vântului de 3-4 m/s.

Pânzele nu sunt pe nave, ci pe uscat

Una dintre tendințele populare în domeniul energiei eoliene acum este crearea unui generator orizontal cu pale moi. Principala diferență este atât materialul de fabricație, cât și forma în sine: morile de vânt de tip bricolaj (5 kW, tip vele) au 4-6 lame triunghiulare din material textil. În plus, spre deosebire de structurile tradiționale, secțiunea lor transversală crește în direcția de la centru la periferie. Această caracteristică vă permite nu numai să „prindeți” vânturile slabe, ci și să evitați pierderile în timpul fluxului de aer uragan.

Avantajele bărcilor cu pânze includ următorii indicatori:

putere mare la rotație lentă;
orientare independentă și adaptare la orice vânt;
giroută mare și inerție scăzută;
nu este nevoie să forțați roata să se învârtească;
rotire complet silențioasă chiar și la viteze mari;
absența vibrațiilor și a perturbărilor sonore;
relativ ieftinitate a construcției.

Mori de vânt DIY

Cei 5 kW de energie electrică necesari pot fi obținuți în mai multe moduri:

construiți o structură simplă a rotorului;
asamblați un complex de mai multe roți de navigație dispuse în serie pe aceeași axă;
utilizați un design de osie cu magneți de neodim.

Este important să ne amintim că puterea unei roți eoliene este proporțională cu produsul dintre valoarea cubică a vitezei vântului și aria măturată a turbinei. Deci, cum se face un generator eolian de 5 kW? Instrucțiunile de mai jos.

Puteți lua ca bază un hub auto și discuri de frana. 32 de magneți (25 pe 8 mm) sunt așezați paralel într-un cerc pe viitoarele discuri ale rotorului (partea mobilă a generatorului), câte 16 bucăți pe disc, iar plusurile trebuie să alterneze cu minusurile. Magneții opuși trebuie să aibă valori diferite ale polilor. După marcare și plasare, totul de pe cerc este umplut cu epoxid.

Mulinete fir de cupru situat pe stator. Numărul lor ar trebui să fie mai mic decât numărul de magneți, adică 12. În primul rând, toate firele sunt scoase și conectate între ele într-o stea sau triunghi, apoi sunt umplute și cu lipici epoxidic. Se recomandă introducerea bucăților de plastilină în interiorul bobinelor înainte de turnare. După ce rășina s-a întărit și a fost îndepărtată, vor rămâne găuri care sunt necesare pentru ventilarea și răcirea statorului.

Cum funcționează totul

Discurile rotorului, care se rotesc în raport cu statorul, formează un câmp magnetic, iar în bobine ia naștere un curent electric. Și moara de vânt, conectată printr-un sistem de scripete, este necesară pentru a deplasa aceste părți structura de lucru. Cum să faci un generator eolian cu propriile mâini? Unii oameni încep să-și construiască propria centrală electrică prin asamblarea unui generator. Altele - de la crearea unei părți a lamei rotative.

Arborele de la moara de vânt este cuplat printr-o conexiune de culisare cu unul dintre discurile rotorului. Cel de-al doilea disc inferior, cu magneți, este plasat pe un rulment puternic. Statorul este situat la mijloc. Toate piesele sunt atașate la cercul de placaj folosind șuruburi lungi și fixate cu piulițe. Între toate „clătitele”, trebuie lăsate goluri minime pentru rotirea liberă a discurilor rotorului. Rezultatul este un generator trifazat.

"Baril"

Mai rămâne doar să faci mori de vânt. Puteți realiza o structură rotativă de 5 kW cu propriile mâini din 3 cercuri de placaj și o foaie din duraluminiu cel mai subțire și ușor. Aripile dreptunghiulare metalice sunt atașate de placaj cu șuruburi și unghiuri. În primul rând, șanțurile de ghidare în formă de undă sunt scobite în fiecare plan al cercului, în care sunt introduse foile. Rotorul cu două etaje rezultat are 4 lame ondulate atașate între ele în unghi drept. Adică între fiecare două clătite de placaj prinse de butuci sunt 2 lame din duraluminiu curbate în formă de val.

Această structură este montată în centru pe un știft de oțel, care va transmite cuplul generatorului. Morile de vânt autofabricate (5 kW) cu acest design cântăresc aproximativ 16-18 kg, cu o înălțime de 160-170 cm și un diametru de bază de 80-90 cm.

Lucruri de luat în considerare

O moară de vânt „în butoi” poate fi instalată chiar și pe acoperișul unei clădiri, deși un turn de 3-4 metri înălțime este suficient. Cu toate acestea, este imperativ să protejați carcasa generatorului de precipitațiile naturale. De asemenea, se recomandă instalarea unui dispozitiv de stocare a energiei bateriei.

Pentru a obține curent alternativ din curent trifazat continuu, în circuit trebuie inclus și un convertor.

Dacă în regiune sunt suficiente zile cu vânt, o moară de vânt auto-asamblată (5 kW) poate furniza curent nu numai unui televizor și becurilor, ci și unui sistem de supraveghere video, aer condiționat, frigider și alte echipamente electrice.

Această metodă de obținere a energiei nu are influență negativă asupra mediului și niciun accident provocat de om nu poate avea loc în acest proces. Proprietățile cinetice ale vântului sunt disponibile în orice colț glob, astfel încât echipamentul poate fi instalat peste tot. Până în 2005, capacitatea totală a energiei eoliene se ridica la 59 de mii de megawați. Și pentru întregul an a crescut cu 24%. Un generator eolian, științific vorbind, transformă energia cinetică în energie mecanică.

Într-un limbaj simplu, cu ajutorul acestei unități, energia fluxului de aer este procesată în energie electrică, care poate fi utilizată în zonele populate și industriale îndepărtate de rețeaua centrală de energie. Are un mecanism de operare destul de simplu: vântul rotește rotorul, care generează curent și, la rândul său, este transmis prin controler la baterii. Invertorul transformă tensiunea de la bornele bateriei într-o tensiune utilizabilă.

Proiectarea și caracteristicile tehnice ale unei centrale eoliene

Studiile tehnice au demonstrat că ciclonii atmosferici sunt mult mai puternici decât cei de la sol, așa că este necesară instalarea dispozitivului generator mai sus. Pentru a obține energia vânturilor de mare altitudine este nevoie de o anumită tehnologie.

Poate fi obținut folosind o combinație de turbine și zmee. Centralele electrice situate pe suprafața pământului sau pe platforma mării primesc flux de suprafață. Studiind proces producția a două tipuri de stații, experții au ajuns la o diferență colosală de eficiență. Turbinele terestre vor putea produce mai mult de 400 TW, iar turbinele de mare altitudine - 1800 TW.

În general, generatoarele eoliene sunt împărțite în casnice și industriale. Acestea din urmă sunt instalate la facilități mari corporative, deoarece au o putere mai mare, uneori chiar sunt combinate într-o rețea, care, prin urmare, constituie o întreagă centrală electrică. Particularitatea unor astfel de metode de generare a energiei electrice este absență completă atât materiile prime pentru prelucrare cât şi deşeurile. Tot ceea ce este necesar pentru funcționarea activă a centralei electrice sunt rafale puternice de vânt.
Harta vântului pe regiune și viteza medie anuală.

Puterea poate ajunge la 7,5 megawați.

Cele rotative trebuie instalate în locuri unde viteza vântului este mai mare de 4 m/s. Distanța de la catarg până la cele mai apropiate clădiri sau copaci înalți trebuie să fie de cel puțin 15 metri, iar distanța de la marginea inferioară a roții eoliene până la cele mai apropiate ramuri de copaci și clădiri trebuie să fie de cel puțin 2 metri. Trebuie remarcat faptul că fiecare calculează individual designul și înălțimea catargului, în funcție de condițiile naturale locale, de prezența obstacolelor și de viteza fluxului de aer.

Instalarea generatoarelor eoliene orizontale și verticale se realizează pe fundație. Catargul este atașat la șuruburi de ancorare. Înainte de instalarea catargului, fundația este păstrată timp de o lună, acest lucru este necesar pentru ca betonul să se aseze și să capete rezistență. Acestea trebuie să fie echipate cu un sistem de protecție împotriva trăsnetului, astfel încât să vă poată asigura în mod fiabil locuința cu energie electrică, chiar și pe vreme ploioasă.

Cele mai recente tehnologii de la dezvoltatorii NASA au ca scop generarea de dispozitive zmeu. Acest lucru va crește eficiența la 90%. Deoarece va exista un generator la sol și un dispozitiv în aer care va detecta rafale atmosferice. Sistemul de zbor al aeronavei este în prezent în curs de testare, cu o rază de acțiune maximă de 610 de metri și o anvergură a aripilor de aproximativ 3 metri. Faza de rotație a bilei va consuma mai puține resurse, iar paletele turbinei se vor mișca mai repede. Designerii sugerează că o astfel de inginerie poate fi implementată în spațiu, de exemplu pe Marte.

Șerpii sunt generatoare electrice

După cum putem vedea, perspectivele de viitor sunt destul de optimiste, trebuie doar să așteptăm ca toate acestea să devină realitate. Nu doar agenția spațială oferă metode inovatoare, dar multe companii au deja planuri de a amplasa astfel de structuri în zonele geografice dorite ale Pământului. Unii dintre ei au făcut progrese uimitoare, iar creația lor este deja exploatată.

Priviți doar turnurile gemene din Bahrain, unde două clădiri uriașe sunt ca o singură centrală electrică. Înălțimea ajunge la 240 de metri. Pe parcursul unui an, un astfel de proiect generează 1.130 MW. Există o mulțime de exemple care pot fi date, ideea este că în fiecare an crește numărul companiilor interesate să participe la dezvoltarea industriei.

Schema distributiei energiei: 1 - generator eolian; 2 - regulator de încărcare; 3 - baterie; 4 - invertor; 5 - sistem de distributie; 6 - retea; 7 - consumator.

Energie eoliană alternativă în CSI

Desigur, industria energiei eoliene din țările CSI rămâne în urma țărilor avansate. Acest lucru se datorează mai multor motive, în primul rând economice. Departamentele guvernamentale dezvoltă programe și introduc „tarife verzi” pentru a promova dezvoltarea industriei.

Există un potențial imens pentru acest lucru, dar există multe obstacole în calea implementării. De exemplu, Belarus a început recent să se dezvolte în această direcție, dar problema principala Republica, este absența producție proprie, trebuie să comandați echipamente din țările partenere. Vorbind despre Rusia, această producție este în stare „înghețată”, deoarece sursele de bază sunt: apa, cărbunele și energia nucleară. Drept urmare, locul 64 în clasamentul producției de energie electrică. Pentru Kazahstan, o locație geografică favorabilă ar trebui să ajute, dar baza tehnică este foarte depășită și necesită o modernizare majoră.

Dezvoltarea energiei eoliene în nordul Europei

Norvegia este situată pe Peninsula Scandinavă, cea mai mare parte a teritoriului este spălată de mare, unde bate vânturi puternice din nord. Posibilitățile de generare a energiei electrice sunt nelimitate. În 2014, a fost dat în funcțiune un parc cu o capacitate proiectată de 200 de megawați. Un astfel de complex va oferi 40 de mii de clădiri rezidențiale. Nu trebuie să uităm că Norvegia și Danemarca cooperează strâns pe piața energiei. Danemarca este lider mondial în energie offshore.

Majoritatea centralelor electrice sunt situate în larg mai mult de 35% din energie electrică este generată de astfel de complexe. Fără a avea centrale nucleare Danemarca se aprovizionează cu ușurință și Europa cu energie electrică. Utilizarea corectă surse alternative a făcut posibil acest progres.

Echipamente pentru turbine eoliene

Verticala, de regulă, constă din următoarele părți:

turbină
coadă
rotorul din amonte
catarg cu tiran
generator
baterii
invertor
controler de încărcare a bateriei

Pale de turbine eoliene

Separat, aș dori să abordez subiectul lamelor, eficiența instalației depinde direct de numărul acestora și de materialul din care sunt fabricate. În funcție de numărul lor, pot fi una, două sau trei și multi-lame. Acestea din urmă se caracterizează printr-un număr de lame de peste cinci au inerție și eficiență ridicată, datorită cărora pot fi folosite pentru a acționa pompele de apă. Până în prezent a fost deja dezvoltat unul destul de eficient, capabil să capteze fluxurile de aer fără lame. Funcționează pe principiul unei bărci cu pânze, prinde rafale de aer, ceea ce face ca pistoanele, care se află în partea superioară, să se deplaseze, imediat în spatele plăcii.

Pe baza materialelor din care sunt realizate paletele din instalatii, se face distinctia intre structurile rigide si cele cu vele. Cele de navigație sunt o opțiune mai ieftină din fibră de sticlă sau metal, dar în timpul lucrului activ se sparg foarte des.

Elemente suplimentare ale unei turbine eoliene

Unele dintre modelele moderne au un modul pentru conectarea unei surse DC pentru operarea panourilor solare. Uneori, designul unei mori de vânt verticale este completat cu elemente neobișnuite, de exemplu, magneți. Magneții de ferită sunt foarte populari. Aceste elemente pot accelera viteza rotorului și, în consecință, pot crește puterea și eficiența generatorului.

Așa se câștigă promoțiile caracteristici de performanta pe un ansamblu realizat manual, de exemplu, de la un generator auto vechi. Este necesar să rețineți principiul unei centrale eoliene din magneți de ferită - vă permite să faceți fără cutie de viteze, iar acest lucru minimizează zgomotul și crește fiabilitatea de mai multe ori._

Rotor Darrieus cu axă verticală. Caracteristicile rotorului

În modele noi turbine eoliene verticale utilizați rotorul Darrieus, are un coeficient de procesare a fluxului vântului de două ori mai mare decât toate instalațiile cunoscute anterior de acest tip. Este recomandabil să instalați axa verticală cu rotorul Daria pentru echipamente statii de pompare, unde este nevoie de un moment puternic pe axa de rotație la extragerea apei din puțuri și foraje în condiții de stepă.

Rotor Savonius - noi generatoare verticale

Oamenii de știință ruși au inventat un generator vertical de nouă generație care funcționează pe un rotor Voronin-Savonius. Este format din doi semicilindri pe o axă verticală de rotație. În orice direcție și furtună,” moară de vânt” bazat pe rotorul Savonius, se va roti complet în jurul axei sale și va genera energie.

Principalul său dezavantaj este utilizarea redusă a forței vântului, deoarece lamele semicilindrice funcționează doar într-un sfert de rotație și încetinește restul cercului său de rotație cu mișcarea sa. Funcționarea pe termen lung a instalației va depinde și de rotorul pe care îl alegeți. De exemplu, morile de vânt elicoidale se pot roti uniform datorită răsucirii palelor. Acest moment reduce sarcina asupra rulmentului și crește durata de viață.

Generator eolian cu putere diferită

Dispozitivul „moară” trebuie selectat în funcție de cât de multă putere ar trebui să aibă la ieșire. Puterea de până la 300 W este unul dintre cele mai simple tipuri de echipamente. Astfel de modele se potrivesc cu ușurință în portbagajul unei mașini și pot fi instalate de un singur muncitor în câteva minute. Captează foarte repede fluxul de aer care trece și oferă încărcarea dispozitivelor mobile, iluminarea și posibilitatea de a viziona televizorul.

5 kw este cea mai buna varianta pentru o casă mică de țară. Cu o putere de 5-10 kW, poate funcționa pe deplin la viteze reduse ale vântului, astfel încât au o geografie mai largă pentru instalarea lor.

Avantajele și avantajele utilizării

Dacă luăm în considerare avantajele, atunci în primul rând aș dori să observ că oferă electricitate gratuită condiționat, care în vremea noastră nu este ieftină. A oferi casă mică electricitate, trebuie să plătești facturi uriașe. Este important ca turbinele eoliene moderne să fie bine compatibile cu sursele alternative. De exemplu, ele pot funcționa împreună cu generatoare diesel, creând un singur ciclu închis.

Eficiența depinde direct de alegerea spațiului în care va fi amplasat
Pierderi reduse de energie în timpul transportului, deoarece consumatorul se poate afla la o distanță apropiată de sursă
Producție ecologică
Gestionare ușoară, nu este nevoie să instruiți permanent personalul
Utilizarea pe termen lung a componentelor, nu este necesară înlocuirea frecventă

Viteza optimă a debitului este considerată a fi de 5 – 7 m/s. Există o mulțime de locuri pentru a realiza acest indicator. Foarte des, un parc eolian este folosit în larg, la o distanță de 15 km. de la mal. În fiecare an, nivelul producției de energie crește cu 20%. Dacă luăm în considerare perspective ulterioare, în acest sens, resursa naturală este nesfârșită, ceea ce nu se poate spune despre petrol, gaze, cărbune etc. De asemenea, nu ar trebui să neglijăm siguranța unei astfel de industrii. Dezastrele provocate de om asociate cu atomul provoacă teamă întregii omeniri.

În fața ochilor mei există o imagine teribilă a reactorului nuclear care explodează de la centrala nucleară de la Cernobîl în 1986. Iar accidentul de la Fukushima a fost descris ca un deja vu al Cernobîlului. Consecințele distructive pentru toate viețuitoarele după astfel de situații obligă multe țări să renunțe la scindarea atomului și să caute metode alternative producție kW.

Odată ce plătiți o anumită sumă, vă puteți bucura de electricitate gratuită timp de câțiva ani. Un avantaj incontestabil este, de asemenea, acela că este posibil să cumpărați altele second-hand, iar acest lucru vă permite să economisiți și mai mult.

Argumente pro şi contra

În ciuda tuturor calităților pozitive ale parcurilor eoliene, există și aspecte negative. În cele mai multe cazuri, deficiențele sunt asemănătoare propagandei și sunt contradictorii. Să luăm în considerare cele mai replicate în toate programele TV, articolele din ziare și resursele de pe Internet:

Primul dintre dezavantaje este că oamenii nu au învățat să controleze fenomenele naturale, așa că este imposibil de prezis cum va funcționa generatorul într-o anumită zi.
Un alt dezavantaj al morilor de vânt este bateriile lor. Sunt relativ durabile și, prin urmare, trebuie înlocuite la fiecare 15 ani
Investițiile financiare necesită cheltuieli mari. De fapt, noile tehnologii tind să scadă
Dependență de puterea fluxului de aer orizontal. Acest minus este mai adecvat, deoarece nu poți influența puterea vortexului
Impact negativ asupra mediului din cauza efectului de zgomot. După cum au arătat studii recente pe această problemă, nu există motive temeinice pentru a spune acest lucru.
Distrugerea păsărilor care cad în lame. Conform analizei statistice, probabilitatea unei coliziuni este echivalentă cu o linie electrică
Distorsiunea recepției semnalului. Potrivit estimărilor, este foarte puțin probabil, mai ales că multe stații sunt situate în apropierea aeroporturilor
Ele distorsionează peisajul (neconfirmat)

Aceasta este doar o mică parte din mituri - povești de groază cu care încearcă să sperie oamenii. Acesta este un motiv și nimic mai mult, pentru că în practică, exploatarea unui parc eolian cu o capacitate de 1 MW permite economisirea, peste 20 de ani, a aproximativ 29 de mii de tone de cărbune sau 92 de mii de barili de petrol. Țările lider dezvoltă o sursă alternativă într-un ritm record, abandonând complexul nuclear. Germania, SUA, Canada, China, Spania instalează în mod activ echipamente în zonele lor.

De asemenea, este necesar să ne amintim că unele tipuri de instalații creează mult zgomot. Cu cât puterea instalației este mai mare, cu atât va veni mai puternic zgomotul din ea. Trebuie instalat la o distanta la care nivelul de zgomot de la statie nu depaseste 40 de decibeli. În caz contrar, vei avea constant dureri de cap. De asemenea, interferează cu emisiunile de televiziune și radio.

Generatoare eoliene verticale și solare, design și eficiență, hibrizi de nouă generație

Verticala de nouă generație, așa cum sa menționat mai sus, poate diferi în ceea ce privește tipul lamelor sale. Un exemplu izbitor este un generator eolian hiperboloid, în care turbina are o formă de hiperboloid și este semnificativ superioară unei turbine eoliene cu palete cu o axă de rotație verticală. De exemplu, zona sa funcțională este de 7...8% din suprafață, iar hiperboloidul are zona de lucru la 65...70%. Pe baza unor astfel de turbine din Statele Unite, au fost conectate două surse alternative, vântul și soarele. WindStream Technologies a lansat un sistem de alimentare hibrid pe acoperiș numit SolarMill ("Solar Mill") cu o capacitate de 1,2 kW.

Generatorul eolian Bolotov și independența acestuia față de condițiile meteorologice

Recent, s-a acordat multă atenție instalațiilor mici. Una dintre cele mai de succes este moara de vânt Bolotov. Este o centrală electrică cu un ax generator amplasat vertical.

O caracteristică specială a echipamentului este că nu trebuie să fie adaptat la diferite condiții meteorologice. Generatorul lui Bolotov este capabil să primească flux din toate părțile fără opțiunile corespunzătoare și fără necesitatea de a întoarce instalația într-o direcție diferită. Cel rotativ este capabil să forțeze fluxul de intrare, datorită căruia poate funcționa pe deplin în vânturi de orice putere, inclusiv furtuni.

Un alt avantaj al acestui tip este amplasarea convenabilă a generatorului în ele, schema electrica si baterii. Ca urmare, sunt la pământ întreţinere Echipamentul este foarte convenabil.

O singură lamă pe catarg

O dezvoltare inovatoare, este considerată a fi cu o singură lamă, principalul său avantaj este frecvența mare și viteza revoluțiilor. În ele, în locul numărului optim de lame, este încorporată o contragreutate, care are un efect redus asupra rezistenței la mișcarea aerului.

Moara de vânt Onipko

Continuând să discutăm opțiuni neobișnuiteșuruburi, este imposibil să nu menționăm moara de vânt Onipko, care se distinge prin lame în formă de con. Principalul avantaj al acestor instalații este capacitatea de a recepționa și transforma în kW la o viteză de curgere de 0,1 m/s. Cele cu lame, în schimb, încep să se rotească cu o viteză de 3 m/s. Onipko este silențios și complet sigur pentru mediu extern. Nu a găsit distribuție în masă, dar conform rezultatelor cercetării, va fi o opțiune excelentă pentru unitățile mari de producție care caută surse alternative, deoarece are putere mare.

Sub forma unei cochilie de melc.
Invenția companiei Archimedes, care se află în Țările de Jos, este considerată o descoperire inovatoare. Ea a adus în atenția publicului un design de tip silentios care poate fi instalat direct pe acoperiș clădire cu mai multe etaje. Potrivit cercetărilor, unitatea poate funcționa împreună cu panourile solare și poate reduce dependența clădirii de rețeaua de energie externă la zero. Noile generatoare se numesc Liam F1. Echipamentul arată ca o turbină mică cu un diametru de 1,5 metri și o greutate de 100 de kilograme.

Forma instalației seamănă cu coaja unui melc. Turbina se rotește în direcția captării fluxului de aer. Agustin Otegu, inventatorul celebrei turbine spiralate Nano Skin, vede ca viitorul umanitatii nu este unul imens. alimentat solarşi turbine cu deschideri mari ale elicei. El recomandă instalarea lor în exteriorul clădirilor. Turbinele vor începe să se rotească odată cu vântul și vor crea energie care va fi transferată direct în rețeaua electrică a clădirii.

Navigația este cea mai rapidă captare a fluxului

O alternativă la cea cu lamă este cea cu vele. Lama prinde foarte repede vântul din spate și se adaptează instantaneu la acesta, drept urmare poate funcționa la toate vitezele de la cele mai mici până la cele de furtună. Acest tip de echipament nu creează deloc zgomot sau interferențe radio, este ușor de operat și transportat, iar acesta este un factor important.

Dispozitive neobișnuite, energia eoliană și proiectele acesteia

Există multe mai multe tipuri neobișnuite de structuri în stadiul de dezvoltare. Printre acestea, de interes deosebit sunt:

Sheerwind îi amintește aspect instrument muzical
generatoare eoliene de la firma TAK, care amintesc de lumini stradale autoportante
turbine eoliene pe poduri sub forma unei treceri de pietoni
leagăne de vânt care primesc curenți de aer din toate direcțiile
„lentile de vânt” cu un diametru de 112 metri
turbine eoliene plutitoare de la FLOATGEN corporation
dezvoltat de Tyer Wind - un generator eolian care imită batetul aripilor unui colibri cu lamele sale
sub forma unei case adevarate in care poti locui din firma TAMEER. Un analog al acestei dezvoltări este Anara Tower din Dubai

Primele instalații fără vânt din lume vor fi instalate în curând. Compania germană Max Bögl Wind AG le va prezenta în atenția omenirii. Acestea vor consta din turbine de 178 de metri înălțime. Vor servi și ca rezervoare de apă. Principiul de funcționare al sistemului este destul de simplu: atunci când este vânt, echipamentul va funcționa ca un generator eolian, iar când vremea nu este vântuloasă, vor fi puse în funcțiune turbinele hidraulice. Ele generează energie din apă care trebuie să curgă din rezervoare în josul dealului. Când va apărea din nou, apa va începe să fie pompată înapoi în rezervoare. Acest lucru va asigura funcționarea continuă a centralei electrice.
Epoca „morilor” cu care a luptat Don Quijote în povestea lui Cervantes se întoarce în trecutul îndepărtat. Astăzi, instalațiile industriale amintesc mai mult de opere de artă unice decât de instalațiile industriale.

Dirijabil de la Altaeros Energies

În fiecare zi apar tot mai multe idei cu privire la dezvoltarea surselor alternative, iar una dintre cele mai noi este considerată a fi generatorul de dirijabile. Palele tradiționale sunt destul de zgomotoase, iar coeficientul de utilizare a debitului vântului ajunge la 30%. Aceste neajunsuri au fost pe care Altaeros Energies a decis să le corecteze prin dezvoltarea unei nave dirijabile. Acest tip inovator va funcționa la altitudini de până la 600 de metri. Turbinele eoliene cu pale convenționale nu ating această limită de înălțime, dar aici sunt cele mai puternice vânturi, care pot asigura funcționarea continuă a generatoarelor. Echipamentul este o structură gonflabilă care arată ca o încrucișare între o moară și o navă. Are o turbină cu trei pale instalată pe o axă orizontală.

Caracteristica specială a unei astfel de centrale eoliene plutitoare este că poate fi controlată de la distanță, nu necesită costuri suplimentare de întreținere și este foarte ușor de operat. Potrivit dezvoltatorilor, în viitor, aceste instalații nu vor fi doar surse de energie electrică, ci vor putea oferi și acces la internet în zone îndepărtate ale globului, care sunt departe de dezvoltarea infrastructurii. Conform datelor obținute, se poate susține că producția în masă a acestei centrale generatoare de energie va fi o descoperire uriașă în lumea tehnologiei. Și rezerva de putere a dirijabilului este suficientă pentru „doi”.

Generator eolian „Flying Dutchman” și alte instalații zburătoare.
Acest dispozitiv este un hibrid dintre o aeronavă și o moară. În timpul testelor, dirijabilul a fost ridicat la o înălțime de 107 metri și a rămas acolo ceva timp. Rezultatele au arătat că aceste tipuri de instalații sunt capabile să genereze de două ori mai multă energie decât instalațiile convenționale care sunt instalate pe turnuri înalte.

Proiect Wavestalk

Este interesant de știut că pentru a transforma puterea valurilor și a curenților oceanici în electricitate, s-a propus varianta alternativa proiect Windstalk – Wavestalk. Dispozitivul este de tip navigator fără lamă. În forma sa, seamănă cu o antenă satelit mare, care, sub influența vântului, se înclină înainte și înapoi, creând astfel vibrații în sistemul hidraulic.

În acest design, vântul este captat la velă, ceea ce permite conversia unor volume mari de energie cinetică.

Proiectul Windstalk

Un catarg fără lame a fost mult timp considerat cea mai de succes opțiune pentru sursele alternative de energie electrică. În Abudhabi, în orașul Mansard, au decis să construiască o centrală electrică Windstalk. Este o colecție de tulpini armate cu cauciuc cu o lățime de 30 cm și până la 5 cm în vârf. Fiecare astfel de tulpină, conform proiectului, conține straturi de electrozi și discuri ceramice care sunt capabile să producă curent electric. Vântul, scuturând aceste tulpini, va comprima discurile, în urma căruia se va genera un curent electric. Astfel de turbine eoliene nu creează niciun zgomot sau pericol pentru mediu. Suprafața ocupată de tulpini în proiectul Windstalk se întinde pe 2,6 hectare, iar puterea acesteia este mult mai mare decât numărul identic al celor de tip lamă care pot fi amplasate pe același teritoriu. Dezvoltatorii au fost inspirați să creeze un astfel de design din stuf pe un șurub, care se leagănă uniform în vânt.

Moara de vant sub forma de copac

Observarea naturii, așa cum reiese din exemplul de mai sus, inspiră foarte mult inginerii moderni. O altă confirmare a acestui lucru este această structură care seamănă cu forma unui copac. Acest concept neobișnuit a fost prezentat de reprezentanții companiei NewWind. Dezvoltarea se numește Arbre à Vent; înălțimea sa este de trei metri, iar dispozitivul este echipat cu 72 de mini-turbine verticale care pot funcționa chiar și la viteze ale vântului de 7 km/h sau 2 m/s. Moara de vânt sub formă de copac funcționează foarte liniștit, în plus arată destul de realist, fără a strica exteriorul înconjurător al unui oraș sau al unei zone suburbane cu aspectul său.

Cel mai mare captator de vant

Cel mai mare din lume este considerat a fi creat de Enercon. Capacitatea centralei este de 7,58 MW. Înălțimea turnului de susținere poate varia în funcție de cerințele consumatorului în versiunea standard, înălțimea este de 135 m, iar deschiderea lamei este de 126 m. Masa totală a acestei structuri este de aproximativ 6000 de tone.

Bateriile blindate sunt fabricate folosind o tehnologie unică, sunt considerate o nouă generație de baterii și au proprietăți îmbunătățite. Durată lungă de viață de la 800 la 2 mii de cicluri de încărcare-descărcare. Bateriile depind de temperatura mediului ambiant. O scădere de 1ºС duce la o scădere a capacității dispozitivului cu 1%. Acest parametru al bateriei pe vreme rece de -25 ºС va fi cu jumătate mai mic decât valorile sale la +25 ºС.

Ce dispozitiv să alegeți și ce să luați în considerare atunci când alegeți

După cum se poate observa din modelele de mai sus, în lume se inventează constant noi instalații electrice care pot funcționa resurse naturale. Puteți folosi cu succes fiecare dintre ele în dvs zona suburbana. Familiarizându-vă pe deplin cu principiul de funcționare al turbinelor eoliene, puteți încerca chiar să vă creați propria stație de acasă, care va deveni un analog excelent al unei linii electrice centrale și, poate, chiar va face o descoperire în lumea electronicii.
Schema clasica centralele electrice folosind un controler, baterii și un invertor în circuit.

Regula de selecție a echipamentelor

Cantitatea de putere în kW pentru a vă asigura casa cu energie. Puterea trebuie luată cu rezervă. Calculați numărul de baterii pentru depozitare în caz de vreme calmă.
Viteza medie anuală a fluxului de aer. Caracteristicile climatice ale locului de reședință. Instalarea nu este justificată în zonele în care există înghețuri puternice și există, de asemenea, ploaie și zăpadă constantă.
Lame, sau mai degrabă numărul lor. Mai puține lame înseamnă mai multă eficiență. Intensitatea zgomotului în timpul funcționării instalării. Vizualizați recenzii ale producătorilor de generatoare eoliene, recenzii despre ei, precum și specificatii tehnice.