Реклама на порталі

Вертикальний вітрогенератор із напрямним апаратом схеми. Вертикальний вітрогенератор своїми руками

Вітер має неймовірні енергетичні можливості. Невикористання його потужного потенціалу треба сміливо визнати нерозумним марнотратством. Адже можна легко спорудити вертикальний вітрогенератор своїми руками і отримувати практично безкоштовну енергію для покриття побутових потреб. Це ж цілком реально, чи згодні?

Ця стаття допоможе детально розібратися в складному технічному питанні. Систематизована, доступно викладена інформація у найдрібніших подробицях висвітлює принцип дії популярних систем, що переробляють енергію повітряних мас на електрику.

Поза сумнівом, ви захопитеся ідеєю створення вітряка, специфіка складання якого описана у статті. Ми докладно розглянули різні видивертикальних вітрогенераторів, торкнулися їх відмінності, переваги та недоліки. Текстову частину матеріалу відмінно доповнюють фото та відео-інструкції.

Сучасний вертикальний генератор – один із варіантів. Агрегат здатний перетворити пориви вітру на енергетичний ресурс. Для коректної роботи він не потребує додаткових пристроїв, що визначають напрямок вітру.

Вітряний генератор роторного типу легко виготовити своїми руками. Звичайно, повністю взяти на себе забезпечення приватного великогабаритного котеджу енергією він не зможе, але з освітленням господарських будівель, садових доріжокі прибудинкової території впорається на відмінно

Прилад вертикального типу працює на низькій висоті. Для його обслуговування не потрібні різні пристрої, що забезпечують безпечне проведення висотних ремонтних та обслуговуючих робіт.

Мінімум деталей, що рухаються, робить вітряну установку більш надійною і експлуатаційно стійкою. Оптимальний профіль лопатей та оригінальної формиротор забезпечують агрегату високий рівеньККД незалежно від того, у якому напрямку дме вітер у кожний окремий момент.

Малі побутові моделі складаються з трьох і більш легких лопат, моментально вловлюють найслабший порив і починають обертатися, як тільки сила вітру перевищує 1,5 м/с. Завдяки цій здатності їх ефективність часто перевищує ККД великих установок, що потребують сильнішого вітру

Генератор працює абсолютно безшумно, не заважає господарям та сусідам, не створює шкідливих викидів в атмосферу та надійно служить протягом багатьох років, акуратно постачаючи енергію у житлові приміщення.

Вертикальний генератор вітрового типу працює за принципом магнітної левітації. У процесі обертання турбін утворюються імпульсна та підйомна сили, а також сила фактичного гальмування. Перші дві змушують крутитися лопаті агрегату. Ця дія активує ротор і створює магнітне поле, що виробляє електрику.

Вітряк, що має вертикальну вісь обертання, ефективності поступається своїм горизонтальним аналогам. Зате не пред'являє претензій до територіального розташування та повноцінно працює практично в будь-якому зручному для домовласників місці

Прилад функціонує повністю самостійно та не вимагає втручання господарів у процес.

Класифікація вертикальних генераторів

Між вітроуловлюючими пристроями вертикального типу є деяка конструкційна різниця. Вона не робить агрегати кращим або гіршим, а просто дозволяє підібрати найзручніший варіант для виконання конкретних завдань у певній місцевості.

#1: Особливості ортогональних систем

Конструкційно-ортогональний вітряний генератор складається з міцної осі вертикального обертання та декількох паралельних лопатей, віддалених від центрової основи на певну відстань.

Прилад не потребує додаткових напрямних механізмів і нормально працює незалежно від напрямку вітру. Вертикально розташований головний вал дає можливість розміщувати приводне обладнання на рівні землі, що значно полегшує експлуатацію, ремонт та технічне обслуговування.

Опорні вузли ортогонального генератора мають дуже високий термін служби. Це пов'язано з високими динамічними навантаженнями, що їх надає у процесі роботи ротор. Щоб установка не вийшла з ладу раніше часу, всі опорні частини необхідно регулярно оглядати та своєчасно змінювати пошкоджені на нові

До мінусів ортогональних приладів відносяться занадто масивна лопатева система та низька ефективність у порівнянні з ККД горизонтально-осьових модулів.

#2: Генератори з ротором Дар'ї

Вітряний генератор, оснащений ротором Дар'ї, має вертикальну вісь обертання та 2-3 плоскі смуги-лопаті без характерного аеродинамічного профілю, закріплені біля основи та на верхівці осі обертання.

Агрегат у своїй роботі не орієнтується на силу чи напрям вітру, має високу швидкість обертання та допускає розташування приводних пристроїв на землі, що полегшує та прискорює процес планового обслуговування та можливого ремонту.

Дволопатеві генераторні установки з ротором Дар'ї активуються лише сильним поривом вітру. При рівномірно набігає потоці запуститися самостійно вони не можуть

Опорні вузли приладу з ротором Дар'ї вразливі до підвищених динамічних навантажень, а ефективність лопатевої системи за багатьма параметрами поступається осьовим горизонтальним установкам.

#3: Агрегати з ротором Савоніуса

Вертикальний вітряний прилад з ротором Савоніуса має напівциліндричну лопатеву систему і від аналогічних установок відрізняється високим пусковим моментом, що крутить, і здатністю ефективно працювати при низькошвидкісних вітрах.

Потужність пропонованих на ринку вертикальних вітрогенераторів із ротором Савоніуса не перевищує 5 кВт. Прилади рідко використовують як самостійну робочу одиницю, а найчастіше застосовують для створення вищого пускового моменту для роторних установок.

У закид вертикальному комплексу з ротором Савоніуса ставлять підвищену матеріаломісткість і нижчий ККД проти вітрогенераторами горизонтальноосьового типу. Саме тому випуск високопотужного обладнання такого класу вважають не доцільним.

#4: Вітряк з багатолопатевим ротором і направляючою

Цей вид приладу – вдосконалена версія класичного ортогонального вітрогенератора. Роторний комплекс тут складається з лопатей, розташованих у два ряди.

Зовнішній лопатевий ярус залишається статичним і працює як напрямний апарат. Він уловлює вітряний потік, захоплює його, стискає і в такий спосіб помітно збільшує фактичну швидкість вітру.

Внутрішній ряд лопатей є рухомою структурою, на яку під певним кутом потрапляє потік повітря від першої роторної установки.

ККД вітряного генератора, що має багатолопатевий ротор з напрямною системою, робить цей прилад особливо привабливим для споживачів. Однак, вартість такого обладнання досить висока, і воно окупається трохи довше, ніж аналогічні пристрої більш простої конфігурації.

Фахівці називають цей тип приладу максимально ефективним у своєму класі та підкреслюють, що специфічна конструкція дозволяє йому працювати навіть за максимально низьких швидкостей вітру.

#5: Характеристика приладів із гелікоїдним ротором

Гелікоїдна вітряна установка чи генератор Горлова – ще одна модифікація традиційної ортогональної роторної системи. Лопаті моделі закручені по дузі. Ця конструкційна особливість дає можливість швидко вловлювати потік повітря та плавно обертатися без ривків.

Такий принцип роботи істотно знижує динамічне навантаження на основу та рухомі вузли, тим самим збільшуючи термін їхньої служби.

Апарати з ротором гелікоїдного типу дуже надійні та легко витримують значні експлуатаційні навантаження. Однак під час роботи такі вітряки створюють виражені шумові ефекти та виробляють додаткові звукові хвилі, що знаходяться у короткохвильовій ділянці звукового спектру.

Закручені роторні лопаті для гелікоїдного вітряка роблять за дуже прогресивною, але складною технологією. Через це агрегати мають досить високу вартість і не користуються широкою популярністю у приватних споживачів.

#6: Характеристика вертикально-осьових роторів

Головна відмінність вертикально-осьового генератора – це вертикально розташовані лопаті, що за профілем нагадують авіаційне крило, чия вісь чітко паралельна вертикальному валу. Конструкція чимось нагадує ротор Дар'ї, але у виробничих умовах виготовляється значно швидше та простіше.

Генератор з вертикально-осьовим ротором набагато швидше, ніж аналогічні прилади цього класу, набирає робочу швидкість і починає видавати потрібний енергоресурс. Процес супроводжується невеликим звуковим ефектом і не заважає ні власникам установки, ні сусідам.

Вітряки з ротором вертикально-осьового типу відрізняються надійністю і довговічністю, легко витримують значні експлуатаційні навантаження і не стоять надто. великих грошей. Ці якості роблять їх актуальними для використання не тільки в промислових, а й у побутових цілях.

Особливості вибору вітрогенераторів для приватного будинку та огляд найкращих пропозиційпредставлені у .

Власноручне виготовлення вітряка

Створити вітрогенератор із вертикальною віссю обертання в домашніх умовах своїми руками не надто складно. Достатньо придбати обов'язкові складові деталі, зібрати їх у правильному порядкута встановити модуль на вибране місце. Як тільки з'явиться мінімальний вітерець, виріб запрацює та почне давати власникам необхідну енергію.

Крок 1: Заготівля комплектуючих та матеріалів

Для виготовлення вітряного вертикального генератора знадобляться такі комплектуючі:

  • ротор- Рухлива частина агрегату:
  • лопаті- Деталі, що вловлюють вітряний потік;
  • осьова щогла– для кріплення ротора та лопат (може мати форму довгого жердини, піраміди або триноги);
  • статор– призначається для розміщення котушки із міцним мідним дротом;
  • акумулятор- Містка ємність для накопичення отриманого ресурсу;
  • інвертор– пристрій для перетворення постійного струму на змінний;
  • контролер- Прилад, що гальмує генератор, в момент розвитку агрегатом фактичної потужності, що перевищує базові показники.

Для виготовлення лопат підійде легкий якісний листовий пластик з хорошим показником пружності. Інші види матеріалів занадто схильні до різних пошкоджень і деформації і просто не впораються з таким високим динамічним навантаженням.

Виготовляючи прилад самостійно, слід пам'ятати, що вертикальні вітряки, зроблені своїми руками, серйозно поступаються потужністю заводським зразкам. Тому, щоб у майбутньому не розчаруватися у створеній конструкції, краще відразу зробити її за параметрами, що в 2 рази перевищують необхідні

Маленькі лопаті можна зробити з ПВХ середньої щільності, а для більших, широких деталей знадобиться максимально міцний матеріал, здатний витримати сильний вітер, що дме зі швидкістю 15 м/с і вище протягом тривалого часу.

Крок 2: Попередня підготовка елементів

Висновки та корисне відео на тему

Відео №1 продемонструє, як зробити своїми руками в домашніх умовах вертикальний генератор вітряного типу із роторною системою Дар'ї. У ролику наочно представлені особливості та цікаві нюанси процесу складання. Є визначення максимальної потужності виготовленого агрегату:

Як працює вертикальний вітряний генератор та у якому обсязі він видає енергоресурс, покаже відео №2. У ньому подано докладний огляд модуля та опис роботи з коректного проведення вимірів фактичної потужності та інших параметрів:

У відео №3 представлено тестування саморобного вітряного вертикального генератора типу. На що здатний пристрій, виготовлений своїми руками з підручних матеріалів:

Таке сучасне та практичне джерело альтернативної енергії, як вертикальні вітряки нескладно зібрати своїми руками. При належному досвіді господарських робіт можна виготовити кожну деталь, а потім з'єднати всі компоненти в єдину цілісну конструкцію.

Якщо ускладнювати завдання не хочеться, цілком доречно придбати вже готові компоненти і в домашніх умовах, без поспіху та метушні, змонтувати надійний вітряний агрегат, здатний забезпечити безперебійне постачання електрики в житлове приміщення.

Коли ж у своїх силах немає стовідсоткової впевненості, то краще доручити роботу професіоналам. Вони зроблять все дуже швидко та в повній відповідності до базових експлуатаційних вимог.

Маєте досвід спорудження та експлуатації вітрогенератора? Будь ласка, поділіться інформацією з нашими читачами, запропонуйте свій спосіб збирання агрегату. Залишати коментарі та додавати фотографії саморобок можна у формі, розташованій нижче.

Росія щодо вітроенергетичних ресурсів займає подвійне становище. З одного боку, завдяки величезній загальної площіі різноманітності рівнинних місцевостей вітру загалом багато, і він переважно рівний. З іншого боку – наші вітри переважно низькопотенційні, повільні, див. рис. З третьої, мало обжитих місцевостях вітри буйні. Виходячи з цього завдання завести на господарстві вітрогенератор цілком актуальна. Але щоб вирішити – купувати достатньо дорогий пристрій, або зробити його своїми руками, потрібно як слід подумати, який тип (а їх дуже багато) для якої мети вибрати.

Основні поняття

  1. КИЕВ – коефіцієнт використання енергії вітру. У разі застосування для розрахунку механістичної моделі плоского вітру (див. далі) він дорівнює ККД ротора ветросилової установки (ЗСУ).
  2. ККД – наскрізний ККД ЗСУ, від вітру, що набігає, до клем електрогенератора, або до кількості накачаної в бак води.
  3. Мінімальна робоча швидкість вітру (МРС) – швидкість його, коли він вітряк починає давати струм у навантаження.
  4. Максимально допустима швидкість вітру (МДС) – його швидкість, за якої вироблення енергії припиняється: автоматика або відключає генератор, або ставить ротор у флюгер, або складає його і ховає, або сам ротор зупиняється, або ЗСУ просто руйнується.
  5. Стартова швидкість вітру (ССВ) – при такій швидкості ротор здатний провернутися без навантаження, розкрутитися і увійти в робочий режим, після чого можна включати генератор.
  6. Негативна стартова швидкість (ОСС) – це означає, що ЗСУ (або ВЕУ – вітроенергетична установка, або ВЕА, вітроенергетичний агрегат) для запуску за будь-якої швидкості вітру вимагає обов'язкового розкручування від стороннього джерела енергії.
  7. Стартовий (початковий) момент – здатність ротора, примусово загальмованого в потоці повітря, створювати крутний момент на валу.
  8. Вітродвигун (ВД) - частина ЗСУ від ротора до валу генератора або насоса, або іншого споживача енергії.
  9. Роторний вітрогенератор - ЗСУ, в якій енергія вітру перетворюється на момент обертання на валу відбору потужності за допомогою обертання ротора в потоці повітря.
  10. Діапазон робочих швидкостей ротора – різниця між МДС та МРС під час роботи на номінальне навантаження.
  11. Тихохідний вітряк - у ньому лінійна швидкість частин ротора в потоці істотно не перевищує швидкість вітру або нижче за неї. Динамічний напір потоку безпосередньо перетворюється на тягу лопаті.
  12. Швидкісний вітряк – лінійна швидкість лопат істотно (до 20 і більше разів) вище швидкості вітру, і ротор утворює свою власну циркуляцію повітря. Цикл перетворення енергії потоку в складний тягу.

Примітки:

  1. Тихохідні ЗСУ, як правило, мають КИЕВ нижче, ніж швидкохідні, але мають стартовий момент, достатній для розкручування генератора без відключення навантаження та нульову ССВ, тобто. абсолютно самозапускаються і застосовні при слабких вітрах.
  2. Тихохідність та швидкохідність – поняття відносні. Побутовий вітряк на 300 об/хв може бути тихохідним, а потужні ЗСУ типу EuroWind, з яких набирають поля вітроелектростанцій, ВЕС (див. мал.) та ротори яких роблять близько 10 об/хв – швидкохідні, т.к. при такому їх діаметрі лінійна швидкість лопатей та їх аеродинаміка на більшій частині розмаху – цілком «літакові», див. далі.

Який потрібний генератор?

Електричний генератор для вітряка побутового призначення повинен виробляти електроенергію в широкому діапазоні швидкостей обертання і мати здатність самозапуску без автоматики та зовнішніх джерел живлення. У разі використання ЗСУ з ОСС (вітряки з розкруткою), що володіють, як правило, високими КИЕВ та ККД, він має бути оборотним, тобто. вміти працювати і як двигун. За потужностей до 5 кВт цій умові задовольняють електричні машини з постійними магнітами на основі ніобію (супермагнітами); на сталевих чи феритових магнітах можна розраховувати лише на 0,5-0,7 кВт.

Примітка: асинхронні генератори змінного струмуабо колекторні з ненамагніченим статором не годяться зовсім. При зменшенні сили вітру вони «згаснуть» задовго до того, як його швидкість впаде до МРС, а потім самі не запустяться.

Відмінне «серце» ЗСУ потужністю від 0,3 до 1-2 кВт виходить із автогенератора змінного струму з вбудованим випрямлячем; таких зараз більшість. По-перше, вони тримають вихідну напругу 11,6-14,7 У досить широкому діапазоні швидкостей без зовнішніх електронних стабілізаторів. По-друге, кремнієві вентилі відкриваються, коли напруга на обмотці досягне приблизно 1,4, а до цього генератор «не бачить» навантаження. Для цього генератор потрібно вже досить добре розкрутити.

У більшості випадків автогенератор можна безпосередньо, без зубчастої або ремінної передачі, з'єднати з валом швидкохідного ВД, підібравши оберти вибором кількості лопат, див. нижче. "Швидкохідки" мають малий або нульовий стартовий момент, але ротор і без відключення навантаження встигне достатньо розкрутитися, перш ніж вентилі відкриються і генератор дасть струм.

Вибір за вітром

Перш ніж вирішувати, як зробити вітрогенератор, визначимося з місцевою аерологією. У сіро-зелених(безвітряних) областях вітрової карти хоч якийсь толк буде лише від вітрильного вітродвигуна(І їх далі поговоримо). Якщо необхідне постійне енергопостачання, доведеться додати бустер (випрямляч зі стабілізатором напруги), зарядний пристрій, потужну акумуляторну батарею, інвертор 12/24/36/48 постійки в 220/380 В 50 Гц змінного струму. Обійдеться таке господарство не менше $20.000, і зняти довготривалу потужність понад 3-4 кВт навряд чи вдасться. Загалом, при непохитному прагненні альтернативної енергетики краще пошукати інше її джерело.

У жовто-зелених, слабовітряних місцях, при потребі в електриці до 2-3 кВт, самому можна взятися за тихохідний вертикальний вітрогенератор.. Їх розроблено немає числа, і є конструкції, за КІЕВ і ККД майже не поступаються «лопатеві» промислового виготовлення.

Якщо ж ВЕУ для дому передбачається купити, то краще орієнтуватися на вітряк із вітрильним ротором. Спорів і їх багато, і теоретично поки що все ясно, але працюють. У РФ «вітрили» випускають у Таганрозі на потужність 1-100 кВт.

У червоних, вітряних регіонах вибір залежить від потрібної потужності.У діапазоні 0,5-1,5 кВт виправдано саморобні «вертикалки»; 1,5-5 кВт - покупні вітрильники. «Вертикалка» теж може бути покупною, але обійдеться дорожче за ЗСУ горизонтальної схеми. І, нарешті, якщо потрібний вітряк потужністю 5 кВт і більше, то вибирати потрібно між горизонтальними покупними «лопастниками» або «вітрильниками».

Примітка: багато виробників, особливо другого ешелону, пропонують комплекти деталей, з яких можна зібрати вітрогенератор потужністю до 10 кВт самостійно. Обійдеться такий набір на 20-50% дешевше від готового з установкою. Але перш за покупки потрібно уважно вивчити аерологію передбачуваного місця установки, а потім за специфікаціями підібрати відповідні тип і модель.

Про безпеку

Деталі вітродвигуна побутового призначення в роботі можуть мати лінійну швидкість, що перевищує 120 і навіть 150 м/с, а шматочок будь-якого твердого матеріалу вагою 20 г, що летить зі швидкістю 100 м/с, при «вдалому» попаданні вбиває здорового чоловіка наповал. Сталева, або з жорсткого пластику, пластина товщиною 2 мм, що рухається зі швидкістю 20 м/с, розтинає його навпіл.

Крім того, більшість вітряків потужністю понад 100 Вт досить сильно шумлять. Багато хто породжує коливання тиску повітря наднизькою (менше 16 Гц) частоти – інфразвуки. Інфразвуки нечутні, але згубні для здоров'я, а поширюються дуже далеко.

Примітка: наприкінці 80-х у США був скандал – довелося закрити найбільшу на той момент у країні ВЕС. Індіанці з резервації в 200 км від поля її ЗСУ довели в суді, що різко почастішали у них після введення ЗЕЗ в експлуатацію розлади здоров'я обумовлені інфразвуками.

В силу зазначених вище причин установка ЗСУ допускається на відстані не менше ніж 5 їх висот від найближчих житлових будівель. У дворах приватних домоволодінь можна встановлювати вітряки промислового виготовлення, сертифіковані відповідним чином. На дахах ставити ЗСУ взагалі не можна - при їх роботі, навіть у малопотужних, виникають знакозмінні механічні навантаження, здатні викликати резонанс будівельної конструкціїта її руйнування.

Примітка: висотою ЗСУ вважається найвища точкаометаного диска (для лопатевих роторів) або геомеричної фігури (для вертикальних ЗСУ з ротором на держаку). Якщо щогла ЗСУ або вісь ротора виступають вгору ще вище, висота вважається по їхньому топу - верхівці.

Вітер, аеродинаміка, КИЕВ

Саморобний вітрогенератор підпорядковується тим самим законам природи, як і заводський, розрахований на комп'ютері. І саморобнику основи його роботи треба розуміти дуже добре – у його розпорядженні найчастіше немає дорогих суперсучасних матеріалів та технологічного обладнання. Аеродинаміка ж ЗСУ ох як непроста.

Вітер та КІЕВ

Для розрахунку серійних заводських ЗСУ використовується т.зв. плоскі механістичні моделі вітру. У її основі такі припущення:

  • Швидкість та напрямок вітру постійні в межах ефективної поверхні ротора.
  • Повітря – суцільне середовище.
  • Ефективна поверхня ротора дорівнює ометаної площі.
  • Енергія повітряного потоку – чисто кінетична.

За таких умов максимальну енергію одиниці об'єму повітря обчислюють за шкільною формулою, вважаючи щільність повітря при нормальних умовах 1,29 кг * куб. м. При швидкості вітру 10 м/с один куб повітря несе в собі 65 Дж, і з одного квадрата ефективної поверхні ротора можна, за 100% ККД всієї ЗСУ, зняти 650 Вт. Це дуже спрощений підхід - всі знають, що вітер ідеально рівним не буває. Але це доводиться йти, щоб забезпечити повторюваність виробів – звичайне у техніку справа.

Плоскую модель не слід ігнорувати, вона дає чіткий мінімум доступної енергії вітру. Але повітря, по-перше, стискаємо, по-друге, дуже плинний (динамічна в'язкість всього 17,2 мкПа * с). Це означає, що потік може обтікати ометаєму площу, зменшуючи ефективну поверхню та КИЕВ, що найчастіше і спостерігається. Але в принципі можлива і зворотна ситуація: вітер стікається до ротора і площа ефективної поверхні тоді виявиться більше омітається, а КИЕВ - більше 1 щодо його для плоского вітру.

Наведемо два приклади. Перший - прогулянкова, досить важка, яхта може йти не тільки проти вітру, а й швидше за нього. Вітер мається на увазі зовнішній; вимпельний вітер все одно має бути швидшим, інакше як він судно потягне?

Другий – класика авіаційної історії. На випробуваннях МІГ-19 виявилося, що перехоплювач, який був на тонну важчий за фронтовий винищувач, за швидкістю розганяється швидше. З тими ж двигунами в тому ж планері.

Теоретики не знали, що й думати, і всерйоз засумнівалися у законі збереження енергії. Зрештою виявилося - справа в конусі обтічника РЛС, що виступає з повітрозабірника. Від його носіння до обичайки виникало ущільнення повітря, яке ніби згрібало його зі сторін до компресорів двигунів. З тих пір ударні хвилі міцно увійшли до теорії як корисні, і фантастичні льотні дані сучасних літаків чималою мірою обумовлені їх умілим використанням.

Аеродинаміка

Розвиток аеродинаміки прийнято ділити на дві епохи – до Н. Г. Жуковського та після. Його доповідь «Про приєднані вихори» від 15 листопада 1905 стала початком нової ери в авіації.

До Жуковського літали на поставлених плашмя вітрилах: вважалося, що частки потоку, що набігає, віддають весь свій імпульс передній кромці крила. Це дозволяло відразу позбавитися векторної величини - моменту кількості руху - породжувало зубодроблювальну і найчастіше неаналітичну математику, перейти до куди зручнішим скалярним суто енергетичним співвідношенням, і отримати в результаті розрахункове поле тиску на несучу площину, більш-менш схоже на сьогодення.

Такий механістичний підхід дозволив створити апарати, здатні сяк-так піднятися в повітря і здійснити переліт з одного місця в інше, не обов'язково впавши на землю десь по дорозі. Але прагнення збільшити швидкість, вантажопідйомність та інші льотні якості дедалі більше виявляло недосконалість початкової аеродинамічної теорії.

Ідея Жуковського була така: вздовж верхньої та нижньої поверхонь крила повітря проходить різний шлях. З умови безперервності середовища (бульбашки вакууму самі по собі в повітрі не утворюються) слід, що швидкості верхнього та нижнього потоків, що сходять із задньої кромки, повинні відрізнятися. Внаслідок нехай малої, але кінцевої в'язкості повітря там через різницю швидкостей повинен утворитися вихор.

Вихор обертається, а закон збереження кількості руху, настільки ж незаперечний, як закон збереження енергії, справедливий і для векторних величин, тобто. повинен враховувати напрям руху. Тому тут же, на задній кромці, повинен сформуватися вихор, що протилежно обертається, з таким же обертальним моментом. За рахунок чого? За рахунок енергії, що виробляється двигуном.

Для практики авіації це означало революцію: обравши відповідний профіль крила, можна було приєднаний вихор пустити навколо крила як циркуляції Р, що збільшує його підйомну силу. Тобто, витративши частину, а для більших швидкостей і навантажень на крило - більшу частину, потужності мотора, можна створити навколо апарату повітряний потік, що дозволяє досягти кращих льотних якостей.

Це робило авіацію авіацією, а не частиною повітроплавання: тепер літальний апаратміг сам створювати собі потрібне для польоту середовище і не бути іграшкою повітряних потоків. Потрібен тільки двигун потужніший, та ще й ще потужніший.

Знову КИЇВ

Але у вітряка двигуна немає. Він, навпаки, повинен відбирати енергію у вітру та давати її споживачам. І тут виходить – ноги витяг, хвіст ув'яз. Пустили надто мало енергії вітру на власну циркуляцію ротора – вона буде слабкою, тяга лопатей – малою, а КІЕВ та потужність – низькими. Віддамо на циркуляцію багато - ротор при слабкому вітрі буде на холостому ходікрутитися як скажений, але споживачам знову дістається мало: трохи дали навантаження, ротор загальмувався, вітер здув циркуляцію, і ротор став.

Закон збереження енергії «золоту середину» дає саме посередині: 50% енергії даємо в навантаження, а на інші 50% підкручуємо потік до оптимуму. Практика підтверджує припущення: якщо ККД хорошого пропелера, що тягне, становить 75-80%, то КИЕВ так само ретельно розрахованого і продутого в аеродинамічній трубі лопатевого ротора доходить до 38-40%, тобто. до половини від того, чого можна досягти при надлишку енергії.

Сучасність

Нині аеродинаміка, озброєна сучасною математикою і комп'ютерами, дедалі більше уникає неминуче щось та спрощують моделей до точного описи поведінки реального тіла на реальному потоці. І тут, крім генеральної лінії – потужність, потужність, та ще раз потужність! - Виявляються шляхи побічні, але перспективні якраз при обмеженій кількості енергії, що надходить в систему.

Відомий авіатор-альтернативник Пол МакКріді ще у 80-х створив літак, з двома моторчиками від бензопили потужністю 16 л.с. що показав 360 км/год. Причому шасі його було триопорним, а колеса - без обтічників. Жоден з апаратів Маккріді не вийшов на лінію і не став на бойове чергування, але два – один із поршневими моторами та пропелерами, а інший реактивний – вперше в історії облетіли навколо земної кулібез посадки однією заправці.

Парусів, що породили початкове крило, розвиток теорії теж торкнулося дуже суттєво. "Жива" аеродинаміка дозволила яхтам при вітрі в 8 вузл. стати на підводні крила (див. мал.); щоб розігнати такий гігант до потрібної швидкості гребним гвинтом, потрібен двигун не менше 100 к.с. Гоночні катамарани при такому вітрі ходять зі швидкістю близько 30 вузл. (55 км/год).

Є й знахідки абсолютно нетривіальні. Любителі рідкісного та екстемального спорту – бейсджампінгу – одягнувши апеціальний костюм-крило, вінгсьют, літають без мотора, маневруючи, на швидкості понад 200 км/год (рис. праворуч), а потім плавно приземляються у заздалегідь вибраному місці. У якій казці люди літають власними силами?

Дозволено й багато загадок природи; зокрема – політ жука. За класичною аеродинамікою він літати не здатний. Так само, як і родоначальник «стелсов» F-117 з його крилом ромбоподібного профілю теж не здатний піднятися у повітря. А МІГ-29 і Су-27, які деякий час можуть летіти хвостом уперед, і зовсім у жодні уявлення не вкладаються.

І чому тоді, займаючись вітродвигунами, не забавою і знаряддям знищення собі подібних, а джерелом життєво важливого ресурсу, треба танцювати неодмінно від теорії слабких потоків з її моделлю плоского вітру? Невже не знайдеться можливості просунутися далі?

Чого чекати від класики?

Однак від класики відмовлятися в жодному разі не слід. Вона дає основу, не спершись на яку не можна піднятися вище. Так само, як теорія множин не скасовує таблицю множення, а від квантової хромодинаміки яблука з дерев нагору не відлетять.

Отже, на що можна розраховувати за класичного підходу? Подивимося на рисунок. Зліва – типи роторів; вони зображені умовно. 1 – вертикальний карусельний, 2 – вертикальний ортогональний ( вітряна турбіна); 2-5 - лопатеві ротори з різною кількістю лопатей з оптимізованими профілями.

Справа по горизонтальній осі відкладена відносна швидкість ротора, тобто відношення лінійної швидкості лопаті до швидкості вітру. По вертикальній вгору – КІЕВ. А вниз – знову ж таки відносний момент, що крутить. Одиничним (100%) крутним моментом є такий, що створює насильно загальмований у потоці ротор зі 100% КИЕВ, тобто. коли вся енергія потоку перетворюється на зусилля, що обертає.

Такий підхід дозволяє робити далекосяжні висновки. Скажімо, кількість лопатей потрібно вибирати не тільки і не стільки за бажаною швидкістю обертання: 3- і 4-лопастники відразу багато втрачають по КИЕВ і обертальним моментом у порівнянні з добре працюючими приблизно в тому ж діапазоні скоростей 2- та 6-лопатів. А зовні схожі карусель і ортогонал мають принципово різні властивості.

В цілому ж перевагу слід віддавати лопатевим роторам, крім випадків, коли потрібна гранична дешевизна, простота, самообслуговування без автоматики і неможливий підйом на щоглу.

Примітка: про вітрильні ротори поговоримо особливо - вони, схоже, в класику не вкладаються.

Вертикалки

ЗСУ з вертикальною віссю обертання мають незаперечну для побуту перевагу: їх вузли, що вимагають обслуговування, зосереджені внизу і не потрібне піднесення нагору. Там залишається, і то не завжди, упорно-опорний самовстановлюваний підшипник, але він міцний і довговічний. Тому, проектуючи простий вітрогенератор, вибір варіантів потрібно починати з вертикалок. Основні їх типи представлені на рис.

НД

На першій позиції – найпростіший, найчастіше званий ротором Савоніуса. Насправді його винайшли в 1924 р. в СРСР Я. А. і А. А. Воронін, а фінський промисловець Сігурд Савоніус безсовісно привласнив собі винахід, проігнорувавши радянське авторське свідоцтво, і розпочав серійний випуск. Але впровадження у долі винаходу означає дуже багато, тому ми, щоб не ворушити минуле і не турбувати порох померлих, назвемо цей вітряк ротором Вороніних-Савоніуса, або для стислості, ВС.

ВС для самороба всім хороший, крім «паровозного» КИЕВ в 10-18%. Однак у СРСР над ним працювали багато, і напрацювання є. Нижче ми розглянемо вдосконалену конструкцію, не набагато складнішу, але по КИЕВ, що дає фору лопатям.

Примітка: дволопатевий ПС не крутиться, а смикається ривками; 4-лопатевий лише трохи плавніший, але багато втрачає в КИЕВ. Для покращення 4-«коритні» найчастіше розносять на два поверхи – пару лопатей унизу, а інша пара, повернена на 90 градусів по горизонталі, над ними. КИЕВ зберігається, і бічні навантаження на механіку слабшають, але згинальні дещо зростають, і за вітру понад 25 м/с такий ВСУ на держаку, тобто. без розтягнутого вантами підшипника над ротором, зриває вежу.

Дар'ї

Наступний – ротор Дар'ї; КИЄВ – до 20%. Він ще простіше: лопаті – з простої пружної стрічки без жодного профілю. Теорія ротора Дар'ї ще недостатньо розроблена. Ясно тільки, що починає він розкручуватися за рахунок різниці аеродинамічного опору горба та кишені стрічки, а потім стає ніби швидкохідним, утворюючи власну циркуляцію.

Обертальний момент малий, а в стартових положеннях ротора паралельно і перпендикулярно вітру взагалі відсутня, тому саморозкручування можливе тільки при непарній кількості лопатей (крил?) У будь-якому випадку на час розкручування навантаження від генератора потрібно відключати.

Є у ротора Дар'ї ще дві погані якості. По-перше, при обертанні вектор тяги лопаті описує повний оберт щодо її аеродинамічного фокусу, і не плавно, а ривками. Тому ротор Дар'ї швидко розбиває свою механіку навіть за рівного вітру.

По-друге, Дар'ї не те що шумить, а волає і верещить, аж до того, що стрічка рветься. Відбувається це внаслідок її вібрації. І що більше лопатей, то сильніший рев. Так що Дар'ї якщо і роблять, то дволопатевими, з дорогих високоміцних звукопоглинаючих матеріалів (карбону, майлару), а для розкручування посередині щогли-древка пристосовують невеликий ПС.

Ортогонал

На поз. 3 – ортогональний вертикальний ротор із профільованими лопатями. Ортогональний тому, що крила стирчать вертикально. Перехід від ВС до ортогоналу ілюструє рис. ліворуч.

Кут установки лопатей щодо дотичної до кола, що стосується аеродинамічних фокусів крил, може бути як позитивним (на рис.), так і негативним, відповідно до сили вітру. Іноді лопаті роблять поворотними і ставлять на них флюгерки, що автоматично тримають «альфу», але такі конструкції часто ламаються.

Центральне тіло (блакитне на рис.) дозволяє довести КИЕВ майже до 50%. У трилопатевому ортогоналі воно має в розрізі мати форму трикутника зі злегка опуклими сторонами і закругленими кутами, а при більшій кількості лопатей досить простого циліндра. Але теорія для ортогоналу оптимальна кількість лопатей дає однозначно: їх має бути рівно 3.

Ортогонал належить до швидкохідних вітряків з ОСС, тобто. обов'язково вимагає розкручування при введенні в експлуатацію та після штилю. За ортогональною схемою випускаються серійні ВСУ, що не обслуговуються, потужністю до 20 кВт.

Гелікоїд

Гелікоїдний ротор, або ротор Горлова (поз. 4) - різновид ортогоналу, що забезпечує рівномірне обертання; ортогонал з прямими крилами «рве» лише трохи слабше за дволопатевий ВС. Вигин лопатей по гелікоїді дозволяє уникнути втрат КИЕВ через їхню кривизну. Хоча частина потоку крива лопать і відкидає, не використовуючи, зате й загрібає частину в зону найбільшої лінійної швидкості, компенсуючи втрати. Гелікоїди використовують рідше за інші вітряки, т.к. вони внаслідок складності виготовлення виявляються дорожчими за рівних за якістю побратимів.

Бочка-загребушка

на 5 поз. - Ротор типу ВС, оточений направляючим апаратом; його схема представлена ​​на рис. праворуч. У промисловому виконанні трапляється рідко, т.к. дороге відведення землі не компенсує приросту потужності, а матеріаломісткість і складність виробництва великі. Але саморобник, який боїться роботи – вже не майстер, а споживач, і якщо потрібно не більше 0,5-1,5 кВт, то для нього «бочка-загребушка» ласий шматок:

  • Ротор такого типу абсолютно безпечний, безшумний, не створює вібрацій і може бути встановлений будь-де, хоч на дитячому майданчику.
  • Зігнути «корита» з оцинковки та зварити каркас із труб – робота нісенітниця.
  • Обертання – абсолютно рівномірне, деталі механіки можна взяти найдешевші або з непотребу.
  • Не боїться ураганів - надто сильний вітер не може проштовхнутися в бочку; навколо неї виникає обтічний вихровий кокон (ми з цим ефектом ще зіткнемося).
  • А найголовніше – оскільки поверхня «загребушки» в кілька разів більша за такий ротора всередині, КИЕВ може бути і надодиничним, а обертальним моментом вже при 3 м/с у «бочки» триметрового діаметру такий, що генератору на 1 кВт з граничним навантаженням, як кажуть, краще і не смикатися.

Відео: вітрогенератор Ленца

У 60-х у СРСР Є. С. Бірюков запатентував карусельну ЗСУ з КІЕВ 46%. Трохи пізніше В. Блінов досяг від конструкції на тому ж принципі КИЕВ 58%, але даних про її випробування немає. А натурні випробування ЗСУ Бірюкова було проведено співробітниками журналу «Винахідник та раціоналізатор». Двоповерховий ротор діаметром 0,75 м та висотою 2 м при свіжому вітрі розкручував на повну потужність асинхронний генератор 1,2 кВт та витримував без поломки 30 м/с. Креслення ВСУ Бірюкова наведено на рис.

  1. ротор із покрівельної оцинковки;
  2. самовстановлюваний дворядний кульковий підшипник;
  3. ванти – 5 мм сталевий трос;
  4. вісь-древко - сталева трубаіз товщиною стінок 1,5-2,5 мм;
  5. важелі аеродинамічного регулятора обертів;
  6. лопаті регулятора оборотів - 3-4 мм фанера або листовий пластик;
  7. тяги регулятора оборотів;
  8. вантаж регулятора оборотів, його вага визначає частоту обертання;
  9. ведучий шків - велосипедне колесо без шини з камерою;
  10. підп'ятник - упорно-опорний підшипник;
  11. ведений шків - штатний шків генератора;
  12. генератор.

Бірюков на свою ЗСУ отримав одразу кілька авторських свідоцтв. По-перше, зверніть увагу на розріз ротора. При розгоні він працює подібно до ВС, створюючи великий стартовий момент. У міру розкручування у зовнішніх кишенях лопатей створюється вихрова подушка. З погляду вітру, лопаті стають профільованими, і ротор перетворюється на швидкохідний ортогонал, причому віртуальний профіль змінюється відповідно до сили вітру.

По-друге, профільований канал між лопатями у робочому діапазоні швидкостей працює як центральне тіло. Якщо ж вітер посилюється, то в ньому створюється вихрова подушка, що виходить за межі ротора. Виникає такий самий вихровий кокон, як навколо ЗСУ з направляючим апаратом. Енергія на його створення береться від вітру, тому на поломку вітряка її вже не вистачає.

По-третє, регулятор обертів призначений насамперед для турбіни. Він тримає її оберти оптимальними з погляду КІЕВ. Оптимум частоти обертання генератора забезпечується вибором передавального відношення механіки.

Примітка: після публікацій в ІР за 1965 р. ЗСУ Бірюкова канула в небуття. Відповіді від інстанцій автор так і не дочекався. Доля багатьох радянських винаходів. Кажуть, якийсь японець став мільярдером, регулярно читаючи радянські популярно-технічні журнали і патентуючи у себе все, що заслуговує на увагу.

Лопатники

Як у сказано, за класикою горизонтальний вітрогенератор із лопатевим ротором – найкращий. Але, по-перше, йому потрібен стабільний бодай середньої сили вітер. По-друге, конструкція для самороба таїть у собі чимало підводних каменів, через що нерідко плід довгих завзятих праць у кращому разі висвітлює туалет, передпокій або ганок, а то й виявляється здатний лише розкрутити самого себе.

За схемами на рис. розглянемо докладніше; позиції:

  • Фіг. А:
  1. лопаті ротора;
  2. генератор;
  3. станина генератора;
  4. захисний флюгер (ураганна лопата);
  5. струмознімач;
  6. шасі;
  7. поворотний вузол;
  8. робочий флюгер;
  9. щогла;
  10. хомут під ванти.
  • Фіг. Б, вид зверху:
  1. захисний флюгер;
  2. робочий флюгер;
  3. регулятор натягу пружини захисного флюгера.
  • Фіг. Г, струмознімач:
  1. колектор із мідними нерозрізними кільцевими шинами;
  2. пружні міднографітові щітки.

Примітка: ураганний захист для горизонтального лопатника діаметром понад 1 м абсолютно необхідний, т.к. створити навколо себе вихровий кокон він не здатний. При менших розмірах можна досягти витривалості ротора до 30 м/с з лопатями з пропілену.

Отже, де на нас чекають «спотики»?

Лопаті

Розраховувати досягти потужності на валу генератора понад 150-200 Вт на лопатях будь-якого розмаху, вирізаних із товстостінної. пластикової труби, як часто радять – надії безпросвітного дилетанта Лопата з труби (якщо вона не настільки товста, що використовується просто як заготівля) матиме сегментний профіль, тобто. його верхня або обидві поверхні будуть дугами кола.

Сегментні профілі придатні для несжимаемого середовища, скажімо, для підводних крил або лопатей гребного гвинта. Для газів же потрібна лопатка змінного профілю та кроку, наприклад див. рис.; розмах – 2 м. Це буде складний і трудомісткий виріб, що потребує кропіткого розрахунку у зброї теорії, продувок у трубі та натурних випробувань.

Генератор

При насадці ротора прямо на його вал штатний підшипник швидко розіб'ється - однакового навантаження на всі лопаті у вітряках не буває. Потрібен проміжний вал із спеціальним опорним підшипником та механічна передача від нього на генератор. Для великих вітряків опорний підшипник беруть дворядний самовстановлюваний; у найкращих моделях – триярусний, Фіг. Д на рис. вище. Такий дозволяє валу ротора не тільки злегка згинатися, а й трохи зміщуватися з боку вбік або вгору-вниз.

Примітка: на розробку опорного підшипника для ЗСУ типу EuroWind пішло близько 30 років.

Аварійний флюгер

Принцип його показує Фіг. В. Вітер, посилюючись, тисне на лопату, пружина розтягується, ротор перекошується, обороти його падають і врешті-решт він стає паралельним потоку. Начебто все добре, але – гладко було на папері.

Спробуйте у вітряний день утримати за ручку паралельно вітру кришку від виварювання або великої каструлі. Тільки обережно - вертлява залізяка може саднути по фізіономії так, що розквасить ніс, розсіче губу, а то й виб'є око.

Плоский вітер буває лише в теоретичних викладках і, з достатньою для практики точністю, в аеродинамічних трубах. Реально ж ураган вітряки з ураганною лопатою корежить більше, ніж беззахисні. Краще все-таки міняти зіпсовані лопаті, ніж робити знову все. У промислових установках – інша річ. Там крок лопатей, по кожній окремо, відстежує та регулює автоматика під керуванням бортового комп'ютера. І робляться вони із надміцних композитів, а не з водопровідних труб.

Струмознімач

Це – вузол, що регулярно обслуговується. Будь-який енергетик знає, що колектор із щітками потрібно чистити, змащувати, регулювати. А щогла – з водопровідної труби. Чи не залізеш, раз на місяць-два доведеться весь вітряк валити на землю і потім знову піднімати. Скільки він протягне від такої "профілактики"?

Відео: лопатевий вітрогенератор + сонячна панель для електропостачання дачі

Міні та мікро

Але зі зменшенням розмірів лопатника проблеми падають по квадрату діаметра колеса. Виготовлення горизонтальної лопатевої ЗСУ своїми силами на потужність до 100 Вт вже можливе. Оптимальним буде 6-лопатевий. При більшій кількості лопатей діаметр ротора, розрахованого на ту ж потужність, буде меншим, але їх виявиться важко міцно закріпити на маточині. Ротори про менш ніж 6 лопатях можна не мати на увазі: 2-лопатникові на 100 Вт потрібен ротор діаметром 6,34 м, а 4-лопатникові тієї ж потужності – 4,5 м. Для 6-лопатевої залежність потужність – діаметр виражається наступним чином :

  • 10 Вт - 1,16 м.
  • 20 Вт - 1,64 м.
  • 30 Вт – 2 м.
  • 40 Вт - 2,32 м.
  • 50 Вт - 2,6 м.
  • 60 Вт - 2,84 м.
  • 70 Вт - 3,08 м.
  • 80 Вт - 3,28 м.
  • 90 Вт - 3,48 м.
  • 100 Вт - 3,68 м.
  • 300 Вт - 6,34 м.

Оптимальним буде розраховувати на потужність 10-20 Вт. По-перше, лопать із пластику розмахом понад 0,8 м без додаткових заходів захисту не витримає вітер понад 20 м/с. По-друге, при розмаху лопаті до тих же 0,8 м лінійна швидкість її кінців не перевищить швидкість вітру більш ніж утричі, і вимоги до профілювання з круткою знижуються на порядки; тут вже цілком задовільно працюватиме «корытце» із сегментним профілем із труби, поз. Б на рис. А 10-20 Вт забезпечать живлення планшетки, підзарядку смартфона або засвітять лампочку-економку.

Далі вибираємо генератор. Відмінно підійде китайський моторчик - маточина колеса для електровелосипедів, поз. 1 на рис. Його потужність як двигуна - 200-300 Вт, але в режимі генератора він дасть приблизно до 100 Вт. Але чи підійде він нам за оборотами?

Показник швидкохідності z для 6 лопат дорівнює 3. Формула для розрахунку швидкості обертання під навантаженням – N = v/l*z*60, де N – частота обертання, 1/хв, v – швидкість вітру, а l – довжина кола ротора. При розмаху лопаті 0,8 м та вітрі 5 м/с отримуємо 72 об/хв; при 20 м/с – 288 об/хв. Приблизно з такою ж швидкістю обертається велосипедне колесо, так що свої 10-20 Вт від генератора, здатного дати 100, ми вже знімемо. Можна садити ротор прямо на його вал.

Але тут виникає така проблема: ми, витративши чимало праці та грошей, хоч би на моторчик, отримали… іграшку! Що таке 10-20, ну, 50 Вт? А лопатевий вітряк, здатний запитати хоча б телевізор, удома не зробиш. Чи не можна купити готовий міні-вітрогенератор, і чи не обійдеться він дешевше? Ще як можна, і ще як дешевше, див. 4 та 5. Крім того, він буде ще й мобільним. Поставив на пеньок - і користуйся.

Другий варіант – якщо десь валяється кроковий двигун від старого 5- або 8-дюймового дисководу, або від приводу паперу чи каретки непридатного струменевого чи матричного принтера. Він може працювати як генератор, і приробити до нього карусельний ротор із консервних банок (поз. 6) простіше, ніж збирати конструкцію на кшталт показаної на поз. 3.

Загалом по «лопатниках» висновок однозначний: саморобні – скоріше для того, щоб помайструвати досхочу, але не для реальної довготривалої енерговіддачі.

Відео: найпростіший вітрогенератор для освітлення дачі

Вітрильники

Вітрильний вітрогенератор відомий давно, але м'які полотнища його лопатей почали робити з появою високоміцних синтетичних зносостійких тканин і плівок. Багатолопатеві вітряки з жорсткими вітрилами широко розійшлися по світу як привід малопотужних автоматичних водокачок, але їх технічні дані нижчі навіть у каруселів.

Однак м'яке вітрило як крило вітряка, схоже, виявилося не так простим. Справа не у вітростійкості (виробники не обмежують максимально допустиму швидкість вітру): яхсменам-вірусникам і так відомо, що вітру розірвати полотнище бермудського вітрила практично неможливо. Швидше шкот вирве, або щоглу зламає, або весь посуд зробить поворот оберкіль. Справа в енергетиці.

На жаль, точних даних випробувань неможливо знайти. За відгуками користувачів вдалося скласти «синтетичні» залежності для встановлення ВЕУ-4.380/220.50 таганрозького виробництва з діаметром вітроколеса 5 м, масою вітроголівки 160 кг та частотою обертання до 40 1/хв; вони представлені на рис.

Зрозуміло, гарантій за 100% достовірність бути не може, але і так видно, що плоско-механістичної моделлю тут і не пахне. Не може 5-метрове колесо на плоскому вітрі в 3 м/с дати близько 1 кВт, при 7 м/с вийти на плато за потужністю і далі тримати її до жорстокого шторму. Виробники, до речі, заявляють, що номінальні 4 кВт можна отримати і за 3 м/с, але при встановленні їх силами за результатами досліджень місцевої аерології.

Кількісної теорії також не виявляється; Пояснення розробників малозрозумілі. Однак, оскільки таганрозькі ВЕУ народ купує, і вони працюють, залишається припустити, що заявлена ​​конічна циркуляція та пропульсивний ефект – не фікція. Принаймні можливі.

Тоді, виходить, ПЕРЕД ротором, за законом збереження імпульсу, повинен виникнути також конічний вихор, але повільний, що розширюється. І така вирва зганятиме вітер до ротора, його ефективна поверхня вийде більше омітається, а КІЕВ - надпоодиноким.

Пролити світло це питання могли б натурні вимірювання поля тиску перед ротором, хоча б побутовим анероїдом. Якщо воно виявиться вищим, ніж з боків осторонь, то, дійсно, вітрильні ЗСУ працюють, як жук літає.

Саморобний генератор

Зі сказаного вище ясно, що саморобам краще братися або за вертикалки, або за вітрильники. Але ті та інші дуже повільні, а передача на швидкохідний генератор – зайва робота, зайві витратита втрати. Чи можна зробити найефективніший тихохідний електрогенератор самому?

Так, можна, на магнітах з ніобієвого металу, т. зв. супермагніти. Процес виготовлення основних деталей показано на рис. Котушки – кожна з 55 витків мідного 1 мм дроту у термостійкій високоміцній емалевій ізоляції, ПЕММ, ПЕТВ тощо. Висота обмоток – 9 мм.

Зверніть увагу на пази під шпонки половини ротора. Вони повинні бути розташовані так, щоб магніти (вони приклеюються до магнітопроводу епоксидкою або акрилом) після збирання зійшлися різними полюсами. «Млинці» (магнітопроводи) повинні бути виготовлені з магнітом'якого феромагнетика; підійде звичайна конструкційна сталь. Товщина «млинців» – не менше 6 мм.

Взагалі краще купити магніти з осьовим отвором і притягнути їх гвинтами; супермагніти притягуються зі страшною силою. З цієї причини на вал між «млинцями» надягається циліндрична проставка висотою 12 мм.

Обмотки, що становлять секції статора, з'єднуються за схемами, також наведеними на рис. Спаяні кінці не повинні бути натягнуті, але повинні утворювати петлі, інакше епоксидка, якою залитиме статор, застигаючи, може порвати дроти.

Заливають статор у виливниці до товщини 10 мм. Центрувати та балансувати не потрібно, статор не обертається. Зазор між ротором та статором – по 1 мм з кожного боку. Статор у корпусі генератора потрібно надійно зафіксувати не тільки від зміщення по осі, а й від провертання; сильне магнітне поле при струмі в навантаженні тягне його за собою.

Відео: генератор для вітряка своїми руками

Висновок

І що ж ми маємо насамкінець? Інтерес до «лопатників» пояснюється швидше за їх ефектним зовнішнім виглядом, ніж дійсними експлуатаційними якостями в саморобному виконанні та на малих потужностях. Саморобна карусельна ЗСУ дасть "чергову" потужність для зарядки автоакумулятора або енергопостачання невеликого будинку.

А ось із вітрильними ЗСУ варто поекспериментувати майстрам із творчою жилкою, особливо у міні-виконанні, з колесом 1-2 м діаметром. Якщо припущення розробників вірні, то з цього можна буде зняти, за допомогою описаного вище китайського двигуна-генератора, всі його 200-300 Вт.

Андрій сказав(ла):

Дякуємо за вашу безкоштовну консультацію ... А ціни "від фірм" не реально дорогі, і я думаю, що майстрові люди з глибинки зможуть зробити генератори подібні до вашого. А аккамулятори Li-po можна виписати з Китаю, інвертори в Челябінську роблять дуже хороші (з плавним синусом). А вітрила, лопаті або ротори - це черговий привід для польоту думки наших рукастих російських мужиків.

Іван сказав(а):

питання:
Для вітряків з вертикальною віссю (позиція 1) і варіанта "Ленця" можна додати додаткову деталь - крильчатку, що виставляється за вітром, і закриває від нього ж непотрібну сторону (що йде в бік вітру). Тобто вітер не лопатиме гальмувати, а цей “екран”. Постановка за вітром "хвістом", що знаходиться за самим вітряком нижче і вище лопатей (гребенів). Читав статтю та народилася ідея.

Натискаючи кнопку «Додати коментар», я погоджуюсь із сайту.

Вітрогенератор - це механічний пристрій, призначене для вироблення (генерування) електричного струму Потік вітру обертає робоче колесо, взаємодіючи із його лопатями. Обертання передається на генератор, який починає виробляти електричний струм. Така. На практиці все набагато складніше, тому що виникає маса труднощів технічного та експлуатаційного характеру, але загалом можливості цих пристроїв сильно недооцінені.

Росія вважається енергонадлишковою країною, що має велику кількість потужних електростанцій, але, проте, є райони, де мережевої електрики немає досі. Використання енергії вітру для вироблення енергії для подібних районів є гарною альтернативою, що дозволяє вирішити питання якщо не повністю, то достатньою мірою.

Кількість отриманої енергії прямо пропорційно потужності генератора і швидкості обертання вітряка, що дозволяє теорії використовувати кілька пристроїв для отримання необхідної кількості електроенергії. Практика поки що недостатньо ілюструє ситуацію, оскільки на сьогодні для збору статистичних даних немає достатньої кількості генераторів. Тому доводиться поки що задовольнятися розрахунковими даними, які у більшості випадків підтверджуються на практиці.

Існують два основні різновиди вітрогенераторів:

  • . Вони вважаються найбільш ефективними, мають більший ККДта дають непогані результати при користуванні
  • . Ці пристрої менш ефективні, але мають низку специфічних якостей, що роблять їх не менш затребуваними серед подібних агрегатів.

Види вітрогенераторів з вертикальною віссю обертання

Вертикальний вітрогенератор - це пристрій, вісь обертання якого розташована перпендикулярно до напрямку потоку вітру і орієнтована у вертикальному напрямку. Поздовжні осі лопат паралельні осі обертання.

Якщо горизонтальні генератори по зовнішньому виглядунагадують пропелер, то вертикальні ближче до барабана відцентрового вентилятора, встановленого вертикально та обладнаного малим числом лопаток (зазвичай їх 2 штуки, але бувають інші варіанти). Таке розташування дозволяє лопатям однаково реагувати на потоки вітру з будь-якої сторони без необхідності орієнтування осі обертання на зустрічному напрямку руху повітря.

Існують різні видивертикальні вітрогенератори. Різниця між ними полягає лише в типі обертової частини – ротора, оскільки конструкція нерухомого статора принципових змін не має. Відомі такі види, як:

  • ортогональний ротор. Його лопаті розташовані по дотичній до кола обертання і мають перетин, як у крила літака. Здатний починати обертатись навіть при відносно слабкому вітрі, збільшуючи швидкість за рахунок розрідження повітря над поверхнею лопатей та ущільнення під нею (виникнення підйомної сили). Не має високої парусності лопатей, що дозволяє стабілізувати швидкість обертання та виключити різкі зміни динаміки, здатні вивести з ладу підшипники.
  • . Є дві вигнуті у вигляді половинок труби лопаті. При великій площі врівноваження сил, що впливають на лопаті, не відбувається, так як потік, що діє на внутрішню частину лопаті, відбивається від її вигину і частково потрапляє у вигин другої лопаті, посилюючи її обертання. Зворотний бік розбиває потік на рівні частини, одна з яких обтікає вигин і потрапляє на робочу частину, збільшуючи момент, що обертає, а інша йде вбік. Ефективність такого ротора невелика, всього 15%, але за поєднанням характеристик він цілком вартий уваги
  • ротор Дар'я. Це один із варіантів ортогональної конструкції. Має вантовий вигляд лопат, кінці яких приєднані до валу обертання, а центральні частини, плавно згинаючи, відходять від валу таким чином, що при погляді з боку лопаті утворюють своїми контурами овал або коло. Ротор має малу потужність, високий рівень шуму та вібрацій, що робить його вимогливим до постійного спостереження та обслуговування.
  • гелікоїдний ротор. Конструкція має лопаті складної форми, закрученої навколо вертикальної осі. Це дозволяє стабілізувати швидкість обертання та усунути шум, створюваний лопатями при обертанні. Рівномірність роботи робить конструкцію зручнішою, що забезпечує рівний результат за різних режимів обертання. Для самостійного виготовлення цей варіант конструкції найбільш складний, але в цілому доступний.
  • багатолопатевий ротор. Має кілька лопатей, що дозволяє отримати рівне та потужне обертання ротора при відносно слабкому вітровому тиску. Зазвичай використовується кілька вузьких смуг на деякій відстані від валу обертання, що передають потік зі зростанням швидкості та щільності на другий ряд лопатей, розташований усередині першого. Також існують варіанти з двома рівнями (пара лопаток, а під нею - інша з розворотом на 90 °. Всі варіанти конструкції мають непогані експлуатаційні характеристики, що дозволяє вважати таку конструкцію однією з найперспективніших.

Існують конструкції, які передбачають захист від врівноважуючого тиску потоку на зворотний бік крила. Робиться щит формою частини кола, що закриває від вітру ділянку зі зворотним боком лопатей в такий спосіб, що вітер впливає лише з робочої сторони. Наведення ротора на вітер, тобто. повороту системи при зміні напряму потоку, робиться пристрій типу флюгера, що повертає захист у потрібну сторону за вітром.

Ефективність всіх цих видів приблизно однакова. Принципової різниці в характеристиках також немає, основні відмінності лежать в області зменшення шуму, зниження навантажень на вал, вирівнювання режимів обертання.

Переваги та недоліки вітрогенераторів з вертикальною віссю

Вертикальний вітрогенератор- Конструкція, вдала для створення своїми руками. При всій різноманітності варіантів виконання, на багато хто з них досі немає математичної моделі обертання, що не дозволяє створити коректну методику розрахунку. При цьому така ситуація сприяє активному розвитку моделювання всіх різновидів вітрогенераторів та відпрацюванню їх технічних параметрів.

Основними перевагами вітрогенераторів з вертикальною віссю прийнято вважати:

  • простота конструкції, можливість виготовлення практично будь-якого типу своїми руками
  • стабільність, стійкість режимів роботи, спричинена здатністю однаково реагувати на потоки вітру будь-якого напряму
  • відсутня потреба в механізмі наведення осі обертання на потік, без чого не можуть функціонувати генератори з горизонтальним обертанням
  • Для того, щоб виготовити вертикальний вітрогенератор своїми руками, потрібні відносно малі витрати грошей, часу та праці. Основна стаття витрат - безпосередньо генератор, а частини, що обертаються, можуть бути виготовлені буквально з підручних засобів

Недоліками вертикального вітрогенераторавважаються:

  • ефективність роботи нижча, ніж у горизонтальних конструкцій
  • при роботі пристрою видають шум, який складно усунути, так як він відбувається через контакт потоку повітря і матеріал лопаті
  • високий рівень вібрацій та різких змін режимів обертання створюють сильне навантаження на підшипники, сприяючи швидкому виходу рухомих деталей та вузлів з ладу
  • для створення вертикального генератора потрібно більше матеріалів, ніж для горизонтальних зразків

Місце встановлення вітрогенератора

Для монтажу вітрогенератора потрібен відкритий майданчик, який не має поблизу перешкод, здатних закрити пристрій від вітрових потоків. над рівнем ґрунту може бути відносно мала, близько 3 метрів. Примітно, що з точки зору ефективності контакту лопат з вітром, підйом пристрою на велику висоту мало впливає на зростання продуктивності генератора, так як підняти ротор на значну висоту нереально, а зміни в 2-3 метри ніяких істотних вигод не приносять.

При цьому, необхідно пам'ятати про довжину кабелю та його опір. Велика довжина викликає падіння напруги і вимагатиме значних витрат на дорогий кабель, тому занадто великого віддалення від будинку робити не рекомендується, так само, як і надмірно наближати вітряк. Вібрації і шум від ротора, що обертається, будуть дуже докучати жителям будинку, викличуть порушення сну і вимагатимуть зміни місця установки пристрою.

Як самостійно виготовити вітрогенератор вертикального типу

Самостійне виготовлення вітрогенераторацілком можливо, хоч і не так просто, як може здатися на перший погляд. Знадобиться або зібрати весь комплект обладнання, що дуже складно, або деякі його елементи придбати, що досить дорого. До складу комплекту можуть входити:

  • вітрогенератор
  • інвертор
  • комплект акумуляторів
  • дроти, кабелі, допоміжне обладнання

Оптимальним варіантом стане часткове придбання готового обладнання, часткове виготовлення своїми руками. Справа в тому, що ціни на вузли та елементи дуже високі, доступні не всім. Крім того, високі одноразові вкладення змушують замислитися, чи ці кошти не можна реалізувати більш ефективним чином.

Система працює наступним чином:

  • вітряк обертається та передає момент на генератор
  • виникає електричний струм, який заряджає акумулятор
  • акумулятор приєднується до інвертора, що перетворює постійний струм 220 В 50Гц змінного струму.

Складання зазвичай починають з генератора. Найбільш вдалим варіантом є складання 3-фазної конструкції на неодимових магнітах, що дозволяє виробляти відповідний струм.

Частини, що обертаються, робляться на основі однієї з систем, найбільш доступною для відтворення своїми руками. із відрізків труб, розпиляних навпіл металевих бочок або зігнутого певним чином листового металу.

Щогла зварюється на землі і встановлюється у вертикальне положення вже в готовому вигляді. Як варіант, виготовляється з дерева відразу на місці установки генератора. Для міцної та надійної установки слід зробити для опор фундамент та закріпити щоглу анкерами. При великій висоті слід додатково закріпити розтяжками.

Всі вузли та деталі системи вимагають припасування один до одного за потужністю, налаштування працездатності. Заздалегідь сказати, неможливо, тому що занадто багато невідомих параметрів не дозволять визначити характеристики системи. При цьому якщо спочатку закладати систему під певну потужність, то на виході завжди виходять досить близькі значення. Основною вимогою стає міцність та акуратність виготовлення вузлів, щоб робота генератора була досить стабільною та надійною.

Останнім часом спостерігається стрімке зростання популярності альтернативних джерел енергії. Використання вітру відноситься до найбільш затребуваних напрямків в енергетиці, тому багато людей замислюються про покупку вертикального вітрогенератора для свого будинку. Народні умільці намагаються зробити таку установку своїми руками, що цілком реально.

Загальна інформація

Завдання сучасного вертикального вітряка полягає у перетворенні сили вітру на електричну енергію. Перші прототипи такого винаходу з'явилися дуже давно, але в ті часи люди не надавали їм такого значення, як зараз. Що стосується сучасних установок, то вони характеризуються масою переваг та забезпечують стабільну подачу електроенергії, якої цілком вистачає для побутових потреб. У деяких європейських країнах частка споживаних енергоресурсів, що виробляються вітровими станціями, становить 25%. Серед них знаходиться Данія.

Вертикальні вітрогенератори за деякими параметрами перевершують класичні горизонтальні типи, що з специфічною конструкцією та принципом роботи. У них, на відміну від моделей з горизонтальною віссю, практично немає вузлів та механізмів, що орієнтуються на вітровий потік. Через цю особливість будь-які гідроскопічні навантаження істотно знижуються, а конструкція приймає довільне положення незалежно від напрямку вітрового потоку. При цьому такі вітряки мають більше простим виконаннямщо дозволяє спорудити їх у домашніх умовах.

Серед ключових різновидів установок із вертикальною віссю обертання виділяють:

  • ортогональну конструкцію;
  • механізм Дар'ї;
  • механізм Савоніуса;
  • вітряк із гелікоїдною конструкцією.

основні переваги

Головною перевагою вертикального вітряка є його здатність функціонувати на низькій висоті, видаючи високий рівень ККД. І хоч горизонтальний вітрогенератор більш продуктивний, у вертикального під час обслуговування системи не доводиться задіяти складні механізми або дороге обладнання, при цьому конструкція має високу надійність і великий термін служби.

За рахунок особливого профілю лопатей та специфічної форми ротора агрегат забезпечує кращі показники продуктивності, які не змінюються в залежності від руху вітру. Компактні моделі побутового призначення оснащені трьома (або більше) елементами, що обертаються, здатними миттєво зафіксувати порив вітру і почати процес його перетворення в електричну енергію. Вони працюють при силі вітру від 1,5 м/с, що суттєво підвищує їх ефективність та ККД.

Під час роботи установка не видає шуму або притаманного великих вітряків звуку, що вважається безперечним плюсом. Також вона не викидає шкідливі речовини в атмосферу, не потребує частого обслуговування та продовжує постачати в приміщення якісну енергію протягом великого проміжку часу. Якщо скласти список переваг вертикальних вітрогенераторів, то він складатиметься з таких пунктів:

  1. Максимальна екологічність.
  2. Здатність до роботи без додаткового палива.
  3. Економічність.
  4. Відсутність складного та частого обслуговування.
  5. Робота на основі невичерпної енергії.

Якщо вітряк сконструйовано правильно, він зможе перетворити приватне приміщення на автономний об'єкт з видобутку електрики, ставши додатковим джерелом доходу. Однак крім плюсів таких агрегатів є і мінуси:

  1. Дорожнеча. Заводські моделі від іноземних брендів коштують досить дорого, але вітрогенератори з вертикальною віссю обертання російського виробництва цілком доступні.
  2. Пристойний рівень гамірності. Такий мінус присутній у великих промислових вітряків, оскільки побутові розробки майже безшумні.
  3. Нестабільна потужність.

Остання особливість вітряків вважається найбільш істотною, але фахівці позбавляються її за допомогою установки декількох батарей. Також важливо відзначити, що продуктивність вітряної станції може залежати від погодних умов, які найчастіше бувають непередбачуваними. Плюсів у подібного генератора енергії набагато більше, ніж мінусів, тому питання його встановлення в приватному будинку стає більш актуальним.

Принцип роботи та класифікація

В основі роботи вертикального вітряка застосовано принцип магнітної левітації. При обертанні турбін відбувається утворення імпульсної та підйомної сили, а також сили фактичного гальмування. За рахунок перших двох лопат установки починають рухатися, що викликає активацію ротора і призводить до створення магнітного поля. Система працює автономно та не вимагає участі власника.

Незважаючи на загальний принципроботи, вітроуловлювальні прилади можуть відрізнятися своєю конструкцією. І хоч це практично не позначається на ефективності та продуктивності, але допомагає знайти оптимальний варіантдля конкретних завдань у конкретній місцевості.

Якщо говорити про ортогональні системи, то вони побудовані на базі міцної осі вертикального обертання та кількох лопатей, які знаходяться на відстані від центрової основи. Система не вимагає монтажу додаткових напрямних вузлів та повноцінно працює за будь-якого вітру. Вертикальне розташування головного валу дозволяє встановлювати привід на рівні землі, а це помітно спрощує подальшу експлуатацію чи ремонтні роботи.

Єдиним уразливим місцем у ортогональних генераторах є опорні вузли. Вони мають невеликий експлуатаційний термін, що пояснюється необхідністю працювати під високими навантаженнями, які надає ротор. Щоб запобігти швидкому пошкодженню системи, опорні деталі потрібно вчасно обслуговувати, здійснюючи заміну елементів, що вийшли з ладу, новими.

Серед мінусів приладів цього типу виділяють значну вагу лопатей, а також менший показник ККД у порівнянні з горизонтально-осьовими приладами. Але для побутових цілей таких вітрогенераторів цілком вистачає. Зі своїми робочими обов'язками вони справляються у найкращому вигляді.

Моделі з ротором Дар'ї та Савоніуса

Пристрої, в основі яких працює ротор Дар'ї, обладнані вертикальною віссю обертання і двома-трьома плоскими лопатевими системами, що не мають характерного аеродинамічного профілю і знаходяться в основі та на верхівці. Принцип роботи установки базується на силі чи напрямку вітру. До переваг такого вітряка належать:

  1. Максимальна швидкість обертання.
  2. Можливість монтажу системи приводу безпосередньо землі.
  3. Простота огляду та обслуговування.

Моделі з двома лопатями вступають у взаємодію з вітром тільки за його сильних поривів. Якщо вітровий потік недостатньо інтенсивний або поступово набігає, вони залишаються нерухомими. З недоліків вітряків із генератором Дар'ї виділяють вразливість до динамічних навантажень та порівняно низький показник ККД.

Що стосується вітряних пристроїв, оснащених ротором Савоніуса, то вони мають напівциліндричні лопаті і забезпечують високий крутний момент навіть при недостатньо сильному вітрі. Максимальна потужність вітрогенераторів цього типу досягає 5 кВт, тому їх практично не застосовують як самостійну робочу станцію. Натомість прилади стали використовуватися як інструмент для розгону роторних моделей Дар'ї. Через вагомі недоліки масове виробництво такого обладнання вважається невиправданим.

Інші типи

Вітряки, оснащені багатолопатевим ротором, є якісною модернізацією класичних моделей ортогонального типу. В основі їх роботи лежить роторний комплекс з декількох лопат, розміщених у два ряди. Зовнішній ярус є статичним та виконує роль напрямного механізму, захоплюючи потік вітру та стискаючи його. За рахунок цієї технології фактична швидкість вітру суттєво зростає.

Другий ярус складається з рухомих елементів, які сприймають потік повітря від зовнішніх лопатей під певним кутом. Така конфігурація робить прилад високопродуктивним і значно підвищує його ККД. Але коштують системи з багатолопатевим ротором дорого, тому середньостатистичні споживачі зупиняються на більш простих і доступних рішеннях. Проте експерти в галузі енергетики заявляють, що ця установка демонструє найкращу ефективність у своєму класі і може працювати навіть за незначного вітрового потоку.

Також на ринку широко поширені гелікоїдні вітряні установки, що є удосконаленою версією ортогональних приладів. У цих приладах лопаті закручені по дузі, що забезпечує ефективне вловлювання вітрового потоку та стабільне обертання. Застосування передової технології обертання знижує динамічне навантаження на основні робочі елементи, що позитивно впливає на термін служби установки.

Пристрої з гелікоїдним ротором мають максимальну надійність і здатні справлятися з великими навантаженнями. Але під час роботи можуть видавати шум і додаткові звукові хвилі.

На жаль, такий різновид вітряків не набув широкої популярності через високу вартість. Пояснюється це тим, що виробництво гелікоїдних приладів – дуже трудомісткий та тривалий процес, який має на увазі використання складної технології.

Вертикально-осьові пристрої

Що стосується вертикально-осьових генераторів, то вони відрізняються від попередніх типів розташуванням лопатевої системи. У вертикальній конфігурації вона нагадує авіаційне крило з паралельною вертикальному валу віссю. За своїми конструктивними особливостями винахід злегка схожий на ротор Дар'ї, але має масу переваг і унікальних особливостей.

Працює такий генератор набагато швидше, ніж інші моделі, тому показники його ККД помітно вищі. За короткий проміжок часу установка видає потрібний енергоресурс та заповнює потреби споживачів у енергоспоживання.

Також до плюсів системи можна віднести максимальну надійність та довговічність, здатність справлятися з значними навантаженнями та відносну дешевизну. За рахунок таких характеристик вертикально-осьові генератори мають велику популярність і є лідерами ринку.

Виготовлення своїми руками

Навіть самі прості моделівітрогенератори коштують досить дорого, тому дозволити собі покупку такого пристрою може не кожен. Через це народні умільці та талановиті винахідники стали виготовляти продуктивні механізми власноруч.

Зробити вітрогенератор вертикально-осьового типу нескладно. Для цього потрібно знайти підходяще комплектуюче обладнання, скласти креслення та дотримуватися інструкцій. При мінімальних поривах вітру такий вітряк почне працювати, радуючи своїх власників доступною та якісною електроенергією. Для створення майбутнього генератора необхідно підготувати:

  • ротор – рухливий вузол;
  • лопатеву систему;
  • осьову щоглу;
  • статор;
  • батареї;
  • інвертор;
  • Контролер.

При самостійному виготовленнілопатей рекомендується задіяти легкий пластик, який має гарну пружність. Решта сировини боїться різноманітних впливів та швидко деформується, тому краще зупинятися на пластикових конструкціях.

Перед тим як приступити до виробництва, потрібно врахувати, що такий прилад недостатньо потужний і значно поступається заводським зразкам за продуктивністю. Щоб не розчаруватися в саморобній конструкції, краще заздалегідь зробити її вдвічі потужнішим, ніж згадується в інструкції.

Без сумніву, вітровий генератор - це один із найкорисніших винаходів нашого століття. І необов'язково бути олігархом, щоб придбати таку систему, адже при мінімальних зусиллях її можна виготовити самостійно.

Той вітряк, який мислять собі найчастіше і насамперед - це вітрогенератор у вигляді пропелера. Багато хто навіть не підозрює, що існують якісь інші. Насправді вітрогенератори бувають і іншого виду. Одні нагадують колону, що обертається, інші - ланцюжкову карусель як у парку атракціонів. Тільки на місці ланцюжків розташовуються вертикально розташовані лопаті. Такі вітрогенератори називають вертикальними. Чому вертикальні? - Тому, що вісь генератора, що обертається, дивиться вгору, тобто, розташована вертикально.

В чому полягав задум вертикального вітрогенератора

Вітрогенератори з вертикальною віссю обертання мають більш складну конструкцію. Адже вертикально встановлені лопаті слід утримувати в цьому положенні, причому надійно утримувати на відстані від осі обертання. Навіщо ж тоді розробляли та впроваджували такий агрегат?

Основними ідеями, згідно з якими створювався вітрогенератор ветрикально-осьовий, були такі. Перша в тому, що оскільки лопатям вертикалки все одно з якого боку на них дме вітер, всю конструкцію не потрібно розвертати до вітру, як це робить флюгер. За рахунок цього вітряку не потрібно підлаштовуватися під напрямок вітру, що змінюється, в ході якого втрачається частина енергії.

Друга, - тихохідність, отже, малошумність установки. Оскільки великі оберти тут неприпустимі, шум від частин, що обертаються, помітно нижче. А значить такий вітряк без жодних побоювань може бути встановлений у місті та місцях житлової забудови.

Третя ідея - велика стійкість вертикального вітрогенератора до бурових вітрів. Цьому сприяє і ефект дзиги, що ускладнює відхилення ротора від осі обертання. І те, що лопаті постійно уникають вітру. А в загальмованому стані площина лобового зіткнення лопатей із вітром нижча, ніж у горизонталки.

Технічні особливості роторних вітрогенераторів останніх моделей

Насамперед, відзначимо, що найбільшого поширення набули і серійно випускаються роторні ортогональні вітрогенератори. Його вид представлений на фото.

У нових моделях установок отримали реалізацію такі нововведення. Насамперед, - це триярусний ротор. Лопаті такого ротора стали легшими, кріплення їх надійніше і розподілені вони рівномірніше по радіусу.

Іншим нововведенням є каркасне оформлення вітряка. Тут низ та верх ротора мають опори. Відповідно його обертання більш рівне і сам він надійніший. Каркас дозволяє встановлювати вертикальні вітрогенератори навіть без щогли просто на плоску поверхню або навіть землю. А, будучи закріпленим, на підставці він особливо вдалий для монтажу на плоскому даху. Також на підставці можуть бути закріплені сонячні батареї.

Щоб точніше вибрати та відвідайте наш каталог.