початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

Індивідуальна електростанція своїми руками

вітроагрегат

Нетрадиційні і екологічно чисті джерела електроенергії можуть служити Вам на дачній або присадибній ділянці для поливу рослин, перегляду телевізора, освітлення і багатьох інших цілей.

Тут Ви знайдете поради про вибір місця, будівництва та експлуатації вітроагрегатів.

• вибір вітродвигуна
• вибір електрогенератора
• Вибір схеми включення електрогенератора
• вибір приводу
• виготовлення пропелера
• Розрахунок потужності вітросилової установки
• Вибір місця установки вітродвигуна

вибір вітродвигуна

Від конструкції пристрою, що перетворює енергію вітру в кінетичну енергію обертового вала, залежить залежить конструкція всього ветроагрегата. В даний час є два найбільш поширених типу вітродвигуна:

• вітрове колесо;
• пропелер.

Вітрове колесо по конструкції набагато складніше пропелера і являє собою круглу просторову грати з лопатей, дивись рис. 1.

Малюнок 1

Лопаті вітрового колеса можуть виконуватися з листової сталі, алюмінієвого або алюмінієвого листа товщиною 1,5-2 мм.

Вітрове колесо тихохідне пристрій. Так як всі без винятку електрогенератори працюють ефективно при частоті обертання 1000 об \ хв і вище, тому між вітровим колесом і генератором необхідно встановити мультиплікатор з передавальним відношенням (1:15, 1:20).

Великою перевагою вітроколеса є те, що воно працює практично безшумно і здатне обертатися при порівняно малій швидкості вітру. До недоліків відноситься складна конструкція, громіздкість і тихохідність.

Пропеллер- пристрій типу гвинта літака. Конструктивно пропелер багато простіше і легше вітроколеса. Пропелер обертається значно швидше і в певних умовах дозволяє обійтися без мультіплектора. см. рис. 2

малюнок 2

Для вітроустановок доцільніше використовувати два пропелера одночасно (див. Рис. 3): один з них пов'язується з ротором електрогенератора і обертається в одну сторону, інший - зі статором і обертається в протилежну сторону. Використання такої конструкції аналогічно застосуванню мультиплікатора з передавальним відношенням 1: 2.

малюнок 3

Першим визначальним параметром є частота обертання, яка повинна бути малою. Другим визначальним параметром є потужність, третім - надійність.

Якщо потужність вітроустановки 50-100 Вт, то може бути використаний генератор, застосовуваний на тракторах марки Г-31А, потужність 60 Вт. Це синхронний шестіполюсний генератор з обертовими магнітами і шістьма нерухомими котушками см. Рис. 4

малюнок 4

Електрогенератори такого типу хороші тим, що вимагають мінімального догляду: тут немає ні вугільних щіток, ні колектора, які час від часу потрібно чистити.

Для більш потужною вітроустановки підійде електрогенератор використовуваний на автобусах, наприклад Г-2 потужність 720 Вт, напругою 12 В і струмом віддачі 60 А. Такий генератор має невеликий діаметр (0,25 м) і при частоті обертання 500-600 об \ хв вже може давати струм заряду. см. рис.5

малюнок 5

Цей генератор забезпечений двома котушками зовнішнього збудження, що дозволяє мати потужність, мінливу в широких межах. Струм збудження підводиться до котушок через три вугільні щітки з трьома контактними кільцями і може змінюватися від часток ампера до 1,5 А.

Оскільки в електромагнітних генераторах є залишкових магнетизм, то за допомогою діодів можна використовувати це явище для самозбудження генератора. самовозбуждаемую генератор дозволяє вітродвигун легко рушати з місця і швидко набирати обертів.

Схеми зарядки акумулятора від генератора Г-2 показані на малюнку 6.

малюнок 6

При малій частоті обертання, напруга виробляється генератором, може бути недостатньо для зарядки акумулятора Тому необхідний трансформатор, що підвищує см, рис. 7.

малюнок 7

Широке поширення отримав гідропривід, що включає в себе і гидропередачи. Гидропередачи використовують для передачі обертального моменту від вітродвигуна на вал ротора електрогенератора. У Гідропередача енергія передається за рахунок руху рідини, що знаходиться під великим тиском, дивись рисунок 8.

малюнок 8

Нагорі щогли монтується гидронасос 1 об'ємного дії (шестірёнчатий марки НШ-10У на тиск 10 МПа, або аксіально-поршневий марки 210.12 на тиск 16 МПа, або ін.). Напорная лінія 2 від нього у вигляді сталевої трубки діаметром 1/2 "або гнучкого шланга опускається в порожнину щогли, такий же шланг або трубка 3 опускається вниз з отвору всмоктування насоса на глибину 0,5-0,7 м. Внизу на платформі привареної до трубі щогли монтується гідродвигун 7 з електрогенератором 8 , вали яких співчлені звичайними муфтами. Напірний патрубок 6 гидродвигателя приєднується до напірного шлангу 2 гидронасоса, а скидний патрубок 5 з'єднується з внутрішньою порожниною труби щогли, яка заливається мінеральним маслом 4 . Якщо робочий об'єм гидродвигателя менше робочого об'єму насоса, то частота обертання гідродвигуна буде більше частоти обертання насоса, тобто пропелера.

Система працює так. Пропелер обертає вал гидронасоса, насос по всмоктувальній трубі засмоктує мінеральне масло з порожнини труби щогли і під тиском подає його по напірної трубі в напірне отвір гидродвигателя. З відвідного отвори гидродвигателя масло надходить знову у внутрішню порожнину щогли. Гідродвигун при цьому обертається і приводить в рух електрогенератор. Через чутливості до дрібних частинок в систему ставлять масло-фільтр. Частота обертання агрегатів регулюється клапаном напірного або зливний шланг. Перекритий клапан "вимкне" вітроагрегат в штормову погоду. Гідронасоси і гідродвигуни підбирають з тракторних або авіаційних.

Пропелер діаметром 1.5 м виготовляється наступним чином. Вибирається чиста ялинова, осикова або березова дошка товщиною 25 мм, шириною 110-120 мм і гладко вистругував до товщини 20-23 мм. Знаходиться центр дошки і від нього в обидві сторони відміряється по 60-70 мм, позначається ризиками дивись рис.9. Це центральна частина дошки - маточина. до неї чотирма болтами кріпиться металевий фланець, який надягає на вісь ротора генератора або мультіплектора. Обидві половини дошки від маточини до кінців стісуються так, щоб вийшли усічені чотирикутні піраміди поперечним перерізом на кінцях 80x10мм (див. Перерізу 3-3, 4-4). далі лицьові поверхні пірамід стёсиваются (половина їх обсягу видаляється), причому на одному кінці стісується одна сторона, на іншому - інша. В результаті вся лицьова сторона має вигляд пропелера. На зворотній стороні по всій довжині дошки від маточини до кінців плавно закруглюється прямий кут. поперечний переріз повинен мати форму поперечного перерізу крила літака (див. перерізу 1-1, 2-2). Пропелер забарвлюється масляною фарбою.

малюнок 9

Кінці лопатей і його передню кромку краще акуратно зв'язав тонким алюмінієвим листом щоб уникнути передчасного зношування.

Швидкохідність пропелера залежить від товщини дошки (товщини маточини). Чим тонше маточина (в розумних межах), тим швидкохідні пропелер.

Після установки, пропелер необхідно збалансувати.

Потужність вітрового потоку залежить від його щільності і швидкості, а й площі поперечного перерізу повітряного струменя, що проходить через вітродвигун.
У разі вітроколеса - це активна площа поперечного перерізу:

F = p (D ² - d ²⁾ / 4
(Ур.1)

де: D - зовнішній діаметр вітроколеса (відстань між зовнішніми кінцями двох протилежних лопаток);
d - внутрішній діаметр вітроколеса (відстань між внутрішніми кінцями двох протилежних лопаток).

У разі пропелерної установки площею поперечного перерізу вважається площа кола F, ограничиваемого пропелером при його обертанні, яка обчислюється за формулою:

F = pD ^2/4
(Ур.2)

де: D - відстань між крайніми точками лопатей пропелера.

Потужність повітряного потоку можна підрахувати, використовуючи рівняння кінетичної енергії для тіла масою m, що рухається зі швидкістю v,

E = mv ^2/2
(Ур.3)

Якщо в це рівняння замість маси m підставити масу повітряного потоку, що проходить через поперечний переріз в одну секунду, отримаємо потужність N повітряного потоку,

N = m ₀ v / 2
(Ур.4)

Одинична маса може бути виражена через щільність і витрата потоку,

m ₀ = pQ = pFv
(Ур.5)

де: p - щільність повітряного потоку (1,3 / м ^3); v - швидкість повітряного потоку.

Підставляючи рівняння 5 в рівняння 4 отримаємо формулу

N = pFv ^2/2

Вибір місця установки вітродвигуна

Найкращим місцем установки вітродвигуна є ділянка з найменшою затеняемостью від вітру великими деревами і будівлями з мінімальним відстанню від їх 25-30 м. Висота її повинна перевищувати висоту найближчих будівель на 3-5 м. По лінії пануючого напрямку вітру дерев бути не повинно.

Дата публікації 20.04.2003гг.

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів