Авто саморобки Самоделки для дачі Рибаку, мисливцеві, туристові Будівництво, ремонт Самоделки з непотрібних речей Радіоаматорові Комунікації для будинку Саморобна меблі Саморобний світло Домашній майстер Самоделки для бізнесу Самоделки до свят Самоделки для жінок Оригамі Оригамі Моделі з паперу Саморобки для дітей Комп'ютерні саморобки Самоделки для тварин Домашній лікар Їжа та рецепти Досліди та експерименти Корисні поради
Не слід думати, що досить насадити пропелер на вал генератора - і вітряна електростанція готова! Швидкість вітру дуже непостійна. Тому швидкість обертання валу генератора буде змінюватися по багато разів на день. Слідом за нею стане змінюватися і напруга, частота струму.
Згідно зі стандартами напруга подається в наші будинки змінного струму в 220 В витримується з точністю плюс десять - мінус п'ятнадцять відсотків. А точність частоти в 50 Гц і того вище - одна десята відсотка. Отримати від ВЕС ток такої якості вкрай важко. Однак чи завжди воно необхідне? Все залежить від підключається електроприладу. Наприклад, для комп'ютера або телевізора суворе дотримання всіх параметрів абсолютно необхідно. Для електронагрівальних приладів частота майже байдужа. При зниженні напруги в 1,5 рази деякі з них, наприклад праска або електрокамін, зберігають працездатність. Лампа розжарювання при зменшенні напруги в 1,5 рази зменшує свій світловий потік в 4,3 рази. Але немає лиха без добра, термін служби зростає в 38 разів!
За повідомленнями наших кореспондентів з «гарячих точок», де відключення електроенергії тривало місяцями, з'явилися найпростіші аматорські ВЕС на основі пропелера діаметром близько двох метрів, з'єднаного ремінною передачею з велосипедним генератором. Нерідко їх встановлювали на балконах міських будинків. Такі електростанції більше служили підняття морального духу, ніж будь-яким практичним цілям. Мета даної статті - викласти загальні принципи, які можна було б покласти в основу при самостійному виготовленні невеликий, досить ефективною ВЕС.
До революції Росія була на першому місці в світі по використанню енергії вітру. Загальна потужність наших вітроенергетичних установок (в основному це були млини і насосні станції) досягала 1,2 мільйона кВт. У США до 1945 року загальна потужність вітродвигунів досягла 6 мільйонів кВт, причому серед них переважали електростанції, згодом ціни на нафту різко знизилися, і інтерес до вітроенергетики всюди різко впав. Сьогодні загальна потужність вітросилових установок усього світу нижче, ніж в дореволюційній Росії.
Однак зросли ціни на нафту. Катастрофічних розмірів досягло викликане спалюванням палива забруднення середовища, і знову виник інтерес до енергії вітру. І нашій країні на території Калмикії створено комплекс вітроелектростанцій потужністю близько 1000 кВт кожна. Це величезні споруди з високими вежами, увінчані стометровими роторами.
ВЕС, здатна дати світло і тепло дому для 1 сім'ї. Ця споруда висотою 10 - 15 метрів, з ротором діаметром 5 - 7 метрів і потужністю близько 10 кВт. Вона оснащена системами автоматичної підтримки параметрів струму, батареєю акумуляторів і резервної дизельною електростанцією на випадок тривалої бездіяльності. За кордоном такі установки випускаються в масовому масштабі і коштують не дорожче автомобіля.
Прекрасні ВЕС потужністю до 250 Вт були розроблені в нашій країні ще в довоєнний час (рис. 3). При масовому виробництві вони були б не дорожче мопеда і цілком доступні для самостійного виготовлення. Креслення однієї з таких установок, ВИСХОМ Д-1,5 з максимальною потужністю 120 Вт, нам вдалося знайти в старій літературі. Вона настільки проста, що її можна зробити в шкільних майстернях.
У всі часи прагнули домогтися сталості швидкості обертання вітряка. На початку XX століття вітроенергетика значно просунулася у своєму розвитку за рахунок ідей, узятих М авіації.
Так, наприклад, з'явився гвинт змінного кроку з поворотом лопатей щодо поздовжньої осі. На вітродвигунів Д-1,5 для повороту лопатей служили спеціальні важки (рис. 1). При обертанні ротора на них виникав гироскопический ефект, який прагне розгорнути лопать уздовж потоку. Але на осі лопаті була ще і пружина, яка при цьому закручуватися, перешкоджаючи повороту. При визначено ном підборі маси важків за рахунок протиборства сил інерції і пружності пружини вдавалося підтримувати швидкість обертання ротора з точністю до 6% при зміні швидкості вітру від 4 до 12 м / с.
Однак гвинт змінного кроку доріг і складний. Його застосування на малопотужних вітродвигуна економічно виправдовувалося.
Найбільш дешеві вітряки оснащувалися дерев'яним гвинтом постійного кроку. Підтримка сталості швидкості здійснювалося за допомогою «лопати» (рис. 2). Вона прагнула розгорнути площину обертання гвинта за вітром, що зменшувало швидкість обертання. Хвіст же вітродвигуна, навпаки, ставив площину обертання гвинта перпендикулярно вітрі, ніж досягалося її збільшення. Регулювання знову-таки досягалося в результаті протиборства цих двох сил. Однак без введення додаткових складних пристроїв якість регулювання виходило невисоким. Сьогодні подібне регулювання здійснюється за допомогою електроніки.
Підтримуючи постійність швидкості обертання, можна отримувати стабільну напругу і частоту струму. Потужність ж, що розвивається генератором, як і раніше залежить від швидкості вітру. Наприклад, вітродвигун Д-1,5 при швидкості 4 м / с розвивав потужність на клемах генератора 2,5 Вт; при 5 м / с - 13 Вт; при 7 м / с - 60 і починаючи з 8 і більше м / с - 109 Вт. Тому без застосування акумуляторних батарей, що згладжують цю нерівномірність одержуваної потужності, користуватися вітряними електростанціями важко.
Середньорічне виробництво енергії залежить від середньої швидкості вітру в даній місцевості. Там, де часто дмуть сильні
вітри, а значить, можуть прекрасно працювати вітряки, наприклад 1 Калмицьких степах, людей не так вже й багато. У обжитих же місцевостях або дмуть слабкі вітри, або сильний вітер годину. Але змінює затишність. Тому вітряна електростанція Д-1,5 в місцевості з середньою швидкістю вітру 4 м / с видає за рік 191 кВт / год. А при середньорічній швидкості вітру 7 м / с - 548 кВт / год на рік.
Врахуємо, що ККД електрогенератора малої потужності в ті роки не перевищував 50%. Таким же низьким був і ККД зарядно-розрядного циклу тодішніх акумуляторів. Таким чином, споживач отримував лише четверту частину енергії від лопатей вітродвигуна. Сьогодні ефективність подібної електростанції була б в два рази вище.
Є сенс порівняти її з невеликими бензиновими електростанціями. Зазвичай вони витрачають близько 400 г бензину на кВт / год. Виходить, що крихітна вітроелектрична станція довоєнного зразка економить від 100 до 300 л бензину на рік, а її сучасне виконання в два рази більше.
Вітроелектростанція Д-1,5 кріпилася на верхівці звичайного закопаного в землю дерев'яного стовпа, що застосовується для прокладки сільських ліній електропередачі. Вона складалася з автомобільного електрогенератора постійного струму з дволопатеве пропелером на валу. Він обертався зі швидкістю 900 - 1200 об / хв. Сам генератор був забезпечений хвостом і міг вільно повертатися на осі під дією вітру. Загальне уявлення про кріплення головки вітродвигуна до осі дає малюнок 4. Конструкція це-го вузла може бути і інший, більш відповідної вашим можливостям.
Дуже важлива деталь двигуна - повітряний гвинт. Від його виготовлення залежить вся робота електростанції (рис.5, 6). Креслення лопаті гвинта узятий з старого допомоги. Заготівля її складається з 2 - 3 шарів товстої фанери, склеєних казеїновим клеєм. Готова лопать повинна бути ретельно отлакірованного і відполірована.
На малюнку 7 втулка гвинта з механізмом зміни кроку. Його вам доведеться конструювати самостійно, привівши у відповідність з розмірами сучасних шарикопідшипників і діаметром вала обраного вами генератора. Поворот лопаті здійснювався під дією інерційних сил, що виникають на поперечної сталевий штанзі (довжина - 150, діаметр - 8 мм). На малюнку 8 - пружина регулювання, довжина заготовки - 1175 мм, число витків - 14.
Сьогодні досвід створення вітродвигунів загублений. Людей, практично знайомих з ними, майже немає. Досвід вам доведеться напрацьовувати з нуля. На наш погляд, доцільно спочатку виготовити гвинт постійного кроку, регулювання проводити за допомогою лопати. Її розміри слід підібрати експериментально.
Електрогенератор, систему регулювання і акумуляторну батарею можна взяти від легкового автомобіля. В цьому випадку освітлення будинку можна робити за допомогою автомобільних ламп розжарювання. Але більш доцільно застосувати люмінесцентні лампи, що живляться від постійного струму за спеціальною схемою.
Як бачите, змусити вітер висвітлювати будинок не так вже й просто. Бог вам у поміч!