Ветрогенератор Своими Руками

Ветрогенератор, который делается за один день.

Расчет ветрогенератора.

В связи с отсутствием бесперебойного электроснабжения многие владельцы частных и дачных

домов все чаще задумываются над тем как можно организовать бесперебойное,

автономное электроснабжение или в крайнем случае резервное электроснабжение,

используя возобновляемые источники энергии например ветра и солнца.

В этой статье мы произведем не сложные расчеты для наглядности,

вам будут предоставлены фото и видео материалы. А так же практически все основные способы

бесперебойного питания в доме и их эффективность. И так эта тема вплотную касается

ветрогенератора, мы рассмотрим какой простейший, самый дешевый и мгновенно окупаемый

ветрогенератор можно сделать самому, а так же типичные ошибки при его изготовлении.

Конечно, можно сейчас предоставить кучу формул (к ним мы обратимся),

считать по ним потребление ваших энергоносителей, мощность ветроустановки с учетом скорости

ветра и его цикличности в вашем регионе,а как следствие какую необходимую емкость батарей

необходимо применить и так далее. Считать надо и это мы обязательно сделаем, но если будем

делать прямо сейчас без практических тестов то увязнем в мертвой теории и ничего практически

для своего дома не сделаем. Так с чего тогда все таки начинать?

Однозначно с сердца нашей ветроустановки, генератора и только с него.

Абсолютно не важно будете вы генератор изготавливать сами или брать готовый.

Изготавливать самостоятельно генератор сможет далеко не каждый и перематывать готовый

тоже дело щепетильное, долгое и далеко не простое. Но еще раз повторюсь точку отсчета всех

наших дальнейших расчетов не лопасти, не редуктор или мультипликатор (если он необходим),

не скорость ветра, а именно генератор и точка. Хорошо, так с чего мы начнем.

С того, что у нас сейчас под рукой или может запросто оказаться без особых вложений.

Это обычный,тракторный генератор. Почему именно он?

Тема этого материала наглядно показать,

как ветрогенератор сделать проще.

Генератор на неодимовых магнитах собрать

может далеко не каждый? А в селах тракторный самый,

что ни на есть ходовой. Да и залипания, характерного

для генератора на неодимовых магнитах у него не будет,

а это, как вы понимаете есть очень и очень Хорошо.

И что не мало важно, многие умельцы уже сделали на его основе ветрогенераторы.

Ситуация такова, что накопилось под сотню писем с просьбой прояснить, как можно сделать

достойный ветрогенератор без редуктора и без самодельного генератора на неодимовых  магнитах,

чтобы быстро окупался, да и к тому же ИЗГОТАВЛИВАЛСЯ ЗА ОДИН ДЕНЬ!!!

Очень многие такой Ветрогенератор пробовали изготовить, но Все разочарованы.

Один человек получил хорошие результаты, но она с редуктором или правильней сказать мультипликатором,

так что и она не в счет. Присылают фото перемотанных генераторов и с добавлением магнитов на роторе.

Больше 200ватт никто выжать не может. Ладно бы это дело было без затрат денег и времени.

Сил положено не мало, а результат не достаточный.

Присылают фото, и очень не довольны их работой. Выкладывать фото я не собираюсь,

по тому как любителей ничего не делая обсуждать чужие работы очень много,

тем более если они не согласованные и имеют неказистый вид. Лично у меня люди,

которые могут работать и руками тоже, вызывают глубокое уважение.

У кого то есть за что купить готовый, а кто то любит делать сам и результат будет и в первом

и во втором случае. Так какой же вид будет у нашего ветряка, тот который мы сделаем за день.

И какой обязательный элемент у него должен быть?

Можно конечно было приукрасить, но за день получилось то, что показано на видео:

Как мы видим растяжек нет, а только лишь хомут для их установки, некоторые "хвосты" не подобраны

или правильней сказать не подрезаны, ветрогенератор не покрашен, можно конечно списать многое

на короткий осенний день, но как говорится уж как есть...  Так же выполнен наш ветрогенератор с

защитой от разноса при сильном ветре на складывающемся хвосте, так что в этом смысле выполнен

по всем правилам. Без механической защиты от штормового ветра любая конструкция превращается

в игрушку и на сколько ее хватит не сложно догадаться. Этот элемент мы обязательно

поподробнее разберем. Но пока разберемся с его генератором.

Существует еще такой момент, как КПД генератора.

Если мы возьмем например автомобильный, то у него это значение составит 0,6 у генератора

на неодимовых магнитах этот коэффициент будет 0,8.

У тракторного вентильного типа до 0,8 он не дотягивает,но будет более 0,7.

Конечно надо уточнить не все тракторные, а именно те, которые могут работать без

аккумулятора в цепи обмотки возбуждения. Такие генераторы уже содержат в своей конструкции

магниты постоянного тока и после несложной доработки такой генератор вполне годится для

использования в простейшем ветрогенераторе без редуктора или мультипликатора.

Цель этого материала разобрать основные или типичные ошибки и избежание их в будущем тех,

кто хочет сделать самый простой и быстро окупаемый ветрогенератор своими руками.

И так генератор у нас есть, допустим тракторный дальше, что?

Дальше основная часть домашних умельцев строя свои планы и расчеты хотят установить лопасти

или ветроколесо непосредственно на генератор. Идея хорошая, но что бы мы реально взглянули

на ситуацию, и не производили пустых расчетов, нам необходимо, наш генератор прокрутить на

разных оборотах с разной нагрузкой измеряя при этом выходное напряжение и конечно ток.

То есть тестируем наш генератор в разных режимах, на заведомо известных нам оборотах или

хотя бы приблизительно. Без этого дальнейшие расчеты не имеют никакого практического смысла.

Первое самое простое, что можно сделать это прокрутить генератор от руки.

Да, этот тест далеко не самый точный и примитивный, но это самое простое, что можно сделать

не откладывая. Как вы видите на видео, для теста взяты изначально два  абсолютно одинаковых

генератора, один из которых доработан, а второй без изменений.

Хочу сразу прояснить, что перемотка ни катушки возбуждения ни самого генератора не применялась.

И потрачено на его доработку 0 рублей и 0 копеек, и минут 10 времени.

Можете конечно не верить, но это действительно так.

В качестве нагрузки как вы видите обычная 6-ти вольтовая лампочка накаливания.

Если у вас не окажется такой под рукой, можно использовать лампу на 3,5 - 12 вольт.

Но в любом случае более менее корректное измерение будет именно при использовании

активной нагрузки. Ну разницу в напряжении вы видите сами. Кому циферки на приборе

вообще ничего не говорят, обратите внимание на свечение самой лампы ))).

Тест второй на который я хочу обратить ваше особое внимание, прокручивание под нагрузкой

с измерением напряжения на генераторе. Можно конечно измерять ток короткого или еще

лучше ток заряда на батарее. Это будут те самые обороты на которых ветронератор будет

давать заряд. Для этого нам понадобиться дрель с изменяемыми оборотами головка

которая подходит на гайку вала генератора и торцевой ключ, который напрямую или

через переходник можно зажать дрелью. Отцентровать если необходимо и готово.

И так для чего этот тест? Этот тест служит для того, что бы наглядно визуально определить

на каких оборотах наш генератор будет начинать заряжать батарею, то есть мы должны нашим

ветроколесом дать ему эти обороты это как минимум.

Так вы наглядно убедитесь, какой провал или отсутствие линейности оборотов у обычного не

доработанного генератора. Особенно этот тест будет полезен тем умельцам, которые сделали

свой ветрогенератор и в 99 случаях из 100 не довольны его работой. Конечно будет далеко не

лишним прокрутить наш генератор на токарном станке с заведомо известными оборотами и

без такой "просадки" оборотов на маломощной дрели.

К этому мы вернемся. Но я абсолютно уверен в том что именно держа дрель на руке мы можем

почувствовать усилие крутящего момента. На токарном станке мы этого никак не заметим.

А это будет очень полезно сделать тем, кто ветрогенератор собирает первый раз или сделал,

но применяя недостаточный диаметр ветроколеса не может получить с ветрогенератора полной мощности.

Далее мы рассмотрим тестирование генератора вентильного типа на токарном станке.

В первом видео вы видите работу стандартного не доработанного генератора.

В качестве нагрузки в обоих тестах использована лампа накаливания

40 ватт прибором меряем напряжение.

Как вы наглядно видите такой генератор без редуктора в ветрогенераторе электричества

вырабатывать ни какого не будет. Настоятельно рекомендую такой тест произвести, если

вы серьезно решили сделать ветрогенератор.

И второй тест с доработанным или доведенным генератором.

Как вы наглядно видите разница очевидна, хотя изначально они были абсолютно одинаковые.

И вы прямо сейчас можете получить инструкцию с помощью которой вы в течении 10 минут 

сделаете из обычного тракторного генератора готовый генератор для простого Ветрогенератора.

Формат электронной книги

Тут уже можно делать график токоскоростных характеристик и подбор лопастей. Но о этом чуть позже :)

 Теперь переходим к важному моменту. Какой тип лопастей мы применим для нашего ветрогенератора.

Основных мы имеем два с горизонтальной или вертикальной осью вращения.

Вертикальную ось вращения мы применять не будем. Здесь причин несколько ветрогенераторы с

вертикальной осью вращения имеют в 2-3 раза более низкий коэффициент использования ветра.

Низкооборотные,то есть требуют мультипликатор с более низким передаточным числом. Более громоздкие.

то есть при той же мощности имеют более большую массу и парустность. Но самый главный аргумент ниже

описанный ветрогенератор мы собирем за один день (при наличии всех доступных материалов), особо

щепетильные мастера могут "растянуть" это "удовольствие" на недельку, а роторный такой мощности за

день мы никак не соберем. И в принципе это далеко не новость, что для привода электрогенераторов

используют быстроходные ветродвигатели с малым числом лопастей. Вопрос следующий какой диаметр

и сколько лопастей. Мощность ветрогенератора зависит от диаметра ветроколеса, а не от количества лопастей.

Увеличивая количество лопастей или ширину лопасти мы снижаем обороты ветроколеса,

без которых нам не обойтись. Увеличивая диаметр мы тоже снижаем обороты, но без достаточного диаметра

наш ветрогенератор не будет развивать необходимую мощность, так что здесь нужна золотая середина,

тем более если наш ветрогенератор будет без мультипликатора. Важный момент форма лопастей,

положение их воздушном потоке и понятное дело скорость ветра. В этом моменте без теории нам не обойтись.

Рассчитаем мощность по классической формуле:

P = 0,481D²V³e.Bт,

D — диаметр ветроколеса, м; V — скорость ветра, м/с; е — коэффициент использования потока ветра.

Почему именно по этой? Откуда она взята? Формул сейчас очень много, но складывается впечатление

или люди по ним не считают или не проверяют исходники. Считают крутки рассуждают на тему поляра и хорда.

А о главном забывают. Ну а эта правильная откуда?

Эта выведена Е.М.Фатеевым не будем прятаться за авторитетами

процитируем книгу автора "Как самому сделать ветроэлектрический агрегат".

К слову книга не секретная и скачать вы ее можете прямо здесь⇒.

Цитирую..

Всякое движущееся тело обладает энергией движения или кинетической энергией, которая способна

производить работу. Ветер, как движущееся тело, также обладает энергией движения, которая может

быть использована для работы подобно энергии движущейся воды.

Количество энергии движения равно половине произведения массы движущегося тела m на его скорость в квадрате, т. е.

Количество массы m ветра, набегающего на какую-нибудь поверхность F за 1 сек.,

определяется произведением массовой плотности воздуха, которая обозначается греческой буквой р (ро)

на поверхность F через которую проходит ветер, и на скорость ветра v, т. е.

Если мы подставим это значение массы т в уравнение (1), то найдем, что энергия ветра равна:

Данное уравнение указывает на очень важное свойство энергии ветра, заключающееся в том,

что с возрастанием скорости ветра его энергия увеличивается пропорционально третьей степени скорости ветра,

например, если скорость ветра увеличится в два раза, то его энергия увеличится в 2^3=8 раз, а если скорость

ветра увеличится в 3 раза, то его энергия увеличится в 3^3=27 раз.

Поверхность F ометаемая крыльями ветроколеса при его вращении, равна произведению 3,14

на диаметр D ветроколеса в квадрате, поделенному на 4, т. е.

Отсюда видим, что чем больше диаметр ветроколеса, тем больше ометаемое им пространство и тем больше

энергии протекает через ветроколесо. Однако, в механическую работу превращается только часть этой энергии.

Теорией доказано, что коэффициент использования энергии ветра для идеального ветряка составляет

0,593—(59,3%) от всей энергии, протекающей через ветроколесо.

Практически же хорошее ветроколесо может преобразовать в механическую работу только от 19 до 42%

энергии ветра, остальные 82—58% энергии проносятся неиспользованными.

Если коэффициент использования энергии ветра обозначить греческой буквой ξ (кси),

то энергия, получаемая в виде полезной работы, может быть представлена как:

Эта энергия затрачивается на приведение в движение рабочих машин, подключаемых к ветродвигателю:

поршневой насос, жернов, генератор и т. п. Обычно энергия ветра, затрачиваемая на приведение в

движение рабочих машин, измеряется мощностью в лошадиных силах или киловаттах.

Одна лошадиная сила (1 л. с.) равна работе 75 килограммометров (кгм) в 1 сек.,

что соответствует поднятию 75 кг. на высоту 1 м. в течение 1 сек. или 3 кг. на высоту 25 м.за то же время.

Поэтому, разделив уравнение (5) на 75, мы получим мощность ветродвигателя на крыльях ветроколеса равной:

Так как F=0,785D^3, а р = 0,125 при 15°С и давлении атмосферы 760 мм. рт. ст., то, подставив значения F и р в уравнение (6), получим:

Так как 1 квт. равен 1,36 л.с., то мощность ветродвигателя, выраженная в киловаттах, будет равна:
 

 
P = 0,481D2V3e.Bт, так что эта формула доказана исходники проверены идем дальше.

Для правильности наших пока, что приблизительных расчетов мы рассчитаем один и тот же диаметр классической

ширины, не путать с современными пропорциями применяющихся на данный момент многими современными

производителями к этому сравнению мы вернемся но чуть позже.

Для расчетов возьмем диаметр 1,6 вы же можете взять другой для вашего конкретного случая, но в данном примере

думаю этот диаметр тот что нужно.)))

 D²  1,6 * 1,6 = 2,56  

среднегодовая скорость ветра в моем регионе 4м/с

V³  = 64

коэффициент использования потока ветра лопастью = 0,4 (если сделать минут за 40)))

2,56 * 64 * 0,4 = 65,536 * 0,481

31,522816

Это в среднем в сутки с ветрогенератора к этому среднему мы еще вернемся.

А теперь расчетная мощность у производителей она от 10 до 13м/с, а мы что хуже или (лучше)))):

Берем 11м/с что бы его не порвало как газету...

  V³ = 1331

2,56 * 1331 * 0,4 = 1362,944 * 0,481

655,576064

Как по мне многовато с диаметра 1,6 а вдруг ошибка...На самом деле ошибки никакой нет

мощность ротора правильная, а вот что у нас на генераторе, какой у нас там КПД?

В нашем случае 0,7 * 655,576064 = 458,9032448. И для 4 м/с

31,522816 * 0,7 = 22,0659712.  Вот это уже похоже на правду.

Это мы должны получить на приборах или нагрузке в моем случае на 4м/с

и на 11 м/с. Ни куда не денемся обязательно получим.))

К слову если вам производитель самых хороших в мире ветрогенераторов скажет,

что с диаметра ветоколеса в 1метр или около того вы получите 1 кВт электричества

мы ему мягко скажем не поверим. В наличии есть програмки, для разгона тоски долгими

зимними вечерами))) скачать вы можете здесь⇒.

Но вы и им не верьте считайте по доказанным формулам.

Есть еще не мало подводных камней, мы по ним пройдемся, но чуть позже...

С вами был Юрий Колесник.
Комфорта и света вашему дому.








 Колесник Юрий Алексеевич ИНН 2659605553 Тел. +380965008815 uriykolesnik@mail.ru

При полном или частичном использовании материалов активная гиперссылка (hyperlink)

на http://svoy-vetrogenerator.ru/ обязательна.

Все права защищены ©2009 - 2014 г.