Наше компания специализируется на внедрении альтернативных источников энергии на основе как отдельны ветрогенераторов мощностью от 0,5 до 60 кВт, так и ветропарков со суммарной генерируемой мощностью до 150 МВт.
Ветровые электростанции оснащаются в зависимости от необходимостей покупателя и климатических критериев. Производим комплектацию автономных, сетевых, комбинированных станций с использованием ветрогенераторов, солнечных модулей и трекеров, газовых и дизельных электрогенераторов.
Отсутствие некачественных комплектующих.
Предлагаем долговечные и надежные российские ветрогенераторы
Индивидуальный подход и оптимальные решения.
Заполните опросный лист, и мы подготовим для Вас персональное предложение
Современные экологически чистые технологии.
отсутствие вредоносного воздействия на людей и окружающую среду
Минимальные сроки поставки продукции.
Производственных мощностей достаточно для оперативных поставок
Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения
Запуск при ветре 2,5 м/с, номинальная скорость ветра: 11 м/с.
Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения российского производства «Falcon Euro» производятся в соответствии с Европейскими стандартами по стартовой и номинальной скоростям ветра, отличаются улучшенной отделкой лопастей, мачты, и кожуха генератора.
Ветрогенераторы «Falcon Euro» поставляются нашей компанией на экспорт, в страны, где применяются определенные стандарты к характеристикам ветрогенераторов. Станции отличает эффективная работа как при низких так и при высоких температурах, бесшумность, устойчивость к внешним воздействиям.
Вертикальные ветрогенераторы «Falcon Euro» предназначены для регионов со стабильными ветрами, где среднегодовая скорость ветра составляет не менее 5-6 метров в секунду.
Ветроэлектростанции «Falcon Euro» серийно изготавливаются мощностью от 1 до 20 кВт, так же возможно производство под заказ вертикально-осевых ветрогенераторов мощностью до 40 кВт. Конструкция ветрогенераторов защищена законодательством о авторском праве.
Преимущества вертикально-осевых ветрогенераторов “Falcon Euro”
Генератор (собственная разработка)
Лопасти (собственная разработка)
Система управления и преобразования
Ветрогенераторы для частного дома
Горизонтально-осевые. Модельный ряд: от 0,5 до 5 кВт.
Стартовая скорость ветра: 2 м/с. Номинальная скорость: 12-13 м/с.
Домашний ветрогенератор «Condor Home» – серийный и готовый к работе продукт, не требующий при эксплуатации специальных технических знаний от клиента. Ветряки «Condor Home» изготавливаются мощностью от 0,5 до 5 кВт. Данные ВЭС приспособлены для долговременной бесперебойной работы в условиях холодного климата.
Основные характеристики ветрогенераторов «Condor Home»:
Ветрогенераторы российского производства для частного дома, с горизонтальной и вертикальной осью вращения - цены, каталог, опросный лист
Крупные ветроустановки могут быть произведены на заказ с соответствующими характеристиками, позволяющими различный тип использования (сетевые, автономные, комбинированные и т.д.)
2 ВАРИАНТ – Автономная ВЭУ + аккумуляторные батареи
3 ВАРИАНТ – Автономная ВЭУ + батареи + инвертор
4 ВАРИАНТ – Автономная ВЭУ + батареи + инвертор + дизель (бензо) генератор
5 ВАРИАНТ – Автономная ВЭУ + батареи + инвертор + дизель (бензо) генератор + сеть
Ветроустановка мощностью 0.1 кВт, ВЭУ-0.1
Микро ВЭУ – сверхмалая ветроэнергетическая установка мощностью всего 100 Вт, которая генерируется на скорости ветра всего 6 м/с. На скорости ветра 11 м/с при применении модифицированного генератора может развивать мощность до 500 Вт. Благодаря малым размерам может легко устанавливаться и транспортироваться. Используется для персональных нужд, освещения. Выход 24 В постоянного напряжения. Легко дополняется солнечными батареями.
Мощность генератора номинальная 0.1 кВт
Выходное напряжение ВЭУ 24 В пост.тока
Скорость ветра номинальная 6 м/с
Коэффициент использования энергии ветра 38%
Стартовая скорость ветра 1 м/сек
Диапазон рабочих скоростей ветра 4.. .20 м/сек
Максимальная допустимая скорость ветра 250 м/с
Номинальная частота вращения 120 об/мин
Количество лопастей 4
Диаметр ротора (колеса) 1.5 м
Высота ротора 1.5 м
Ометаемая площадь 2.25 кв.м
Высота мачты 1-2 м
50. . . +40 0C
Срок эксплуатации ВЭУ > 20 лет
Период между тех.обслуживанием > 5 лет
Масса ВЭУ ориентировочно 50 кг
Может использоваться для питания светильников общественного и персонального освещения.
Ветроустановка мощностью 1.5 кВт, ВЭУ-1.5
Портативная ветроэнергетическая установка. Благодаря малым размерам может легко транспортироваться на вьючных животных (верблюдах, оленях) и легковых автомобилях среднего класса. Может использоваться для приготовления пищи, обогрева жилища и т.д. Устанавливается без помощи грузоподъемных машин, двумя рабочими без специальных навыков с помощью лебедки. Подключив ветроустановку к аккумуляторам, можно заряжать их в ветреную погоду и использовать их емкость во время безветрия. Выпускается с выходом 48В постоянного тока и 220В/50Гц переменного тока (с инвертором).
Мощность генератора номинальная 1.5 кВт
Диапазон частоты вращения 60-220 об/мин
Номинальная частота вращения 190 об/мин
Количество лопастей 4
Хорда лопасти (длина по горизонтальному разрезу) 300 мм
Диаметр ротора (колеса) 2.3 м
Высота ротора 2.8 м
Ометаемая площадь 6.44 кв.м
Высота мачты 8-20 м
0.000058 м/с2
45 дБА
не зафиксирован
не измерялось
– электрическое поле, кВ/м не измерялось
Диапазон рабочих температур воздуха -50. . . +40 0C
Срок эксплуатации ВЭУ > 20 лет
Период между тех.обслуживанием > 5 лет
Ветроустановка мощностью 3 кВт 6-лопастная, ВЭУ-3(6)
Малая ветроустановка для обеспечения энергопитания небольшого дома, удаленного объекта. Сборка может быть осуществлена бригадой из 3-х обученных рабочих с краном или по соответствующей инструкции без грузоподъемных машин, с использованием приспособления и лебедки. При подключении к аккумуляторным батареям пиковая мощность может быть увеличена до 6 кВт с применением соответствующего инвертора. А при подключении дизель или бензогенератора – до 9 кВт. Имеется модификация 1.5 кВт для установки на крыши малоэтажных домов в районах с ограниченностью высотностью мачт и других устройств.
Выходное напряжение ВЭУ 24 (48) В пост.тока
Скорость ветра номинальная 10.4 м/с
Выходное напряжение инвертора (квазисинусоида) 220/110 В перем.тока
Номинальная частота инвертора 50/60 Гц
Стартовая скорость ветра 2.4 м/сек
Диапазон рабочих скоростей ветра 4.. .60 м/сек
Диапазон частоты вращения 60-220 об/мин
Номинальная частота вращения 180 об/мин
Количество лопастей 6
Хорда лопасти (длина по горизонтальному разрезу) 400 мм
Диаметр ротора (колеса) 3.4 м
Высота ротора 3.8 м
Ометаемая площадь 12.92 кв.м
Высота мачты 8-20 м
Вибрация (амплитуда виброускорения, м/с2) в резонансе 0.000043 м/с2
Шум, дБА (макс. уровень звука на макс.скорости) 41 дБА
Инфразвук, дБ (уровень звукового давления в октавных полосах) не зафиксирован
– магнитная индукция 50Гц, мкТл не измерялось
– электрическое поле, кВ/м не измерялось
Диапазон рабочих температур воздуха -50. . . +40 0C
Срок эксплуатации ВЭУ > 20 лет
Период между тех.обслуживанием > 5 лет
Ветроустановка мощностью 3 кВт 4-лопастная, ВЭУ-3(4)
Модификация 6-лопастной ВЭУ-3. Малая ветроустановка для обеспечения энергопитания небольшого дома, удаленного объекта. Сборка может быть осуществлена бригадой из 3-х обученных рабочих с краном или по соответствующей инструкции без грузоподъемных машин, с использованием приспособления и лебедки. При подключении к аккумуляторным батареям пиковая мощность может быть увеличена до 6 кВт с применением соответствующего инвертора. А при подключении дизель или бензогенератора – до 9 кВт. Достоинство – дешевле ВЭУ-3(6). Недостаток – неплавная работа ротора, есть рывки.
Мощность генератора номинальная 3 кВт
Выходное напряжение ВЭУ 24 (48) В пост.тока
Скорость ветра номинальная 10.4 м/с
Выходное напряжение инвертора (квазисинусоида) 220/110 В перем.тока
Номинальная частота инвертора 50/60 Гц
Стартовая скорость ветра 3 м/сек
Диапазон рабочих скоростей ветра 4.. .60 м/сек
Диапазон частоты вращения 60-220 об/мин
Количество лопастей 4
Хорда лопасти (длина по горизонтальному разрезу) 4600 мм
Диаметр ротора (колеса) 3.4 м
Высота ротора 4.2 м
Ометаемая площадь 14.28 кв.м
Высота мачты 8-20 м
Вибрация (амплитуда виброускорения, м/с2) в резонансе 0.000098 м/с2
Шум, дБА (макс. уровень звука на макс.скорости) 47 дБА
Инфразвук, дБ (уровень звукового давления в октавных полосах) не зафиксирован
– магнитная индукция 50Гц, мкТл не измерялось
– электрическое поле, кВ/м не измерялось
Диапазон рабочих температур воздуха -50. . . +40 0C
Срок эксплуатации ВЭУ > 20 лет
Период между тех.обслуживанием > 5 лет
Ветроустановка мощностью 5 кВт 6-лопастная, ВЭУ-5(6)
Малая ветроустановка для обеспечения энергопитания небольшого дома, удаленного объекта. Сборка может быть осуществлена бригадой из 3-х обученных рабочих с краном или по соответствующей инструкции без грузоподъемных машин, с использованием приспособления и лебедки. При подключении к аккумуляторным батареям пиковая мощность может быть увеличена до 10 кВт с применением соответствующего инвертора. А при подключении дизель или бензогенератора – до 15 кВт.
Мощность генератора номинальная 5 кВт
Выходное напряжение ВЭУ 48(96) В пост.тока
Скорость ветра номинальная 10.4 м/с
Выходное напряжение инвертора (квазисинусоида) 220/110 В перем.тока
Номинальная частота инвертора 50/60 Гц
Стартовая скорость ветра 3.5 м/сек
Диапазон рабочих скоростей ветра 4.. .60 м/сек
Диапазон частоты вращения 60-160 об/мин
Номинальная частота вращения 160 об/мин
Количество лопастей 6
Хорда лопасти (длина по горизонтальному разрезу) 460 мм
Диаметр ротора (колеса) 5.1 м
Высота ротора 4.0 м
Ометаемая площадь 20.4 кв.м
Высота мачты 8-20 м
Вибрация (амплитуда виброускорения, м/с2) в резонансе 0.000043 м/с2
Шум, дБА (макс. уровень звука на макс.скорости) 43 дБА
Инфразвук, дБ (уровень звукового давления в октавных полосах) не зафиксирован
– магнитная индукция 50Гц, мкТл не измерялось
– электрическое поле, кВ/м не измерялось
Диапазон рабочих температур воздуха -50. . . +40 0C
Срок эксплуатации ВЭУ > 20 лет
Период между тех.обслуживанием > 5 лет
Ветроустановка мощностью 30 кВт, ВЭУ-30
Ветроэнергетическая установка находится в стадии полевых испытаний опытных образцов. Ветроустановка может служить удобным автономным источником энергопитания для большого коттеджа, группы домов, офиса или небольшого цеха, выдавая на пике до 90 кВт (30 кВт выдает ВЭУ, 30 кВт выдает блок аккумуляторов в течение 30-40 минут, 30 кВт выдает дизель-генераторная установка). ВЭУ-30 выпускаются под заказ.
Мощность генератора номинальная 30 кВт
Выходное напряжение ВЭУ 96 (400) В пост.тока
Скорость ветра номинальная 10.4 м/с
Выходное напряжение инвертора (квазисинусоида) 220/110 В или 380В перем.тока
Номинальная частота инвертора 50/60 Гц
Стартовая скорость ветра 3.4 м/сек
Диапазон рабочих скоростей ветра 4.. .60 м/сек
Диапазон частоты вращения 25-65 об/мин
Номинальная частота вращения 50 об/мин
Количество лопастей 6
Хорда лопасти (длина по горизонтальному разрезу) 950 мм
Диаметр ротора (колеса) 9,2 м
Высота ротора 12 м
Ометаемая площадь 110,4 кв.м
Высота мачты 15,9 м
Вибрация (амплитуда виброускорения, м/с2) в резонансе 0.000091 м/с2
Шум, дБА (макс. уровень звука на макс.скорости) 68 дБА
Инфразвук, дБ (уровень звукового давления в октавных полосах) не зафиксирован
– магнитная индукция 50Гц, мкТл до 8 мкТл
Диапазон рабочих температур воздуха -50. . . +40 0C
Срок эксплуатации ВЭУ > 20 лет
Период между тех.обслуживанием > 5 лет
Например, в системе комбинированного (в т.ч. и автономного) энерго-водо-водородо-кислородо-обеспечения ветроэнергетическая установка (ВЭУ) вместе с другими источниками электрического тока в ветренную погоду не только снабжает потребителя электроэнергией, но и питает электролизер – модуль расщепления воды на кислород и водород, которые запасаются в соответствующих емкостях для хранения (баллонах, цистернах). Данные газы используются для хозяйственных нужд, кроме того, водород можно использоваться для заправки личного автомобиля и т.д.
ООО - Юнитор-М
Почему в
етрогенератор называют “вертикальным”? На этот вопрос приходится давать пояснения в первую очередь. Разумеется, вертикальным ветряк именуют не из-а того, что стоит он на вертикальной мачте. А в связи с тем, что воображаемая ось вращения генератора также вертикальна как и мачта на которой он и находится. При этом, если бы на этом генераторе был закреплён винт как у горизонтального ветряка, то он находился и вращался бы в горизонтальной плоскости. То есть ветер пролетал бы мимо винта, что само по себе абсурдно. Рабочая поверхность которую толкает ветер должна быть перпендикулярна, ну, или почти перпендикулярна направлению его движения.
Наиболее показательно это воплощено в вертикальных ветрогенераторах роторного типа. Такой ветрогенератор представлен на фотографии. Не будем вдаваться сейчас в излишние подробности, отметим просто, что именно ортогональный тип ротора в вертикальных ветрогенераторах получил наибольшее распространение.
Роторные ветрогенераторы наименее шумны. Это связано с тем, что на них ставятся низкооборотные генераторы. Ведь нельзя допустить быстрого вращения. Представьте какую центробежную силу могут развить при этом лопасти! Поэтому вертикальные ветряки считают бесшумными, ведь его лопасти обычно не разгоняются более чем 200-300 об./мин. В силу такие ветряки могут монтироваться в практически вплотную к постройкам или даже на них, а так посреди городской застройки.
Другая особенность, дающая свои преимущества вертикалкам – отсутствие необходимости его ориентации на ветер. В то время как при резкой смене направления ветра традиционный горизонтальный ветряк оказывается в другой к ветру плоскости и обороты его падают, вертикальные ветрогенератор улавливает ветер с любой стороны.
Роторный ветрогенеряк реализует энергию воздушных масс не от одних лишь только горизонтальных их перемещений, но и от иных. Восходящие, нисходящие, вихревые потоки тоже участвуют. Это позволяет использовать данные ветроустановки в местах, где широкие открытые местности отсутствуют.
Вертикальным ветрогенераторам нет необходимости поворачиваться к ветру в зависимости от смены его направления, такое свойство позволяет ветряку устойчиво работать при ветрах резко изменяющих своё направление. Поэтому они более устойчивы к штормовым ветрам.
Есть и другие положительные моменты вертикальных ветрогенераторов:
Осуществляется серийный выпуск ветроэлектрических установок с воздушным движителем роторного типа с вертикальной осью вращения “ВЕРТИКАЛЬ” номинальной мощностью от 500 до 3000 Вт.
Ветрогенераторы вертикальные ортогональные (роторные) выпускаются с роторами в одноярусном и многоярусном исполнении в зависимости от конструкции ротора и мощности устанавливаемого генератора.
Улучшить эксплуатационные характеристики ветроустановок и удобство пользования позволяет использование контроллеров заряда АКБ “Русский ветер”. Они обладают повышенной надёжностью и функциональностью.
Подытожим так: на теоретическом уровне можно рассматривать массу аргументов “за” и “против”. Но, в конечном счёте, всё “уравновешивает” практика. Именно она даст возможность судить какие типы ветрогенераторов и в каких случаях окажутся более приемлемы для использования. Сегодня с определённостью можно отметить, что традиционный пропеллерный ветряк заметно дешевле. Для кого-то это более существенно. А для кого-то более важными окажутся иные моменты.
Так или иначе, первый опыт показал, что надежды связанные с вертикальноосевой “парадигмой” не безосновательны. Вертикальные ветрогенераторы успешно работают и их конструкции продолжают совершенствоваться.
Что такое VAWT?
VAWT – Vertical Axis Wind Turbine – ветровой генератор 4-го поколения с вертикальной осью вращения, изменяемым углом атаки лопаток турбины и автоматической гидравлической системой торможения.
Ветровые генераторы 4-го поколения с вертикальной осью вращения аэродинамического колеса отличаются от традиционных горизонтально ориентированных турбин по конструкции и области применения. Так, например, ветрогенератор нового 4-го поколения с вертикальной осью должен иметь систему изменения угла атаки лопаток турбины для управления скоростью вращения турбины генератора, использовать один и тот же вал для ветряного колеса и генератора, автоматическую систему механического торможения и т.д.
Мы предлагаем широкий выбор ветрогенераторов с вертикальной осью от 500 Вт, 1 кВт, 3 кВт, 5 кВт, 10 кВт и до 60 кВт. Все они имеют систему управления углом атаки лопастей колеса турбины и автоматическую систему гидравлического торможения.
Комбинированная электростанция – ветро-солнечная гибридная система – наилучшее техническое решение для мегаполиса.
Технически продуманный VAWT ветрогенератор должен обладать тремя основными характеристиками:
Основные преимущества VAWT ветрогенераторов
Дополнительные преимущества VAWT ветрогенераторов
Инновационные технологии
Особенности конструкции
Высокая эффективность
Выгодная логистика, упаковка и монтаж
На большей части территории Восточной Европы, скорость ветра летом сравнительно небольшая, но достаточно много солнца и продолжительный световой день. В то время как зимой, наоборот, много сильных ветров и меньше солнечного света. Поскольку пик работ по производству электроэнергии у ветровой и солнечной систем приходится на различное время суток и года, то гибридная система, соответственно, производит энергии больше, и тогда, когда это действительно необходимо.
Ветровая турбина, мачта, аккумуляторные батареи, фотоэлектрические модули, инвертор и гибридный ветро-солнечный контроллер представляют собой ветроэнергетическую электрогенераторную установку – единое автоматическое устройство, которое одновременно вырабатывает электрический ток, управляет и преобразует энергию ветра и солнца в электрический ток чистого синуса.
Ветроэнергетическая электрогенераторная установка может передавать, управлять и хранить на специальных гелевых батареях электроэнергию, вырабатываемую ветровой турбиной и солнечными фотоэлектрическими модулями. Система может преобразовывать постоянный ток аккумуляторных батарей в переменный чистый синусоидальный ток напряжением 220 / 380 Вольт.
Инвертор системы не только обладает совершенным внешним видом, снабжен жидкокристаллическим монитором, и удобен в эксплуатации, но также, имеет защиту от избыточного заряда аккумуляторных батарей, перенапряжения, перегрева, понижения напряжения, ошибки подключения к полюсам аккумуляторной батареи. Кроме того, он имеет устройство автоматической утилизации избыточной энергии. В инверторе использован высокоэффективный и надежный американский микроконтроллер, являющийся важным компонентом системы управления. Электронное оборудование производится в ЕС, Японии, Китае, США и других странах.
Ветрогенератор с вертикальной осью вращения 4-го поколения, 3 кВт: продажа, цена в регионе
Нами была разработана конструкция ветрогенератора с вертикальной осью вращения. Ниже, представлено подробное руководство по его изготовлению, внимательно прочтя которое, вы сможете сделать вертикальный ветрогенератор сами.
Ветрогенератор получился вполне надежный, с низкой стоимостью обслуживания, недорогой и простой в изготовлении. Представленный ниже список деталей соблюдать не обязательно, вы можете внести какие-то свои коррективы, что-то улучшить, что-то использовать свое, т.к. не везде можно найти именно то, что в списке. Мы постарались использовать недорогие и качественные детали.
Используемые материалы и оборудование:
| Наименование | Кол-во | Примечание |
| Список используемых деталей и материалов для ротора: | ||
| Предварительно вырезанный лист металла | 1 | Вырезан из стали толщиной 1/4" при помощи гидроабразивной, лазерной и др. резке |
| Ступица от авто (Хаб) | 1 | Должна содержать 4 отверстия, диаметр около 4 дюймов |
| 2" x 1" x 1/2" неодимовый магнит | 26 | Очень хрупкие, лучше заказать дополнительно |
| 1/2"-13tpi x 3" шпилька | 1 | TPI - кол-во витков резьбы на дюйм |
| 1/2" гайка | 16 | |
| 1/2" шайба | 16 | |
| 1/2" гровер | 16 | |
| 1/2".-13tpi колпачковая гайка | 16 | |
| 1" шайба | 4 | Для того, чтобы выдержать зазор между роторами |
| Список используемых деталей и материалов для турбины: | ||
| 3" x 60" Оцинкованная труба | 6 | |
| ABS пластик 3/8" (1.2x1.2м) | 1 | |
| Магниты для балансировки | Если нужны | Если лопасти не сбалансированы, то магниты прикрепляются для балансировки |
| 1/4" винт | 48 | |
| 1/4" шайба | 48 | |
| 1/4" гровер | 48 | |
| 1/4" гайка | 48 | |
| 2" x 5/8" уголки | 24 | |
| 1" уголки | 12 (опционально) | В случае, если лопасти не держат форму, то можно добавить доп. уголки |
| винты, гайки, шайбы и гроверы для 1" уголка | 12 (опционально) | |
| Список используемых деталей и материалов для статора: | ||
| Эпоксидка с затвердителем | 2 л | |
| 1/4" винт нерж. | 3 | |
| 1/4" шайба нерж. | 3 | |
| 1/4" гайка нерж. | 3 | |
| 1/4" кольцевой наконечник | 3 | Для эл. соединения |
| 1/2"-13tpi x 3" шпилька нерж. | 1 | Нерж. сталь не является ферромагнетиком, поэтому не будет "тормозить" ротор |
| 1/2" гайка | 6 | |
| Стеклоткань | Если нужна | |
| 0.51мм эмал. провод | 24AWG | |
| Список используемых деталей и материалов для монтажа: | ||
| 1/4" x 3/4" болт | 6 | |
| 1-1/4" фланец трубы | 1 | |
| 1-1/4" оцинк. труба L-18" | 1 | |
| Инструменты и оборудование: | ||
| 1/2"-13tpi x 36" шпилька | 2 | Используется для поддомкрачивания |
| 1/2" болт | 8 | |
| Анемометр | Если нужен | |
| 1" лист алюминия | 1 | Для изготовления проставок, если понадобятся |
| Зеленая краска | 1 | Для покраски держателей пластика. Цвет не принципиален |
| Голубая краска бал. | 1 | Для покраски ротора и др. частей. Цвет не принципиален |
| Мультиметр | 1 | |
| Паяльник и припой | 1 | |
| Дрель | 1 | |
| Ножовка | 1 | |
| Керн | 1 | |
| Маска | 1 | |
| Защитные очки | 1 | |
| Перчатки | 1 | |
Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения не настолько эффективны, как их горизонтальные собратья, однако вертикальные ветрогенераторы менее требовательны к месту их установки.
1. Соединяющий элемент - предназначен для соединения ротора к лопастям ветрогенератора.
2. Схема расположения лопастей - два встречных равносторонних треугольника. По данному чертежу потом легче будет расположить уголки крепления лопастей.
Если не уверены в чем то, шаблоны из картона помогут избежать ошибок и дальнейших переделываний.
Последовательность действий изготовления турбины:
Последовательность действий по изготовлению ротора:
Изготовление статора очень трудоемкий процесс. Можно конечно купить готовый статор (попробуй еще найти их у нас) или генератор, но не факт, что они подойдут для конкретного ветряка со своими индивидуальными характеристиками
Статор ветрогенератора - электрический компонент, состоящий из 9-ти катушек. Катушка статора изображена на фото выше. Катушки разделены на 3 группы, по 3 катушки в каждой группе. Каждая катушка намотана проводом 24AWG (0.51мм) и содержит в себе 320 витков. Большее количество витков, но более тонким проводом даст более высокое напряжение, но меньший ток. Поэтому, параметры катушек могут быть изменены, в зависимости от того, какое напряжение вам требуется на выходе ветрогенератора. Нижеследующая таблица поможет вам определиться:
320 витков, 0.51 мм (24AWG) = 100В @ 120 об/мин.
160 витков, 0.0508 мм (16AWG) = 48В @ 140 об/мин.
60 витков, 0.0571 мм (15AWG) = 24В @ 120 об/мин.
Вручную наматывать катушки - это скучное и трудное занятие. Поэтому, чтобы облегчить процесс намотки я бы вам посоветовал сделать простое приспособление - намоточный станок. Тем более, что конструкция его достаточно проста и сделать его можно из подручных материалов.
Витки всех катушек должны быть намотаны одинаково, в одном и том же направлении и обращайте внимание или отмечайте, где начало, а где конец катушки. Для предотвращения разматывания катушек, они обмотаны изолентой и промазаны эпоксидкой.
Приспособа сделана из двух кусков фанеры, изогнутой шпильки, куска ПВХ-трубы и гвоздей. Перед тем, как изогнуть шпильку, нагрейте ее горелкой.
Небольшой кусок трубы между дощечками обеспечивает заданную толщину, а четыря гвоздя обеспечивают необходимые размеры катушек.
Вы можете придумать свою конструкцию намоточного станка, а может у вас уже имеется готовый.
После того, как все катушки намотаны их необходимо проверить на идентичность друг к другу. Это можно сделать при помощи весов, а также нужно померить сопротивления катушек мультиметром.
Не подключайте домашних потребителей напрямую от ветрогенератора! Также соблюдайте меры безопасности при обращении с электричеством!
Процесс соединения катушек:
Для того, чтобы стало более понятно, рассмотрим весь процесс в картинках:
Готовые катушки помещаются на вощеную бумагу с начерченной схемой расположения. Три небольших круга по углам на фото выше - места отверстий для крепления кронштейна статора. Кольцо в центре предотвращает попадание эпоксидки в центральную окружность.
Катушки закреплены на своих местах. Стеклоткань, небольшими кусочками помещается вокруг катушек. Выводы катушек можно вывести внутрь или наружу статора. Не забудьте оставить достаточный запас длины выводов. Обязательно еще раз проверьте все соединения и прозвоните мультиметром.
Статор практически готов. Отверстия для крепления кронштейна, сверлятся в статоре. При сверлении отверстий смотрите не попадите в выводы катушек. После завершения операции, обрежьте лишнюю стеклоткань и если необходимо, шкуркой зачистите поверхность статора.
Труба для крепления оси хаба была обрезана под нужный размер. В ней были просверлены отверстия и нарезана резьба. В дальнейшем в них будут вкручены болты, которые будут удерживать ось.
На рисунке выше показан кронштейн, к которому будет крепиться статор, находящийся между двумя роторами.
На фото выше показана шпилька с гайками и втулкой. Четыре таких шпильки обеспечивают необходимый зазор между роторами. Вместо втулки можно использовать гайки большего размера, либо самому вырезать шайбы из алюминия.
Небольшое уточнение: малый воздушный зазор между связкой ротор-статор-ротор (который задается шпилькой с втулкой), обеспечивает более высокую отдаваемую мощность, но возрастает риск повреждения статора или ротора при перекосе оси, который может возникнуть при сильном ветре.
На левом рисунке ниже, показан ротор с 4-мя шпильками для обеспечения зазора и двумя алюминиевыми пластинами (которые в дальнейшем будут убраны).
На правом рисунке показан собранный и покрашенный в зеленый цвет статор, установленный на место.
Процесс сборки:
1. В плите верхнего ротора просверлите 4 отверстия и нарежьте в них резьбу для шпильки. Это необходимо для плавного опускания ротора на свое место. Уприте 4 шпильки в алюминиевые пластины приклеенные ранее и установите на шпильки верхний ротор.
Роторы будут притягиваться друг к другу с очень большой силой, поэтому и нужно такое приспособление. Сразу выровняйте роторы относительно друг-друга по поставленным ранее метках на торцах.
2-4. Поочередно вращая ключом шпильки, равномерно опускайте ротор.
5. После того, как ротор уперся в втулку (обеспечивающая зазор), выкрутите шпильки и уберите алюминиевые пластины.
6. Установите хаб (ступицу) и прикрутите его.
Генератор готов!
После установки шпилек (1) и фланца (2) ваш генератор должен выглядеть приблизительно так (см. рис. выше)
Болты из нержавейки служат для обеспечения электрического контакта. На провода удобно использовать кольцевые наконечники.
Колпачковые гайки и шайбы служат для крепления соедин. платы и опоры лопастей к генератору. Итак, ветрогенератор полностью собран и готов к тестам.
Для начала, лучше всего рукой раскручивать ветряк и измерять параметры. Если все три выходные клеммы закоротить между собой, то ветряк должен вращаться очень туго. Это может быть использовано для остановки ветрогенератора для сервисного обслуживания или в целях безопасности.
Ветрогенератор можно использовать не только для обеспечения дома электричеством. К примеру данный экземпляр, сделан так, чтобы статор вырабатывал большое напряжение, которое затем используется для нагрева.
Рассматриваемый выше генератор выдает 3-х фазное напряжение с различной частотой (зависит от силы ветра), а к примеру в России используется однофазная сеть 220-230В, с фиксированной частотой сети 50 Гц. Это отнюдь не означает, что данный генератор не подойдет для питания бытовых приборов. Переменный ток с данного генератора может быть преобразован в постоянный ток, с фиксированным напряжением. А постоянный ток уже может использоваться для питания светильников, нагрева воды, заряда аккумуляторов, а может быть поставлен для преобразования постоянного тока в переменный. Но это уже выходит за рамки данной статьи.
На рисунке выше простая схема мостового выпрямителя, состоящего из 6-ти диодов. Он преобразовывает переменный ток в постоянный.
Ветрогенератор, описываемый здесь, установлен на 4-х метровой опоре на краю горы. Трубный фланец, который установлен снизу генератора обеспечивает легкую и быструю установку ветрогенератора - достаточно прикрутить 4 болта. Хотя для надежности, лучше приварить.
Обычно, горизонтальные ветрогенераторы "любят" когда ветер дует с одного направления, в отличии от вертикальных ветряков, где за счет флюгера, они могут поворачиваться и им не важно направление ветра. Т.к. данный ветряк установлен на берегу скалы, то ветер там создает турбулентные потоки с разных направлений, что не очень эффективно для данной конструкции.
Другим фактором, который необходимо учитывать при подборе места размещения, является сила ветра. Архив данных по силе ветра для вашей местности можно найти в интернете, правда это будет очень приблизительно, т.к. все зависит от конкретного места.
Также, в выборе месторасположения установки ветрогенератора поможет анемометр (прибор для измерения силы ветра).
Как известно, ветер возникает из-за разности температур поверхности земли. Когда ветер вращает турбины ветрогенератора, он создает три силы: подьемную, торможения и импульсную. Подьемная сила обычно возникает над выпуклой поверхностью и является следствием разности давлений. Сила торможения ветра возникает за лопастями ветрогенератора, она является нежелательной и тормозит ветряк. Импульсная сила возникает из-за изогнутой формы лопастей. Когда молекулы воздуха толкают лопасти сзади, то им некуда потом деваться и они собираются позади них. В результате, они толкают лопасти в направлении ветра. Чем больше подьемная и импульсная силы и меньше сила торможения, тем быстрее лопасти будет вращаться. Соответственно вращается ротор, который создает магнитное поле на статоре. В результате чего вырабатывается электрическая энергия.
Использовать энергию ветра с целью получения электричества – идея, отнюдь, не новая. Существуют регионы, где именно это способ добычи считается наиболее выгодным и приоритетным – естественно, в этих местах постоянно дуют ветра. Ярким примером может послужить Дания, где на долю ветровой энергии приходится 25% от всего электричества, потребляемого в стране.
Сегодня мы расскажем вам, что такое ветрогенератор вертикального типа, каковы его основные особенности, преимущества и недостатки, а также поделимся информацией, как собрать такое устройство своими руками, используя лишь подручные материалы.
Преимущества вертикального ветрогенератора достаточно весомые:
Совет! Небольшие модели бытового назначения приводятся в действие очень слабым порывом ветра – от 1,5 метра в секунду, что еще больше увеличивает КПД установки.
В основу работы синхрофазотрона… простите, ветрогенератора, положен принцип магнитной левитации. Суть его заключается в том, что во время вращения образуется подъемная и импульсная силы, благодаря которым ротор начинает вращаться, плюс сила фактического торможения.
В результате вращения ротора образуется магнитное поле, которое индуктирует ЭДС в обмотке якоря генератора, в результате чего появляется ток.
Совет! Если применить тэн, то энергия не будет уходить впустую – можно предусмотреть конструкцию, при которой, к примеру, будет нагреваться вода.
Внешний вид и характеристики вертикальных ветрогенераторов во многом зависят от конструктивного строения этих устройств. Давайте разберем основные.
Тех характеристика вертикального ветрогенератора ортогонального типа подразумевает не очень высокий КПД при больших габаритах, при сравнении с горизонтально-осевыми устройствами, однако независимость от направления ветра делает его более приоритетным.
Вертикальный ветровой генератор – это техническое устройство служащее для преобразования энергии ветра в электрическую энергию с вертикально установленной осью вращения.
Работа ветрового генератора основана на преобразовании кинетической энергии ветра, во вращательную энергию передаточного механизма (лопасти-редуктор-передаточный вал) и далее, во вращательную энергию вала электрического генератора.
Во время вращения в обмотках генератора вырабатывается переменный электрический ток. Выработанный электрический ток подается на контроллер, преобразуется и накапливается в аккумуляторных батареях. С батарей аккумуляторов электрический ток поступает на инвертор, на которым преобразуется и поступает в электрическую сеть для использования.
Составляющие ветрового генератора:
В ветряных генераторах данного вида вращающаяся ось генератора расположена вертикально по отношению к поверхности земли.
За годы использования устройств данного вида появились разнообразные конструкции которые объединены в группы, это:
К положительным особенностям данной конструкции можно отнести:
К отрицательным относятся:
Достоинствами данной группы являются:
К недостаткам можно отнести:
Устройства с ротором Савониуса применяют при монтаже комбинированных ветровых генераторов, их используют для разгона агрегатов с ротором Дарье.
По внешнему виду агрегаты данной группы похожи на устройства с ротором Дарье.
К положительным качествам устройств относятся:
Положительные качества:
Недостатки:
Достоинства агрегатов данной группы:
Недостатки:
Прежде чем рассмотреть популярные модели ветровых генераторов, необходимо определиться с критериями выбора этих устройств, такими являются:
В настоящее время ветровые генераторы выпускаются как в нашей стране, так и за ее пределами.
В России подобные агрегаты выпускают: ООО «СКБ Искра», ООО «ГРЦ-Вертикаль», ЗАО «Ветроэнергетическая компания», ЛМВ «Ветроэнергетика», ЗАО «Агрегат-Привод», и еще несколько компаний.
Наиболее известными зарубежными производителями ветровых генераторов являются немецкие, датские, бельгийский и китайские компании.
Наиболее востребованы и надежны в эксплуатации ветровые генераторы выпускаемые фирмой Blue Planet Wind (Бельгия) и «Guangzhou Sunning Windpower Generator Co., Ltd.» (Китай).
В линейке выпускаемых ветровых генераторов EnergyWind компании Blue Planet Wind присутствуют модели различной мощности от 1,0 до 10,0 кВт, которые отличаются по стоимости и комплектности оборудования.
В линейке китайской компании представлены ветровые генераторы мощность от 0,6 кВт до 5,0 кВт, различные по конструкции и вариантам монтажа.
Российские компании выпускают вертикальные ветровые генераторы различной мощности и типов ротора.
OOO «ГРЦ-Вертикаль» (Челябинская обл., г. Миасс) выпускает ветрогенераторы вертикального типа 
мощностью от 1,5 до 30 кВт, рассмотрим некоторые из них:
Портативная установка, может транспортироваться любым видом транспорта, проста в монтаже и эксплуатации.
Технические характеристики:
Номинальная мощность – 1,5 кВт;
Выходное напряжение — 48 В;
Рабочий диапазон скоростей ветра - от 2,5 до 25 м/с;
Номинальная скорость ветра 10,0 м/с;
Диаметр ротора 2,8 м;
Температура при эксплуатации - от -50 до +50ºС;
Срок эксплуатации — 20 лет;
Межремонтный цикл — 5 лет;
Масса установки — 75,0 кг;
Стоимость установки – от 100000,00 рублей.
Предназначена для автономного электроснабжения потребителей малой мощности (жилой дом, коттедж). Преимущества – удобство и простота монтажа, при установке дополнительного оборудования (аккумуляторов и инвертора), возможно увеличение мощности установки до 6,0 кВт.
Технические характеристики:
Предназначена для электроснабжения большого дома, либо группы домов.
Технические характеристики:
Ветряк подобной конструкции не составит труда изготовить человеку умеющему работать с ручным 
инструментом и немного разбирающимся в электротехнике.
Для изготовления понадобится:
Из листового металла изготавливаются 4 лопасти габаритными размерами 1000х800 мм, которые скрепляются между собой полосовой сталью в форме барабана (лопасти направлены от центра круга по радиусам к наружному диаметру). Из стальной трубы делается мачта, которая с одной стороны закрепляется на автомобильной полуоси, а со второй стороны на нее крепятся собранные в виде барабана лопасти. Полуось, с соответствующими ей подшипниками, крепится на металлической опорной конструкции, которая изготавливается произвольной формы и из имеющихся материалов.
Два основных условия при изготовлении металлической конструкции, это:
Для увеличения числа оборотов можно применить ременную передачу, установив на нижнюю полуось шкив большего диаметра, а на генератор меньшего. Генератор можно подобрать автомобильный.
К положительным свойствам ветровых генераторов с вертикальной осью вращения можно отнести:
К отрицательным свойствам относятся:
Приведенные «плюсы» и «минусы» использования ветровых генераторов данного вида определяет выбор потенциальных потребителей «зеленой» энергетики, которых с каждым годом становится все больше и больше.
Ветроэнергетика поражает многообразием и необычным дизайном конструкций ветрогенераторов. Существующие конструкции ветрогенераторов, а также предлагаемые проекты ставят ветроэнергетику вне конкуренции по оригинальности технических решений по сравнению со всеми остальными мини-энергокомплексами, работающими с использованием ВИЭ.
В настоящее время существует множество различных концептуальных конструкций ветрогенераторов, которые по типу ветроколес (роторов, турбин, винтов) можно разделить на два основных вида. Это ветродвигатели с горизонтальной осью вращения (крыльчатые) и с вертикальной (карусельные, так называемые Н-образные турбины).
Ветряные двигатели с горизонтальной осью вращения . В ветряках с горизонтальной осью вращения роторный вал и генератор располагаются наверху, при этом система должна быть направлена на ветер. Малые ветряки направляются с помощью флюгерных систем, в то время как на больших (промышленных) установках есть датчики ветра и сервоприводы, которые поворачивают ось вращения на ветер. Большинство промышленных ветрогенераторов оснащены коробками передач, которые позволяют системе подстраиваться под текущую скорость ветра. В силу того, что мачта создает турбулентные потоки после себя, ветроколесо обычно ориентируется по направлению против воздушного потока. Лопасти ветроколеса делают достаточно прочными, чтобы предотвратить их соприкосновение с мачтой от сильных порывов ветра. Для ветряков такого типа не нужны установки дополнительных механизмов ориентации по ветру.
Ветроколесо может быть выполнено с различным количеством лопастей: от однолопастных ветрогенераторов с контргрузами до многолопастных (с числом лопастей до 50 и более). Ветроколеса с горизонтальной осью вращения выполняют иногда фиксированными по направлению, т.е. они не могут вращаться относительно вертикальной оси, перпендикулярной направлению ветра. Такой тип ветрогенераторов используется лишь при наличии одного господствующего направления ветра. В большинстве же случаев система, на которой закреплено ветроколесо (так называемая головка), выполняется поворотной, ориентирующейся по направлению ветра. У малых ветрогенераторов для этой цели применяются хвостовые оперения, а у больших ориентацией управляет электроника.
Для ограничения частоты вращения ветроколеса при большой скорости ветра применяется ряд методов, в том числе установка лопастей во флюгерное положение, использование клапанов, которые стоят на лопастях или вращаются вместе с ними, и др. Лопасти могут быть непосредственно закреплены на валу генератора, либо вращающий момент может передаваться от его обода через вторичный вал к генератору или другой рабочей машине.
В настоящее время высота мачты промышленного ветрогенератора варьируется в диапазоне от 60 до 90 м. Ветроколесо совершает 10-20 поворотов в минуту. В некоторых системах есть подключаемая коробка передач, позволяющая ветроколесу вращаться быстрее или медленнее, в зависимости от скорости ветра, при сохранении режима выработки электроэнергии. Все современные ветрогенераторы оснащены системой возможной автоматической остановки на случай слишком сильных ветров.
Основные достоинства горизонтальной оси следующие: изменяемый шаг лопаток турбины, позволяющий по максимуму использовать энергию ветра в зависимости от атмосферных условий; высокая мачта позволяет «добираться» до более сильных ветров; высокая эффективность благодаря направлению ветроколеса перпендикулярно ветру.
В то же время горизонтальная ось имеет ряд недостатков. Среди них - высокие мачты высотой до 90 м и длинные лопасти, которые трудно транспортировать, массивность мачты, необходимость направления оси на ветер и т.д.
Ветряные двигатели с вертикальной осью вращения. Основным преимуществом такой системы является отсутствие необходимости направления оси на ветер, так как ВЭУ использует ветер, поступающий с любого направления. Кроме того, упрощается конструкция и уменьшаются гироскопические нагрузки, вызывающие дополнительные напряжения в лопастях, системе передач и прочих элементах установок с горизонтальной осью вращения. Особенно эффективны такие установки в областях с переменным ветром. Верти-кально-осевые турбины работают при низких скоростях ветра и любых его направлениях без ориентации на ветер, но имеют малый КПД.
Автором идеи создания турбины с вертикальной осью вращения (Н-образной турбины) является французский инженер Джордж Джин Мари Дариус (Жан Мари Дарье). Этот тип ветрогенератора был запатентован в 1931 г. В отличие от турбин с горизонтальной осью вращения Н-образные турбины «захватывают» ветер при изменении его направления без изменения положения самого ротора. Поэтому ветрогенераторы такого типа не имеют «хвоста» и внешне напоминают бочку. Ротор имеет вертикальную ось вращения и состоит из двух - четырех изогнутых лопастей.
Лопасти образуют пространственную конструкцию, которая вращается под действием подъемных сил, возникающих на лопастях от ветрового потока. В роторе Дарье коэффициент использования энергии ветра достигает значений 0,300,35. В последнее время проводятся разработки роторного двигателя Дарье с прямыми лопастями. Сейчас ветрогенератор Дарье может рассматриваться в качестве основного конкурента ветрогенераторов крыльчатого типа.
Установка имеет довольно высокую эффективность, но при этом образуются серьезные нагрузки на мачту. Система также обладает большим стартовым моментом, который с трудом может быть создан ветром. Чаще всего это производится внешним воздействием.
Ротор савониуса
Другой разновидностью ветроколеса является ротор Савониуса, созданный финским инженером Сигуртом Савониусом в 1922 г. Вращающий момент возникает при обтекании ротора потоком воздуха за счет разного сопротивления выпуклой и вогнутой частей ротора. Колесо отличается простотой, но имеет очень низкий коэффициент использования энергии ветра - всего 0,1-0,15.
Главное преимущество вертикальных ветрогенераторов в том, что они не нуждаются в механизме ориентации на ветер. У них генератор и другие механизмы размещаются на незначительной высоте возле основания. Все это существенно упрощает конструкцию. Рабочие элементы располагаются близко к земле, что облегчает их обслуживание. Невысокая минимальная рабочая скорость ветра (2-2,5 м/с) производит меньше шума.
Однако серьезным недостатком этих ветродвигателей является значительное изменение условий обтекания крыла потоком за один оборот ротора, циклично повторяющееся при работе. Из-за потерь на вращение против потока воздуха большинство ветрогенераторов с вертикальной осью вращения почти вдвое менее эффективны, чем с горизонтальной осью.
Поиск новых решений в ветроэнергетике продолжается, и уже есть оригинальные изобретения, например турбопарус. Ветрогенератор монтируется в виде длинной вертикальной трубы в 100 м высотой, в которой из-за температурного градиента между концами трубы возникает мощный воздушный поток. Сам электрогенератор вместе с турбиной предлагается установить в трубе, в результате чего поток воздуха обеспечит вращение турбины. Как показывает практика эксплуатации таких ветрогенераторов, после раскрутки турбины и специального подогрева воздуха у нижнего края трубы даже при тихом ветре (и штиле) в трубе устанавливается сильный и стабильный поток воздуха. Это делает такие ветроустановки перспективными, но только в безлюдных местностях (при работе такая установка засасывает в трубу не только мелкие предметы, но и крупных животных). Данные установки окружают специальной защитной сеткой, а систему управления располагают на достаточном расстоянии.
Специалисты работают над созданием специального устройства для уплотнения ветра - диффузора (уплотнителя энергии ветра). За год ветродвигатель этого типа успевает «поймать» в 4-5 раз больше энергии, чем обычный. Высокая скорость вращения ветроколеса достигается с помощью диффузора. В узкой его части воздушный поток особенно стремителен, даже при сравнительно слабом ветре.
Ветрогенератор с дифузором
Как известно, скорость ветра с высотой увеличивается, что создает более благоприятные условия для использования ветрогенераторов. Воздушные змеи были изобретены в Китае примерно 2 300 лет назад. Идея использования змея для подъема ветрогенератора на высоту постепенно находит реализацию.
Летающий ветрогенератор
Швейцарские конструкторы из компании Етра представили новую конструкцию надувных воздушных змеев, которые смогут поднимать до 100 кг при массе самого крыла 2,5 кг. Их можно использовать для установки на морских судах и подъема на большую высоту (до 4 км) ветряных турбин. В 2008 г. подобная система прошла испытания при плавании контейнеровоза Beluga SkySails из Германии в Венесуэлу (экономия топлива составила свыше 1 000 долл./сутки).
Например, в Гамбурге компанией Beluga Shipping такая система установлена на дизельном сухогрузе Beluga SkySails. Воздушный змей в виде параплана размером 160 м2 поднимается в воздух на высоту до 300 м за счет подъемной силы ветра. Параплан разделен на отсеки, в которые по команде компьютера по эластичным трубкам подается сжатый воздух. Компания Beluga SkySails к 2013 г. собирается оснастить такой системой около 400 грузовых судов.
Интересное решение имеет конструкция ветроголовки «Ветролов». Вращающийся корпус генератора выполнен достаточно длинным (около 0,5 м), в средней части (на промежутке от фланца генератора до лопастей) - механизм складывания лопастей. По принципу действия он похож на механизм раскрывания автоматического зонта, а лопасти напоминают крыло дельтаплана. Для того чтобы лопасти не упирались друг в друга во время складывания, оси их закрепления несколько смещены. Четыре лопасти (через одну) идут вовнутрь, а четыре - снаружи. После складывания площадь лобового сопротивления ветряка уменьшается почти в четыре раза, а коэффициент аэродинамического сопротивления - почти в два.
В верхней части опоры ветряка устанавливается «коромысло» с вертикальной осью вращения. На одном его конце расположен ветрогенератор, на другом - противовес. При слабом ветре ветрогенератор посредством противовеса поднят выше верхней отметки опоры и ось ветряка при этом горизонтальна. При усилении ветра давление на ветроколесо растет и оно начинает опускаться, поворачиваясь вокруг горизонтальной оси. Таким образом работает еще одна система «ухода» от сильного ветра. Конструкция позволяет наращивать коромысла так, что ветрогенераторы устанавливаются друг за другом. Получается своеобразная гирлянда из одинаковых модулей, которые при слабом ветре стоят один выше другого, а при сильном уходят вниз, «прячась» в «ветровую тень» ветроколеса. Здесь также заложена способность системы адаптироваться к внешней нагрузке.
Конструкторы Маркос Мадиа, Серджио Оаши и Хуан Мануэль Пантано разработали портативный ветрогенератор Eolic. Для изготовления устройства использовались только алюминий и волокно из углеродных материалов. В собранном виде турбина Eolic имеет длину около 170 см. Для приведения Eolic из сложенного в рабочее состояние потребуется 2-3 человека и займет этот процесс 15-20 мин. Данный ветрогенератор может складываться для переноски.
Сегодня есть много дизайнерских проектов и разработок. Так, французский дизайнер Филипп Старк создал ветрогенератор Revolution Air. Проект дизайнерского ветряка носит название «Демократичная экология».
Международная группа дизайнеров и инженеров Home-energy представила свой продукт - ветрогенератор Energy Ball. Главной особенностью новинки является компоновка на нем лопастей по типу сферы. Все они соединены с ротором обоими концами. Когда ветер проходит сквозь них, он дует параллельно ротору, что увеличивает КПД генератора. Energy Ball может работать даже при очень низкой скорости ветра и производит гораздо меньше шума, чем обычные ветряки.
Уникальную ветроустановку создали конструкторы из Самары. При использовании в городской среде она дешевле, экономичнее и мощнее европейских аналогов. Ветрогенератор Третьякова представляет собой воздухозаборник, который улавливает даже относительно слабые воздушные потоки. Новинка начинает вырабатывать полезную энергию уже при скорости 1,4 м/с. Кроме того, не нужен дорогостоящий монтаж: установку можно ставить на здание, мачту, мост и т. д. Она имеет высоту 1 м и длину 1,4 м. КПД постоянный - около 52 %. Мощность промышленного аппарата - 5 кВт. На расстоянии 2 м шум от ветростанции составляет менее 20 Дб (для сравнения: шум вентилятора - от 30 до 50 Дб).
Американская компания Wind Tronics из Мичигана разработала компактную ветровую установку для применения в частных домохозяйствах. Разработчиком технологии является Wind Tronics, а производственный гигант Honeywell наладил изготовление ветровых установок. Дизайн предусматривает нулевой ущерб окружающей среде.
В этой установке используется турбинная безредукторная крыльчатка Blade Tip Power System (BTPS), что позволяет ветрогенератору работать в гораздо более широком диапазоне скоростей ветра, а также снизить механическое сопротивление и вес турбины. Wind Tronics начинает вращаться при скорости ветра всего 0,45 м/с и работоспособна до скорости 20,1 м/с! Расчеты показывают, что такая турбина генерирует электроэнергию в среднем на 50 % чаще и дольше, чем традиционные ветрогенераторы. Кстати, автоматика с постоянно подключенным к ней анемометром следит за скоростью и направлением ветра. При достижении максимальной рабочей скорости турбина просто поворачивается к ветру обтекаемым боком. Автоматика системы немедленно реагирует на переохлажденный дождь, способный вызвать обледенение. Технология уже запатентована более чем в 120 странах.
Интерес к малым ветровым турбинам растет во всем мире. Многие из компаний, работающих над решением этой проблемы, вполне преуспели в создании собственных оригинальных решений.
Компания Optiwind выпускает оригинальные ветровые установки Optiwind 300 (300 кВт, стоимость - 75 тыс. евро) и Optiwind 150 (150 кВт, стоимость - 35 тыс. евро). Они предназначены для коллективной экономии энергии в поселках и фермерских хозяйствах (рис. 12). Основная идея - сбор энергии ветра наборными конструкциями из нескольких турбин на приличной высоте. Optiwind 300 комплектуется 61-метровой башней, платформа акселератора имеет 13 м в диаметре, а диаметр каждой турбины составляет 6,5 м.
Необычный вид имеет конструкция турбины GEDAYC (рис. 13). Малый вес позволяет турбине эффективно вращать электрогенератор при скорости ветра 6 м/с. Новая конструкция лопастей использует принцип, подобный «системе» воздушного змея. Турбины GEDAYC уже установлены на трех ветрогенераторах мощностью 500 кВт, снабжающих энергией горные выработки. Установка турбин GEDAYC и их опытная эксплуатация показали, что благодаря новой конструкции турбины легче, удобнее в транспортировке и проще в обслуживании.
Компанией Earth Tronics разработан новый тип «домашних» ветряных турбин Honeywell. Система позволяет вырабатывать электроэнергию на кончиках лопастей, а не на оси (как известно, скорость вращения концов лопастей гораздо выше скорости вращения оси). Таким образом, турбина Honeywell не использует редуктор и генератор, как в обычных ветрогенераторах, что упрощает конструк-цию, уменьшает ее вес и порог скорости ветра, при котором ветрогенератор начинает производить электроэнергию.
В Китае создан опытный проект ветрогенератора с магнитной левитацией. Магнитная подвеска позволила снизить стартовую скорость ветра до 1,5 м/с и соответственно на 20 % повысить суммарную отдачу генератора в течение года, что должно снизить стоимость вырабатываемой электроэнергии.
Компания Maglev Wind Turbine Technologies из Аризоны намерена производить ветровые турбины с вертикальной осью Maglev Turbine максимальной мощностью 1 ГВт. Экзотическая модель ветровой турбины выглядит как высотное здание, но по отношению к своей мощности она небольшая. Одна турбина Maglev может обеспечить энергией 750 тыс. домов и занимает площадь (вместе с зоной отчуждения) около 40 га. Придумал эту турбину изобретатель Эд Мазур, основатель компании MWTT. Maglev Turbine плавает на магнитной подушке. Главные компоненты новой установки находятся на уровне земли, их проще обслуживать. В теории новая турбина нормально работает как при крайне слабом ветре, так и при очень сильном (свыше 40 м/с). Компания намерена открыть научные и образовательные центры поблизости от своих турбин.
При изучении творческого наследия гениального русского инженера Владимира Шухова (1853-1939 гг.) специалисты ООО «Инбитек-ТИ» обратили внимание на его идеи использования стальных стержневых гиперболоидов в архитектуре и строительстве.
Потенциал подобных конструкций сегодня до конца не изучен и не исследован. Известно также, что Шухов называл свои работы с гиперболоидами «исследованиями». На основе его идей появилась разработка ветрогенераторов роторного типа абсолютно новой конструкции. Подобная конструкция позволит получать электроэнергию даже при очень малых скоростях ветрового потока. Для запуска из состояния покоя необходима скорость ветра 1,4 м/с. Это достигнуто за счет использования эффекта левитации ротора ветрогенратора. Ветрогенератор подобного типа способен начать работу даже в восходящих потоках воздуха, что имеет место, как правило, рядом с рекой, озером, болотом.
Еще один любопытный проект - ветрогенератор Mobile Wind Turbine - разработали дизайнеры студии Pope Design (рис. 17) . Это мобильный ветрогенератор, расположенный на базе грузовой машины. Для управления Mobile Wind Turbine нужен лишь оператор-водитель. Этот ветрогенератор можно будет использовать в зонах стихийных бедствий, во время ликвидации последствий ЧП и при восстановлении инфраструктуры.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Современное состояние ветроэнергетики, предлагаемые конструкции и технические решения ветрогенераторов и «уплотнителей ветра» позволяют создавать мини-ветроэлектростанции для частного использования практически повсеместно. Порог скорости «трогания» ветрогенератора значительно снижен благодаря техническим разработкам, массогабаритные показатели ВЭУ также уменьшаются. Это позволяет эксплуатировать ветроэнергетические установки в «домашних» условиях.
Светлана КОНСТАНТИНОВА, кандидат технических наук, доцент БНТУ
