Ветрогенератор Онипко для слабого ветра 10. Роторный ветрогенератор


Ветрогенератор своими руками

Роторный ветрогенератор своими руками

В ветрогенераторах промышленного производства обычно используют винтовые пропеллерные двигатели. В отличие от роторных, они имеют весомое преимущество – более высокий КПД. Но винтовые двигатели значительно сложнее изготовить, поэтому если вы хотите сделать ветрогенератор своими руками, а попросту – самодельный ветрогенератор, рекомендуют применять именно роторные двигатели.

 

Свободная энергия своими руками, Энергия ветра, ветрогенератор своими руками,роторный ветрогенератор,самодельный ветрогенератор, ветряк своими руками

 

 

Рис. 1. Схема роторной ветроэлектроустановки:1 — лопасти, 2 — крестовина, 3 —вал, 4 —подшипники с корпусами, 5 — соединительная муфта, 6 — силовая стойка (швеллер № 20), 7 — коробка передач, 8 — генератор, 9 — растяжки (4 шт.), 10 — ступени лестницы.

Важная деталь: ротор необходимо поднять достаточно высоко – на 3-4 метра над уровнем земли. Тогда ротор окажется в зоне свободного ветра, а зона завихрений от обтекаемых ветром строений останется ниже его. ВЭУ, высоко поднятая над землей к тому же будет выполнять функцию молниеотвода, а это для сельской местности немаловажно.

Рис. 2. Крепление лопастей ротора на крестовине:1 — лопасти, 2 — крестовина, 3 — вал, 4 — болты крепления (М12—М14).

В конструкции, предложенной В. Самойловым, ротор имеет 4 лопасти, что обеспечивает ему более равномерное вращение. Ротор как парус корабля – важнейшая часть ветряка. Его форма и размеры лопастей играют особую роль – от них зависит мощность, а также скорость вращения вала ветрового двигателя. Чем больше будет общая поверхность лопастей, которые образуют ометаемую поверхность, тем меньшим будет число оборотов ротора.

Рис. 3. Двухъярусное роторное колесо:1 — подшипник, 2 — корпус подшипника, 3 — дополнительное крепление вала четырьмя растяжками, 4 — вал.

Ротор вращается благодаря аэродинамической несимметричности. Поток ветра, набегающий поперек оси ротора, соскальзывает с округлой стороны лопасти и затем попадает на ее противоположный карман. Разность давлений на округлую и вогнутую поверхности создает тягу, которая, раскручивая ротор, приводит его в движение. Такой ротор имеет большой крутящий момент. Мощность ротора диаметром 1 м соответствует пропеллеру с тремя лопастями диаметром 2,5 м.

При резких колебаниях ветра роторные ветродвигатели обеспечивают более стабильную работу, чем винтовые. К тому же, роторы имеют тихий ход, работают при любом направлении ветра, но при этом могут развивать лишь от 200 до 500 об/мин. При сильных порывах ветра роторные ветроколеса в разнос не идут. Повышение количества оборотов асинхронного генератора не дает рост напряжения на выходе. Поэтому мы не рассматриваем автоматическое изменение угла лопастей ротора при разных скоростях ветра.

Существуют разные виды роторных ветрогенераторов на вертикальном валу. Вот некоторые из них:1. Четырехлопастое роторное ветряное колесо тихоходное, имеет КПД до 15%.2. Двухъярусное роторное колесо немного проще, и имеет более высокое КПД (до 19%), а также развивает большее по сравнению с четырехлопастным, число оборотов. Но, чтобы сохранить прочность и жесткость установки, целесообразно увеличивать диаметр вала. 3. Ротор Савониуса развивает меньшее количество оборотов по сравнению с двухлопастным. Коэффициент применения ветровой энергии не выше 12%. В основном используется для привода поршневых насосов.4. Карусельное ветряное колесо — простейшая конструкция. Колесо развивает малые обороты, а также, имея низкую удельную мощность, обладает КПД — до 10%

Ниже рассмотрим самодельный ветрогенератор, разработанный на основе четырехлопастного ветроколеса.

Лопасти ротора можно сделать из железной бочки на 100, 200 или 500 литров. Бочку нужно разрезать шлифмашиной, а вот резать сваркой в этом случае недопустимо, т.к. металл покоробится от высокой температуры. Усилить борта вырезанной лопасти можно, приварив к ним прутья арматуры или катанки диаметром от 6 до 8 мм.

Лопасти первого ротора нужно прикрепить к 2 крестовинам 2 болтами М12…М14. Верхняя крестовина вырезается и листа стали толщиной 6…8 мм. Между бортами лопастей и валом ротора необходим зазор 150 мм. Нижняя крестовина должна быть более прочной, ведь на нее приходится общий вес лопастей. Чтобы ее изготовить, нужно взять швеллер длиной не меньше 1 м ( что будет зависеть от применяемой бочки), и с высотой стенки 50-60 мм

Строительная часть и главный вал.

В рассматриваемой ВЭУ рама из уголков для закрепления генератора приварена к стойке, изготовленной из швеллера. Нижний конец стойки соединен с угольником, забитым в землю. Вал 3 ротора целесообразней сделать из двух частей, тогда будет удобней растачивать его концы под подшипники. Подшипники в корпусах (буксах), соответствующих по размерам валу, закрепляются на стенке швеллера болтами. Части вала ротора сваривают между собой или соединяют на шпонке. Диаметр вала составляет 35—50 мм.

К одной из полок швеллера рассматриваемого ВЭУ приварены куски труб длиной 500 мм м диаметром 20 мм, выполняющие роль лестницы. Стойка погружена в землю не менее, чем на 1200 мм в глубину, а также для предотвращения качки и дополнительной устойчивости закреплена 4-мя растяжками. Для защиты от ржавчины ветровую энергоустановку можно покрасить алюминиевой пудрой, замешанной на основе олифы.

Рис. 4. Возможные схемы укрепления роторных ветроколес на вертикальном валу:а, б — карусельные ветроколеса; в — ветроколесо Савониуса. Рис. 5. Лопасть ветряка, изготовленная из 1/4 бочки и схема раскроя:1 — отверстие крепления к крестовине, 2 — усиление борта, 3 — контур лопастей.

Электросхема.

Изготавливая своими руками ветрогенератор для дома, проще всего использовать электросистему автомобиля или трактора. Исходя из ее мощности, определяются эксплуатационные возможности ВЭУ. Поэтому необходимо применять электроузлы таких достаточно мощных автомашин, как автобус или трактор. Важно помнить, что использовать подобные узлы необходимо комплектно: аккумулятор, реле-генератор, генератор. Например, для генератора Г 250-Г 1 вполне подойдут реле-регулятор РР 362, а также аккумулятор 6 СТ 75.

Рис. 6. Схема электрооборудования ВЭУ, взятое от автомобильного генератора на 12 В:1 — генератор, 2 — реле-регулятор, 3 — аккумулятор, 4 — амперметр, 5 — выключатель генератора от разряда аккумулятора в безветренную погоду, 6 — выключатель освещения, 7 — предохранитель, 8 — лампочки освещения.

В случае, если ветряк укомплектован автогенератором на 24 В, лучше использовать марку Г-228 с мощностью 1000 Вт. Подобные генераторы имеют более надежное реле напряжения, особенно в сравнении с интегральными регуляторами напряжения марки Я-120. Вместе с тем, постоянное напряжение 12 В, получаемое с автогенератора, не очень удобно для освещения, т.к. необходимо учитывать специфику цоколей автолампы и патронов. Хоть лампочки на 12 В бывают и с обычным цоколем Ц-27, их трудно найти в продаже.

Рис. 7. Схема электрооборудования ВЭУ от автомобильного генератора на 24 В:1 — генератор Г-288, 2 — регулятор напряжения 11.3702, 3 — аккумуляторы 6СТ75, амперметр АП-170, 4 — амперметр, 5 — выключатель генератора от разряда аккумуляторов в безветренную погоду, 6 — выключатель освещения, 7 — предохранитель, 8 — лампочки освещения.

Чтобы перейти от постоянного тока к переменному, нужно изготовить преобразователь напряжения. При необходимости переменный ток без проблем можно превращать в постоянный, используя мостовой выпрямитель.

Преобразователь мощностью 100 Вт позволяет включать две лампочки накала или дневного света по 40 Вт на 220 В. Схема преобразователя довольно проста. Он не требует настройки, достаточно надежен в работе и имеет внушительный КПД (более 80%).

Энергия ветра, альтернативная энергия, роторный ветрогенератор,

свободная энергия своими рукамиветряк своими руками

www.ecotoc.ru

Ветрогенератор Ленца: характеристики, классификация и отличия

Ветрогенераторы Ленца тихоходны и бесшумны. Благодаря магнитному подшипнику генератор обладает легким стартом вращения и высокой износоустойчивостью.

Вертикальный ветрогенератор Ленца можно использовать как единственный источник электроэнергии, так и параллельно с электросетью. Его установка может производиться на любой поверхности, в том числе на крышах домов и на балконах квартир. Лопасти такого ветрогенератора крутятся параллельно земле и направление ветра не имеет значения для их движения.

к содержанию ↑

Принцип действия

Ветрогенератор ЛенцаПринципом действия вертикального генератора является принцип магнитной левитации, закон электромагнитной индукции Лоренца — Ленца. Проще говоря, вместо обычных подшипников, которые часто выходит из строя из-за постоянного механической нагрузки, используются магнитные. Ротор ветряного генератора удерживаются с помощью магнитного поля, то есть фактически висит в воздухе в определённой точке пространства, опираясь на подшипники.

При вращении образуются 3 вида силы: подъёмная, импульсная и простая сила торможения. Благодаря двум первым лопасти устройства крутятся, что способствуют созданию ротором магнитного поля, которое и вырабатывает электричество.

Применение принципа магнитной левитации при создании и способствовало такому названию. Также благодаря применению магнитного подшипника (правило Ленца), такой ветрогенератор является одним из самых эффективных генераторов, который отличается лёгкостью старта вращения и высокой износоустойчивостью.

к содержанию ↑

Достоинства

За счёт магнитной левитации обеспечивается тихоходность и бесшумность установки. Во время работы не вырабатываются электромагнитные излучения.

Необходимая для начала движения установки скорость ветра должна быть не менее 0,17 м/с при этом номинальная достигается при 3, 4 м/с, в отличие от 7, 8 м/с у горизонтальных.

к содержанию ↑

Деление по количеству лопастей

  • Двух или трёх лопастные;
  • Многолопастные (более трёх).

Разница в том, что чем меньше лопастей, тем большую скорость сможет развить установка, но для начала вращения генератору нужен более сильный ветер. И наоборот, для начала вращения ветряному генератору, у которого количество лопастей больше трёх, нужен менее сильный ветер, но большую скорость он сможет развить с трудом.

к содержанию ↑

Преимущества

  1. Лёгкость в обслуживании за счёт того, что устанавливается на низкой высоте;
  2. Длительный срок службы;
  3. Не требуется дополнительное устройство, которое определяет направления ветра и направляет устройство ему навстречу;
  4. Мало движущихся деталей, что уменьшает затраты на ремонт;
  5. Обладает высоким коэффициентом полезного действия, близким к идеальному;
  6. Возможность соорудить подобный ветрогенератор самостоятельно;
  7. Бесшумная работа;
  8. Безвреден для окружающей среды;
  9. Высокая устойчивость к ураганному ветру.
к содержанию ↑

Классификация

к содержанию ↑

1. Ортогональные

Ортогональные вертикально-осевые ветрогенераторыУ таких ветрогенераторов вертикальная ось вращения. Лопасти удалены от оси на определённое расстояние и расположены параллельно ей.

Достоинства: направление ветра не имеет значения, поэтому направляющие механизмы не нужны.

Благодаря вертикально расположенному главному валу такой ветрогенератор прост в эксплуатации, так как установка приводного оборудования может быть произведена на уровне земли.

Недостатки: низкий срок службы опорных узлов. Это объясняется тем, появляются дополнительные нагрузки, так как при вращении ротора направление подъёмной силы от каждой лопасти меняется на 360 ͦ.

У ортогональных ветрогенераторов более массивная лопастная система, чем у горизонтально-осевых.

к содержанию ↑

2. Генератор с ротором Савониуса

Ветрогенераторы с ротором СавониусаОтличается использованием полуцилиндров в качестве лопастей.

Достоинства: высокая технологичность производства и пусковой крутящий момент, а также работа, проходящая на малых скоростях.

Недостатком является большой расход материалов при производстве. Эффективность работы лопастной системы ниже чем у горизонтальных ветряных генераторов.

к содержанию ↑

3. С ротором Дарье

Ветрогенераторы с ротором ДарьеВертикальная ось вращения с двумя — тремя лопастями, представляющих собой плоскую полосу.

Достоинства:

  • Направление ветра не имеет значения;
  • Простота изготовления лопастей;
  • Благодаря вертикально расположенному главному валу такой ветрогенератор прост в эксплуатации, так как можно расположить установку приводного оборудования на уровне земли.

Недостатки:

  • Работа лопастной системы менее эффективна;
  • Низкий срок службы опорных узлов. Это объясняется тем, появляются дополнительные нагрузки, так как при вращении ротора направление подъёмной силы от каждой лопасти меняется на 360ͦ;
  • Невозможен самостоятельный запуск ветрогенератора с двумя лопастями при равномерном потоке.
к содержанию ↑

4. С геликоидным ротором

Ветрогенераторы с геликоидным роторомЯвляется модификацией ортогонального ротора, только срок службы значительно больше, так как из-за закрутки лопастей ротор вращается более равномерно, что снижает нагрузку на опорные узлы.

Недостаток: закрученные лопасти усложняют технологию производства, что повышает цену.

к содержанию ↑

5. Многолопастные с направляющим аппаратом

Многолопастные ветрогенераторы с направляющим аппаратомЭто модификация ортогонального ротора. Отличается наличием двух рядов лопастей. Первый, неподвижный ряд — это аппарат, который захватывает ветровой поток, сжимает его с увеличением скорости и подаёт на второй ряд — вращающийся ротор.

Достоинства:

  • Самая высокая эффективность работы;
  • Работа при низкой скорости ветра.

Недостаток:Используется большое количество лопастей, что способствует высокой цене.

Оцените статью:

Загрузка...

Поделитесь с друзьями:

mirenergii.ru

Эффективность ветрогенератора Онипко для слабого ветра

Современные лопастные ветрогенераторы при небольших ветрах малоэффективны. В то же время есть необходимость получения свободной энергии на малых и средних скоростях ветра — от 2 до 5 метров в секунду.

Для выработки электричества на энергии ветра в тех местах, где нет сильных ветров, разработан ветрогенератор Онипко для слабого ветра, получивший свое название по фамилии изобретателя и руководителя группы украинских инженеров, которые создали это совершенно новый тип ротора. Генератор Онипко работает на скорости ветра от 1 до 20 метров в секунду.

А.Ф. Онипко. Изобретатель придумал новую эффективную ветроустановку

Многие любители свободной энергии, которые интересуются природными ресурсами для получения электричества и других ресурсов, интересуется ветрогенератором, который создал украинский физик Алексей Федорович Онипко. Патент патент UA 102689.Изобретение получило широкую известность в европейских странах, США и Канаде. Неудивительно, что китайские производители исследуют возможности уникального генератора.

Изобретатель работает в академии наук Украины. Это организация не принадлежит к разряду государственных, поэтому со стороны государства нет финансирования. Большая часть инженерных идей разрабатываются с опорой на вероятного заказчика. Одним из таких важных изобретение является ветряк, оснащенный ротором особой формы, созданный лабораторией, работающей под руководством А.Ф. Онипко.

 

Готовые китайские генераторы и другие изобретения в этом китайском магазине. Обратите внимание на ветрогенератор с вертикальным расположением лопастей в том-же магазине.

Характеристики ротора Онипко

Испытания автора изобретения показали, что ротор начинает работать при скорости ветра менее 1 метра в секунду. Классический трехлопастной ветрогенератор, уставновленный на высоте 30 метров, не реагирует на ветер с такой скоростью. В то же время установка Онипко, размещенная на поверхности земли, работает, выдавая энергию. Изготовленные экспериментальные ветроустановки мощностью от 100 до 3000 ватт показали высокий коэффициент использования энергии ветра.

 

Пока читаете, откройте на новой вкладке эту статью по данной теме.

Отдельное преимущество ротора Онипко — его безопасность для птиц. Работает он с низким уровнем шума, имеет необычный и привлекающий внимание, несколько футуристический дизайн. Возможный диапазон мощности ветроустановки Онипко = от 500-10000 ватт.

Реальные испытания изготовленного ветряка Онипко на ветру

 

Чем отличается генератор Онипко от предшествующих ветроустановок?

1. Учитывая, что ротор чувствителен к небольшим ветрам, он позволяет при малых оборотах получать значительные количества электроэнергии. Поэтому работа его не сопровождается заметным шумом. Лопастные и инфразвуковые аналоги действует разрушительно на фауну.

2. Скорость ветра, при которой начинают вырабатываться и достигает стабильных мощностей электричество, находится в небольшом диапазоне от 0,3 до 20 м в секунду. Предшествующие установки реагируют на ветер только при скорости 3-5 м. Реальная выработка электротока начинается от 10 м/сек.3. Коэффициент полезного действия установки Онипко выше, чем у аналогов. Этому благоприятствует особая форма лопастей, который эффективно использует всю поверхность. Преодолевается момент аэродинамического торможения. Эффективность использования ветра приближается к значению 0,9. В тоже время у других ветроустановок этот показатель равен 0,3 — 0,45.4. Нет необходимости строить конструкции для подъема ветроустановки на значительные высоты. Используются ветра, находящиеся близко к поверхности Земли. Кроме того, эффект усиливается за счет использования восходящих ветровых потоков, формирующихся от разности температур.

Структурные особенности и материалы

Ветряк включает ротор, генератор с малым ходом, блок регулировки и узла трансформации движения в электроток с традиционным содержимым — инвертора и аккумуляторного отсека.

ветряк с вертикальными лопастями

 

Параметры лопастей ротора найдены с применением правила золотого сечения.

Для ветряных установок характерно, что если создавать гигантские машины, которые по своим пропорциям повторяют начальную модель, однозначного повышения мощности и не произойдет, поэтому для лучшей конфигурации требуются не только нелинейные расчеты, но и проверки созданных конструкцией в аэродинамической трубе.

Инженеры лаборатории при создании первых моделей преимущества отдавали легким материалом, таким как пластик или композитные материалы. Для рабочих моделей используются и лёгкие металлы. А самые первые модели делались из картона и пенопласта.

 

Есть ли в продаже разработка автора изобретения?

В настоящее время ветрогенератор в продаже не имеется, проводится работа по поиску инвесторов, судя по информации на официальном сайте, уже имеются некоторые договоренности с рядом стран. Вероятнее всего, первые крупные партии ветряка Онипко будут производиться в КНР. Имеется документация в необходимом объеме.

Официальный сайт Онипко

E-mail: [email protected]

izobreteniya.net