Ветрогенераторы для дома своими руками чертежи: Ветрогенератор своими руками. Самодельный ветрогенератор для дома. Чертежи ветрогенератора.

Содержание

Ветрогенератор своими руками. Самодельный ветрогенератор для дома. Чертежи ветрогенератора.

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.

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 – 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%).
Вы можете ознакомиться с видео, на котором показан пример самодельного ветрогенератора. Так же, Вы можете воспользоваться специальным калькулятором для расчета ветрогенератора.

Самодельный вертикальный ветрогенератор: чертежи, размеры, описание изготовления

Вертикальный ветрогенератор своими руками, чертежи, фото, видео ветряка с вертикальной осью.

Ветрогенераторы подразделяются по типу размещения вращающейся оси (ротора) на вертикальные и горизонтальные. Конструкцию ветрогенератора с горизонтальным ротором мы рассматривали в прошлой статье, теперь поговорим о ветрогенераторе с вертикальным ротором.

Рассмотрим преимущества и недостатки вертикального ветряка

Преимущества:

  • Низкий уровень шума – ветровое, колесо практически не издаёт шум и не мешает, нет характерного свиста винта.
  • Простота конструкции – сделать такой ветрогенератор и установить не составит особой сложности.
  • Надёжная конструкция – все узлы компактны, удобны в обслуживании.

Недостатки:

  • Основным недостатком конструкции ветрогенератора с вертикальным ротором являются его низкие обороты, такой ветряк нужно устанавливать в местности с преобладающей скоростью ветра более 4 м/с.
  • Практически нет защиты от ураганного ветра – если в горизонтальном ветряке при урагане автоматически срабатывает складывающийся хвостовик который поворачивает ветроколесо, то в такой конструкции нужно вручную заклинивать ротор, как вариант замыкать контакты на выходе из катушек.

Изготовление вертикального ветрогенератора

Прежде всего, ели вы решили изготовить ветряк с вертикальной осью нужно определиться с генератором. Поскольку вертикальный ветрогенератор низкооборотный, то соответственно понадобится генератор способный выдавать зарядку на аккумулятор при достаточно низких оборотах.

Автомобильный генератор для этой конструкции не совсем подходит, так как он выдаёт зарядный ток при оборотах более 1000 об/мин. Для автомобильного генератора нужно использовать шкив с передаточным числом 4 – 5 и доработать сам генератор.

В качестве генератора практичней использовать аксиальный генератор, его можно изготовить самостоятельно, процесс изготовления описан в этой статье.

Схема аксиального генератора для ветрогенератора.

Аксиальный генератор.

Изготовление ветроколеса

Ветроколесо (турбина) вертикального ветрогенератора состоит из двух опор верхней и нижней, а также из лопастей.

Ветроколесо изготовляется из листов алюминия или нержавейки, также ветроколесо можно вырезать из тонкостенной бочки. Высота ветроколеса должна быть не менее 1 метра.

В этом ветроколесе угол изгиба лопастей задаёт скорость вращения ротора, чем больше изгиб, тем больше скорость вращения.

Ветроколесо крепится болтами сразу к шкиву генератора.

Для установки вертикального ветрогенератора можно использовать любую мачту, изготовление мачты подробно описано в этой статье.

Схема подключения ветогенератора

Генератор подключается к контроллеру, тот в свою очередь к аккумулятору. В качестве накопителя энергии практичней использовать автомобильный аккумулятор. Поскольку бытовые приборы работают от переменного тока, нам понадобится инвертор для преобразования постоянного тока 12 V в переменный 220V.

Для подключения используется медный провод сечением до 2,5 квадрата. Схема подключения подробно описана тут.

Видео где показан ветрогенератор в работе.

описание эффективного ветряка для слабого ветра и изготовление для него ротора своими руками

Ветряки для слабого ветра

Ветроэнергетика, имевшая невысокую ценность в глазах большинства еще совсем недавно, обретает уверенный подъем и рост. Даже в условиях преобладания слабых и умеренных ветров ведутся серьезные разработки, позволяющие использовать неограниченный природный ресурс с максимальной пользой. Создаются новые, более удачные и эффективные образцы конструкции ветряков, дающие возможность предполагать скорое развитие автономных сельских усадеб.

Единственная проблема — высокая стоимость промышленных моделей, ограничивающая спрос на них у населения. В то же время, дороговизна оборудования способствует самостоятельной разработке и изготовлению собственных образцов, позволяющих производить электричество в тех же количествах, или даже больше.

Европейская часть континента Евразия, исключая прибрежные зоны, имеет преобладающие слабые и умеренные ветра. Использование ветряков обычных горизонтальных конструкций в большинстве регионов малоэффективно. Ресурс устройства в таких условиях используется на ничтожно малый процент, поэтому эффективность крайне низка.

При этом, менее производительные в теории вертикальные модели зачастую выигрывают у горизонтальных, так как имеют более приспособленную для слабых потоков геометрию лопастей, не нуждаются в наведении на ветер, что снижает потери.

Тем не менее, разработки в области горизонтальных роторов продолжаются. Созданы различные устройства, дающие высокие показатели на низких скоростях вращения. Основные направления исследований:

  • создание генератора, дающего высокую производительность при низкой скорости вращения
  • изготовление оптимальной для слабых потоков конструкции крыльчатки, способной уверенно вращаться при слабом ветре

Решение вопроса возможно только при одновременном развитии в обоих направлениях, так как ветрогенератор представляет собой комплекс оборудования, работающий в единой системе. Слабый элемент в комплексе снижает его эффективность, что вынуждает подбирать оборудования в максимальном соответствии всех узлов и деталей.

Ветрогенератор конструкции Онипко

Интересное решение предложил украинский физик Алексей Онипко. Конструкция горизонтального типа представляет собой пространственную фигуру, внешне напоминающую гигантское сверло. Впервые увидевший этот ротор человек испытывает эстетическое удовольствие, настолько он красив в своей сложности и элегантности. Между тем, устройство предназначено далеко не для декоративных целей.

Крыльчатка начинает вращаться уже при скорости ветра 0,3 м/с, делая устройство необычайно чувствительным. Кроме того, отсутствие разрывов значительно снижает шум, возникающий при работе таких устройств. Ротор Онипко практически бесшумен. Также удачно найдена конструкция, использующая поток ветра в пределах окружности крыльчатки целиком.

Разработка коллектива Онипко (он работает не в одиночку, трудится целый коллектива) получила широкое признание на Западе. Так, в 2013 году конструкция получила Гран-при на Всемирном конкурсе в Нюрнберге, была признана наиболее удачной и эффективной разработкой в мире.

Мировое признание, тем не менее, не способствует пока еще массовому производству ветряка. Разработка находится в стадии подготовки к производству, ведется поиск инвесторов. При этом, отдельные устройства, созданные по схеме Онипко, создаются и успешно работают в некоторых установках.

Принцип работы

Принцип действия ротора Онипко основан на классических аэродинамических посылках. Изменения коснулись самой идеи вращающихся лопастей. Они превращены в сплошное полотно, не имеющее разрывов в плане, но вытянутое в боковом сечении в конус. В результате получается крыльчатка, максимально эффективно контактирующая с потоком ветра.

Площадь контакта имеет наиболее высокую величину из возможных, что позволяет получить высокочувствительный ротор. Параметры спирали оптимальным образом взаимодействуют с потоком, позволяя получить устойчивое вращение при слабых ветрах и вполне уверенно чувствовать себя при скорости ветра, близкой к 40 м/с.

В остальном ветрогенератор Онипко не отличается от обычных устройств подобного типа — крыльчатка воздействует на генератор, который заряжает аккумуляторные батареи. Заряд батарей через инвертор подается на приборы потребления. Единственным дополнением является электронный блок, установленный перед выпрямителем и преобразующий частоту в более удобные для аппаратуры 50-100 Гц. Стандартные параметры тока — 220 В 50 Гц — достигаются при скорости вращения в 150 об/мин.

Согласно расчетным данным, ветрогенератор Онипко способен развивать от 50 до 10000 Вт мощности. При этом, простым увеличением диаметра крыльчатки обойтись невозможно.

По утверждениям разработчиков, каждый типоразмер проходит специальные испытания в аэродинамической трубе и корректируется по итогам испытаний. Это свидетельствует о том, что точной математической модели установки еще не существует, приходится уточнять параметры на практике.

Тем не менее, созданные образцы демонстрируют высокие показатели, признанные всеми специалистами в этой области, что дает основания предполагать скорое теоретическое обоснование и описание формы лопастей. Такое обоснование необходимо для производства, иначе изменение размеров может стать причиной ухудшения аэродинамики ротора.

Противоречивость конструкции

Споры о возможностях конструкции Онипко выдавать заявленные параметры на практике ведутся практически с первых дней появления разработки. Мнения специалистов разделились на горячих сторонников изобретения и не менее убежденных противников. Аргументы приверженцев конструкции уже изложены, поэтому следует прислушаться к доводам противников разработки.

Прежде всего, критике подвергают диапазон скоростей ветра. Здесь аргументы весьма серьезны, так как в расчете мощности крыльчатки участвует квадрат скорости. Слишком малые значения способны настолько снизить эффективность, что никакая конструкция не увеличит ее. Кроме того, все параметры, заявленные конструктором, учтены без нагрузки. Противники конструкции видят в этом единственное объяснение — ротор под нагрузкой вращаться не будет.

Вторым сомнительным моментом представляется утверждение о высоком коэффициенте использования энергии ветра. Здесь крыльчатка рассматривается как вариант парусного ротора с неизменяемой геометрией лопастей. С этой точки зрения ротор Онипко является устройством, предназначенным для использования со строго определенной скоростью потока.

Величина поверхности соприкосновения с ветром также не имеет важного значения, поскольку поток не создает фронтальной нагрузки, а обтекает лопасти, поэтому воздействие косвенное. Отсутствие точных данных о мощности и подтверждающих это мероприятий нет.

Эти доводы относятся к наиболее серьезным и подтверждаемым математически. Противники конструкции также высказывают вполне обоснованные возражения против других утверждений разработчиков конструкции об универсальности крыльчатки, ее огромном потенциале и диапазоне мощности. Если учесть, что расчетный КПД любого ветрогенератора не может превышать 53 %, то многие заявления конструкторов представляются слишком смелыми, преувеличенными.

Основная причина сомнений — закрытость подробной и точной информации по ветряку. Нет промышленных образцов, не существует точной математической модели крыльчатки. Купить готовую установку невозможно, на обращения коллектив создателей устройства реагирует уклончиво и туманно.

По мнению многих, это выглядит довольно странно. Подозревают, что данная разработка не более, чем коммерческий прием, создающий шум из ничего. Тем не менее, существуют ролики, демонстрирующие работу ротора в достаточно сложных условиях. Практика покажет, насколько правы те и другие.

Чертежи ротора

Изобретатель не предоставляет подробные чертежи своих разработок, но в качестве модели для построения лопастей использован принцип математической спирали:

Именно по этой кривой строится каждая из трех лопасть крыльчатки, в сумме образуя сплошную поверхность, близкую по очертаниям при взгляде сбоку к форме конуса. Спираль строится на основе золотого сечения, три лопасти образуют угол между осями в 120°. Конструкторы считают возможным использование множества вариантов изготовления лопастей, главным условием считая использование архимедова винта в качестве основы.

Такое обилие возможностей увеличивает шансы самодеятельных изготовителей ветряков, нуждающихся в создании устройства для своих нужд.

Ветрогенератор Онипко своими руками

Создание ротора Онипко для своих нужд — достаточно сложная задача. Конструкторы в качестве генератора используют мотор-колесо, что имеется в наличии не у всех. Но основная проблема, встающая перед самодеятельным изготовителем — создание сложных криволинейных поверхностей, их точное соединение и качественная балансировка колеса.

Для создателя подобной конструкции наиболее правильным вариантом станет создание качественного шаблона и создание крыльчатки из стеклопластика. Эта методика позволит изготовить легкое и достаточно точно выполненное колесо. Сами разработчики первые рабочие модели создавали из пенопласта и стеклоткани, поэтому наиболее разумно будет последовать их примеру.

Представляется нерациональным создавать ротор малой площади. Учитывая угол наклона потока по отношению к точкам поверхности лопастей, следует создать достаточно большое колесо, способное развивать мощность, соответствующую потребностям генератора. Использование мотор-колеса, которое применили конструкторы, не обязательно, можно приспособить любой тихоходный образец, не создающий значительной нагрузки на валу ротора.

Создание рабочей модели ротора Онипко — сплошной эксперимент от начала до конца. Отсутствие точных данных или чертежей открывает путь для творческой фантазии. Вполне возможно, что кому-нибудь удастся создать модель, полностью подтверждающую заявленные показатели и наглядно демонстрирующую возможности устройства.

Рекомендуемые товары

схема и чертеж, инструменты и материалы, подробная инструкция

Один из простых способов получить дешёвую электроэнергию — ветрогенератор. Его необязательно покупать, можно построить своими руками, используя правильно составленные чертежи и схемы, детали и материалы.

Принцип работы ветрогенератора

Принцип действия ветрогенератора прост: ветер приводит в движение лопасти, вращающие ротор турбины, который преобразует энергию ветра в механическую. Ветровые турбины бывают:

  • с роторами горизонтальной оси;
  • с роторами вертикальной оси.

Преимущество последних в том, что они работают независимо от направления ветра и его силы. Мощность, генерируемая самодельным ветрогенератором, составляет от 100 до 6000 Вт. Минимальная скорость, при которой турбина может начать вырабатывать электроэнергию — 2,5-3 м/с, но для достижения номинальной мощности необходима скорости ветра от 10 м/с.

Ротор обычно вращается со скоростью 15–20 об/мин, тогда как типичный асинхронный генератор вырабатывает электричество со скоростью более 1500 об/мин. Для самодельного ветряка подойдёт автомобильный генератор на 12 вольт.

Принцип работы ветрогенератора

Как сделать ветрогенератор своими руками

Основой создания ветрогенератора является грамотно сделанный проект и подготовленный чертёж. Это очень важно, потому что без чёткого представления о том, как должен выглядеть прибор, будет трудно построить его правильно, не нарушив порядок монтажа всех элементов.

Чертежи и схемы

Начинать нужно с составления общего эскиза ветротурбины, пометив ключевые элементы: башню, генератор, деревянное основание, лопасти и ступицу, которая соединяет их вместе. Самостоятельно составленная схема может быть не сильно подробной: в этом нет необходимости. Её следует использовать для общего представления о том, каким будет расположение различных частей ветряного двигателя, и как конструкция будет выглядеть на завершающих этапах.

Схема сборки ветроэлектрического генератора

После подготовки схемы нужно выставить правильные размеры ветрогенератора. Они должны включать в себя высоту, длину и ширину деревянного основания, которое соединяет генератор и хвостовой плавник с башней. Также определить размеры для лопастей из металлических труб или труб из ПВХ, в зависимости от того, какой материал будет использоваться. Отдельные измерения нужны для хвостового плавника: высота, ширина и длина, а также диаметр – для лезвий, которые определяют размер ветровой турбины.

После того как будет готов чертёж и черновой набросок устройства с выставленными размерами, можно переходить к подготовке материалов и инструментов для работы.

Необходимые инструменты и материалы

Для изготовления самодельного ветряка потребуются такие детали:

  • ротор с лопастями;
  • редуктор для регулирования скорости вращения ротора;
  • гелевый или щелочной аккумулятор для питания электроприборов;
  • инвертор для трансформации тока;
  • хвостовая часть;
  • мачта.

Ротор с лопастями можно сделать самостоятельно, тогда как остальные элементы, вероятно, придётся купить или собрать из необходимых деталей. Кроме этого, для сборки самодельного ветряка потребуются такие инструменты и материалы:

  • пила по дереву;
  • ножницы по металлу;
  • горячий клей;
  • паяльник;
  • дрель.

Обязательно нужны винты и болты для соединения лезвий со ступицей и для скрепления металлической трубы с деревом.

Лопасти для ветрогенератора своими руками

Изготавливая лопасти самостоятельно, стоит особое внимание уделить соблюдению заданной чертежом формы изделий. Лопасти могут быть крыльчатого или парусного типа. Второй более прост в изготовлении, но имеет невысокий КПД, что делает его неэффективным в самодельных ветрогенераторах даже средних размеров.

Для изготовления лопастей самодельного ветрогенератора подойдут такие материалы как:

  • пластик;
  • дерево;
  • алюминий;
  • стекловолокно;
  • поливинилхлорид.

Устройство лопастной части ветрогенератора

Если выбирать поливинилхлорид, то для создания лопастей отлично подойдут ПВХ-трубы диаметром от 160 мм. Пластик и дерево — менее износостойкие материалы, которые под воздействием осадков и сильного ветра через несколько лет придут в негодность. Оптимальный вариант — алюминий: он прочный и лёгкий, устойчивый к разрыву и залому, невосприимчивый к влаге и повышенным температурам.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Когда все чертежи будут составлены, а материалы и инструменты подготовлены, можно начинать собирать ветрогенератор своими руками, руководствуясь следующим порядком:

  1. Подготовить бетонный фундамент. Глубина ямы и объём бетонной смеси рассчитывается исходя из типа грунта и климатических условий. После заливки фундаменту нужно несколько недель, чтобы набрать нужную прочность. Только после этого можно устанавливать в него мачту на глубину 60-70 см, закрепив её растяжками.
  2. Поместить подготовленные лопасти в трубу, закрепить их с помощью винтов и гаек на втулке, на которую будет установлен двигатель.
  3. Расположить диодный мост рядом с двигателем и закрепите его с помощью саморезов. Подсоединить провод от двигателя к диодному мосту «плюс», а другой провод к отрицательному мосту.
  4. Закрепить вал двигателя, надеть на него втулку и плотно затянуть её против часовой стрелки.
  5. Уравновесить основание трубы с прикреплённым к нему двигателем и валом и отметить точку баланса.
  6. Закрепить основание прибора болтами.

Ветрогенератор может прослужить гораздо дольше, если покрасить не только лопасти, но основание, вал и крышку двигателя. Чтобы включить установку потребуется комплект проводов, зарядное устройство, амперметр и аккумулятор.

Подготовка автомобильного генератора

Для того чтобы сделать ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора? потребуется установка силой от 95A с напряжением 12 В. При 125 оборотах в минуту он вырабатывает 15,5 Вт, а при 630 оборотах этот показатель составит 85,7 Вт. Если говорить о нагрузке в 630 об/мин, то вольтметр покажет 31,2 вольт, а амперметр – 13,5 ампер. Таким образом, мощность генератора составит 421,2 Вт. Для достижения этого показателя необходимо использовать неодимовые магниты, которые в 7 раз эффективнее, чем ферритовые.

В начале подготовки автомобильного генератора нужно удалить роторную обмотку магнитного возбуждения и электронные щётки с коллектором. На место кольцевых ферромагнетиков нужно установить неодимовые магниты в количестве 3 штук, размер каждого из них должен составлять 85 х 35 х 15 миллиметров. Недостатком использования мощных магнитов может стать «залипание», затрудняющее движение вала. Для его уменьшения магниты должны размещаться под небольшим углом относительно друг друга.

Перед запуском генератора, его нужно протестировать на токарном станке, раскрутив вал до 950–1000 об/мин. Если устройство работает нормально, отдача будет составлять не менее 200 Вт. В большинстве случаев подойдёт классическая силовая установка с вертикальной осью: она характеризуется низкими оборотами и бесшумностью.

В процессе эксплуатации ветрогенератора рекомендуется периодически проверять надёжность креплений у основания мачты, смазывать подшипники поворотного устройства, проводить балансировку наклона установки. Раз в полгода рекомендуется проверять и менять электроизоляцию, которая нередко повреждается из-за использования в неблагоприятных условиях.

Самодельный ветрогенератор, собранный из автомобильного генератора и простых деталей, способен обеспечить электроэнергией небольшой дом и стать автономным резервным источником питания. Экологически безопасный и нетребовательный в обслуживании, он окупится в течение 2–4 лет в зависимости и прослужит десятки лет.

Делаем для дачи вертикальный ветрогенератор своими руками

Пожалуй, ни один дачник не будет спорить с тем, что сегодня необходимо иметь какой-либо альтернативный источник электроэнергии, ведь свет могут отключить в любую минуту. Большую популярность, как источник бесплатной энергии, сегодня получили самодельные ветрогенераторы. Разнообразные модели таких устройств предлагаются на рынке, а в интернете можно увидеть схемы, чертежи и видео, позволяющие собрать их своими руками.

Стоит отметить, что самодельный ветрогенератор будет очень полезен даже при его небольшой мощности. Уже одно то, что среди кромешной тьмы дача будет освещена, и можно будет без проблем посмотреть телевизор или зарядить мобильное устройство, подстрахует от неприятностей и поднимет престиж перед соседями.

к содержанию ↑

Три маленьких секрета

Первый секрет заключается в том, на какую высоту будет установлен самодельный ветрогенератор. Понятно, что проще смонтировать его на высоте нескольких метров от земли, но и толку от него тогда будет не особенно много. Следует учитывать, что чем выше ветрогенератор, тем сильнее ветер, быстрее крутятся его лопасти, и тем больше энергии можно получить от сделанной своими руками электростанции.

Второй секрет заключается в выборе АКБ. В интернете советуют не мудрить и ставить автомобильный аккумулятор. Да, это проще и, на первый взгляд, дешевле. Но, необходимо знать, что автомобильные аккумуляторы следует устанавливать в хорошо проветриваемом помещении, они требуют ухода, а их срок службы не превышает 3-х лет. Будет лучше приобрести специальный аккумулятор. Хотя он и стоит дороже, но это себя оправдает.

Третий секрет, какой ветрогенератор лучше подходит для изготовления своими руками — горизонтальный или вертикальный? У каждого варианта свои достоинства и недостатки. Мы рассмотрим ветрогенераторы вертикального типа, принцип работы которых показан на рис.2.

Сначала о недостатках: вертикальный ветрогенератор имеет низкий КПД по сравнению с горизонтальными моделями, на его сборку уходит больше материалов, что, соответственно, ведёт к удорожанию конструкции. С другой стороны, вертикальные ветряки могут работать при более слабом ветре, чем их горизонтальные аналоги, что компенсирует их невысокий КПД. Их не требуется поднимать на слишком большую высоту, они проще и дешевле при монтаже и установке, что сводит на нет разницу в стоимости материалов.

Немаловажным фактором является и то, что вертикальный ветрогенератор надёжнее при резких порывах ветра и ураганах, так как его устойчивость растёт с повышением скорости вращения. Кроме того, вертикальные конструкции практически бесшумны, что позволяет устанавливать их в любом месте, вплоть до крыши жилого дома. Всё вышеперечисленное ведёт к тому, что эти установки пользуются растущим спросом и выпускаются в различных модификациях, применительно к требуемой мощности и ветрам, преобладающим в определённых регионах, с чем, кстати, можно ознакомиться на видео ниже.

к содержанию ↑

Простейшая конструкция

Маломощный вертикальный ветрогенератор нетрудно собрать своими руками из, без преувеличения, бросовых материалов: большой пластиковой бутылки или жестяной банки, стальной оси и старого электромотора. Достаточно пополам разрезать банку или бутылку и закрепить эти половины на связанной с генератором оси вращения (рис.3). Такой вертикальный ветряк несложно сделать разборным и брать его с собой на рыбалку или в поход, где он не только осветит место ночлега, но и позволит подзарядить телефон или другое мобильное устройство.

к содержанию ↑

Собственная электростанция для дачи

А вот изготовление более мощного ветрогенератора придётся начать с покупки ведра и это не розыгрыш. Да, для начала, придётся купить обычное оцинкованное ведро. Это, конечно, в том случае, если такое прохудившееся ведро не завалялось где-либо в сарае. Размечаем его на четыре части и делаем ножницами по металлу прорези, так, как это показано на рис.4.

Ведро крепится за днище к шкиву генератора. Крепить следует четырьмя болтами, расположив их строго симметрично и на одном расстоянии от оси вращения, что позволит избежать дисбаланса.

Итак, практически всё готово, осталось выполнить следующие действия:

  1. Отогнуть металл на прорезях, чтобы получить лопасти. Если чаще всего господствует сильный ветер, достаточно слегка отогнуть бока. Если ветер слабый, отогнуть можно и посильнее. В любом случае, величину изгиба можно отрегулировать позднее;
  2. Соединить все необходимые приборы (кроме генератора) так, как это показано на рис.5;
  3. Закрепить генератор с идущими от него проводами на мачте;
  4. Укрепить мачту;
  5. Подсоединить провода, идущие от генератора, к контроллеру.

Всё. Изготовленный своими руками ветрогенератор готов к работе.

к содержанию ↑

Электрическая схема

Рассмотрим подробнее электрическую схему. Понятно, что ветер может в любую минуту прекратиться. Поэтому ветрогенераторы не подключают напрямую к бытовым приборам, а вначале заряжают от них аккумуляторные батареи, для обеспечения сохранности которых, применяется контроллер заряда. Далее, учитывая то, что АКБ дают постоянный ток малого напряжения, в то время как практически все бытовые приборы потребляют переменный ток напряжением 220 вольт, устанавливается преобразователь напряжения или, как его ещё называют, инвертор и только потом подключают всех потребителей.

Для того чтобы ветрогенератор обеспечивал работу персонального компьютера, телевизора, сигнализации и нескольких энергосберегающих ламп достаточно установить аккумулятор ёмкостью 75 ампер/час, преобразователь напряжения (инвертор) мощностью 1,0 кВт, плюс генератор соответствующей мощности. А что ещё нужно, когда отдыхаешь на даче?

к содержанию ↑

Подведём итоги

Вертикальный ветрогенератор, который можно сделать по приведённым выше инструкциям, может работать при довольно слабом ветре и независимо от его направления. Его конструкция упрощается за счёт того, что в ней отсутствует флюгер, разворачивающий по ветру винт горизонтального ветрогенератора.

Основным недостатком вертикально-осевых ветряных турбин является небольшой КПД, но это искупается рядом других преимуществ:

  • Скорость и простота сборки;
  • Отсутствие ультразвуковой вибрации, характерной для горизонтальных ветрогенераторов;
  • Нетребовательность к техническому обслуживанию;
  • Достаточно тихая работа, позволяющая установить вертикальный ветряк практически в любом месте.

Конечно, сделанный своими руками ветряк может не выдержать излишне сильного ветра, который окажется способным сорвать ведро. Но это не проблема, просто придётся купить новое или приберечь где-либо в сарае отслужившее свой срок старое.

На видео ниже можно посмотреть как запитываются бытовые приборы на даче. Правда, ветрогенератор здесь сделан не из ведра, но тоже своими руками.

Ветрогенератор своими руками | ВЕТРОДВИГ.RU

Делаем ветряк на даче своими руками – чертеж и методика.

Этот маленький ветряк роторного типа, изготовленный своими руками в домашних условиях из подручных средств, очевидно, не может снабдить работу электроприборов в коттедже. Однако ему полностью по силам малые дачи, загородные дачные домики, для которых требуется маленькое численность энергии.


Например, для освещения хозяйственных зданий или дачного участка вечерком. Чертежи и схемы дачного ветрогенератора размещены внизу статьи. Как изготовить ротор Сначала изготавливаем ротор и переделываем шкив генератора. Итак, забираем ведро и делим его на 4 однообразные доли, при поддержке рулетки и маркера или хоть какого иного подручного и обычного всем карандаша, делаем разметку лопастей, как показано на рис. 1, и вырезаем, пере сиим просверлив отверстия для вставки ножниц. Если режете болгаркой, то смотрите за тем чтоб не перегреть металл( это, естественно, нереально, ежели ведро из покрытой цинком стали или крашеной жести).

 Порядок работ над ветрогенератором

Ведро станет прикреплено к генератору 4 болтами( к дну и шкиву), потому СИММЕТРИЧНО( это чрезвычайно принципиальное для предстоящей трудоспособности ветряка ограничение) разметьте места для болтов Мб на шкиве и на дне. Это необходимо изготовить для такого, чтоб избежать дисбаланса при работе. ныне осталось предпринять 10 шагов — и изготовленный своими руками ветрогенератор готов. Рассмотрим эти шаги поэтапно: Отогнем лопасти на ведре( незабудьте и непременно учитывайте направленность вращения ветро-генератора, чаще только он вертится по часовой стрелке), но не в особенности круто, чтоб избежать мощных порывов. Закрепите болтами к шкиву ведро. Подсоедините к генератору провода( до перепишите схему и маркировку контактов а еще цвета проводов). Соберите цепь. Закрепите ветрогенератор к мачте. Закрепите провода к генератору и мачте. Соедините ветрогенератор в цепь. Подсоедините батарея в цепь проводами 4 мм2( длиной не большеодного метра).

Подключаем нагрузку проводами сечением до 2, 5 мм2( объяснение, электроприборы). Также разрешено определить преобразователь( инвертор) 12-220В на 700-1500 Ватт ( включив в цепь к контактам 7, 8 проводом 4 мм 2 длиной не наиболее 1 м). Все – ветряк сделан… Скорость вращения разрешено задавать углом изгиба лопастей. Самодельный ветряк( ветрогенератор) в работе На таком ветряке( с инвертером 1000 Вт и аккумом 75 А) может действовать внешнее объяснение на энергосберегающих лампах по 11-15 Вт( автоматика чрез фотоэлемент), доборная зарядка авто аккума, обогрев и освещение сараев и разных хозпостроек, аварийное освещение дома на светодиодах и таковых же лампах, охранная сигнализация и видеонаблюдение, телек и индивидуальный компьютер. Правда, для этого будет необходимо изготовить отдельную группу при монтаже проводки дома.

Преимущества и недочеты, плюсы и минусы такового ветрогенератора

Два основных плюса такового мини-ветряка явны — стремительность сборки и бережливость. Для его производства не необходимы мачты и лопасти флюгерного типа. Кроме такого, при его работе отсутствует ультразвуковая вибрация, как от пропеллера. Работает такое приспособление довольно бесшумно. В целом ветряк нетребовательный в обслуживании, его просто починить в случае необходимости. Единственный недочет — небольшой ветряк не способен терпеть порывы ураганного ветра( может содрать ведро, но его просто сменить). В то же время нужно держать в голове, что это маломощное приспособление, и при подключении мошной перегрузки(> 1 кВт) становится( в этом случае нужен редуктор и ротор большего размера).

Понравилось это:

Нравится Загрузка…

Похожее

Ветрогенератор своими руками — расчеты, чертежи, изготовление


Человек использует ветер уже несколько тысяч лет. Скорей всего, это началось с изобретения паруса. Несколько позже ветер стали использовать для привода ветряных мельниц, а с прошлого века — для выработки электричества. Получение энергии от ветросиловых установок является чрезвычайно заманчивой, но и весьма сложной технической задачей. В настоящее время имеется несколько вариантов технических конструкций ветрогенератора своими руками, хорошо зарекомендовавших себя на практике.
Ветер — поток воздушных масс над земной поверхностью. Он возникает из-за неравномерного нагрева этой поверхности солнечными лучами. Воздух из областей повышенного давления перемещается в направлении областей низкого давления. На скорость ветра влияют характер земной поверхности, протяжённость воздушного потока над этой поверхностью и различные природные и искусственные препятствия, такие как холмы, высокие деревья, здания. Среднегодовая скорость ветра для конкретной местности характеризует энергетический ветровой потенциал района. Эту скорость определяет среднеарифметическое значение скоростей за периоды, например, за месяц, сезон и год. Россия располагает значительными ветровыми ресурсами. Особенно они велики по всему морскому побережью и на территории юга нашей страны (рис. 1). Регионы со среднегодовой скоростью ветра 3,5-6 м/с и выше считаются вполне перспективными для строительства ветроэлектрических установок (ВЭУ).
Если выяснится, что в месте предполагаемой установки ветрогенератора нет достаточно сильных ветров, то и не будет никакого смысла в её сооружении.

Второй вопрос — насколько мощным сделать ветрогенератор. Очевидно, что все энергетические проблемы исключительно с его помощью решить не удастся. Скорость ветра изменчива не только в зависимости от сезона, но и от времени суток, поэтому энергию необходимо запасать и бережно её расходовать. А лучше всего использовать различные источники совместно, например, ветряк и солнечные батареи (рис. 2).


Правда, многие самодельщики готовы собирать ветровую установку своими руками даже только для того, чтобы заряжать аккумуляторы своего карманного гаджета. Это будет просто хобби. Но вот если вообще нет электроэнергии и перспективы её туда провести совершенно нереальны, то постройка ветрогенератора своими руками окажется полезной.

Расчет установки ветрогенератора


Простейшие расчёты помогут определить реальные возможности установки. Существует показатель, который позволит оценить, какую часть энергии воздушного потока можно использовать с помощью ветроколеса. Его называют коэффициентом использования энергии ветра (Е). Коэффициент использования энергии ветра Е зависит от типа ветродвигателя, качества его изготовления и других параметров. Лучшие быстроходные ветродвигатели с обтекаемыми аэродинамическими лопастями имеют значение Е = 0,43-0,47. Это означает, что ветроколесо такой ВЭУ может полезно использовать 43-47% энергии воздушного потока.

Максимальное теоретически вычисленное значение Е = 0,593, но на практике получить его невозможно.

Мощность ветроколеса на валу без учёта потерь в передачах и подшипниках можно подсчитать по формуле:

р — массовая плотность воздуха, равная при нормальных условиях 0,125 кг*с2/м4,
V — скорость ветра (м/с),
Р — ометаемая ветроколесом поверхность (м2),
Е — коэффициент использования энергии ветра.

Рассчитать площадь, ометаемую воздушным колесом, можно по формуле:


Для нормальных условий (температура — 15°С и давление — 760 мм рт.ст.) мощность можно рассчитать по упрощённым формулам в лошадиных силах и в киловаттах:

D — диаметр ветроколеса (м).

Сделать ветряк малого диаметра, стабильно работающий при малых ветрах, — сложная задача. Воздушный винт получает 75% энергии с кольцевой области ометания от 0,5 до 1,0 радиуса. В связи с этим наименьший диаметр пропеллера, выгодного с точки зрения использования ветра со скоростью 4 м/с, должен быть не менее 4,5 м. Для малых ветров предпочтительнее оказываются тихоходные многолопастные винты.

Для ветроэлектростанции применяют генераторы переменного или постоянного тока. В самодельных ВЭУ очень часто используют генератор от современного автомобиля. Несмотря на то что они вырабатывают переменный ток, любой из них не очень подходит для этой цели, так как требует высоких оборотов и подмагничивания обмотки возбуждения. А генераторы постоянного тока вообще плохо работают при медленном вращении и даже на номинальных оборотах имеют небольшую мощность (100-200 Вт).

Самодельный ветрогенератор из асинхронного двигателя


Гораздо лучшие результаты можно получить с помощью переделанного асинхронного электродвигателя, снабдив его ротор постоянными магнитами. Эти двигатели не имеют никакой обмотки в роторе, а только металлические пластины. Если к ротору прикрепить постоянные магниты, то получится трёхфазный генератор удивительно прочной и долговечной конструкции, способный отдавать токи в десятки ампер при низких скоростях вращения.

Однако при высоких оборотах из-за большого тока начинают греться обмотки статора. В таком случае провод этих обмоток лучше заменить на другой — с большим сечением.

В трёхфазном генераторе переменного тока имеются 3 обмотки, соединить которые можно по схеме «треугольник» или «звезда». Треугольное соединение позволяет получить большой ток при меньшем напряжении, чем у соединения в звезду. Звезда наоборот даёт большее напряжение при меньшем токе. Трёхфазные генераторы намного эффективнее однофазных и генераторов постоянного тока. Это доказал ещё Никола Тесла.

Любой ветроагрегат требует защиты от шквальных порывов ветра. Вместо сложной системы поворота лопастей всё чаще используют механизм разворота всего колеса под углом к воздушному потоку.

Преобразование переменного тока в постоянный (который необходим для зарядки аккумуляторов) легко произвести с помощью полупроводниковых диодов, включённых по мостовой схеме (см. рис. 3). Если же вам потребуется напряжение стандартной электросети 220 В частотой 50 Гц, то в качестве инвертора используйте обычный компьютерный блок бесперебойного питания. Новый блок стоит дорого, но поскольку нам потребуется лишь повышающий инвертор, то можно использовать и списанный. Достаточно к нему вместо внутреннего подсоединить аккумулятор ветряка. Мощности UPS 1000 или UPS 5000 будет более, чем достаточно.

Расчет лопастей ветрогенератора


Крепление лопастей к втулке позволяет перемещением их балансировать ветровое колесо в сборе.

Примером простейшей, но вполне работоспособной ВЭУ может служить конструкция французского умельца (фото 1). Его шестилопастное ветряное колесо, лопасти которого хомутами прикреплены к металлическим пруткам (фото 2), соединённым электросваркой с общей втулкой (рис. 4), насаживается на ось электрогенератора.

Рис. 4. Втулка ветрового колеса.



Аэродинамический руль устанавливает колесо строго к ветровому потоку.

Для автоматической ориентации лопастей на ветер служит аэродинамический руль, прикреплённый к поворотной трубе силового узла установки (фото 3). Подшипники поворотного устройства обеспечивают поворот ветроколеса с генератором на опорной мачте при изменении направления ветра.

Лопасти и аэродинамический руль выпилены из фанеры толщиной 10 мм. Консоль кронштейна крепления пера руля при порывистом ветре испытывает большие нагрузки, и потому её изготовили из заготовки толщиной в 15 мм. Готовые лопасти и руль мы видим на фото 4. Выкройки этих деталей представлены на рис. 5-8. Хотя лопасти и имеют плоский профиль, но их кромки должны быть обработаны в соответствии с рисунками.




Фото 6.Доработка ротора асинхронного электромотора позволяет получить эффективный генератор переменного тока для ветроустановки.
Фото 7. Переделать ротор можно двумя способами. Первый — это наклеить магниты на механически обработанный ротор двигателя. И второй способ — из стальной ленты по деревянной оправке сделать новый ротор, на который так же наклеить магниты.

Фото 8Катушки полюсов статора лучше сразу перемотать проводом большего сечения.





Ветровое колесо имеет 6 лопастей. Однако всего их было изготовлено 9. Три коротких лопасти необходимы для замены трёх полноразмерных лопастей на время сезона сильных ветров (фото 5). Балансировку ветрового колеса можно произвести перемещением лопастей по пруткам от втулки или ближе к ней.

Пожалуй, самой трудоёмкой будет переделка асинхронного электродвигателя в трёхфазный генератор. Двигатель мощностью 150 Вт и выше, рассчитанный на работу от сети 220 В при частоте 50-60 Гц, после переделки сможет в качестве генератора ветроустановки отдавать в нагрузку ток до десятка ампер при напряжении не ниже 12 В.

Главной переделке в будущем генераторе подвергается ротор. После разборки электромотора тело ротора протачивают и фрезеровкой пазов разделяют на несколько сегментов. В нашем случае их шесть. На каждом сегменте размещены постоянные магниты (см. рис. 9). Их прикрепляют по 6 шт. на каждый полюс ротора (всего их 36) прочным эпоксидным клеем (фото 6). Количество полюсов магнитов на роторе не должно быть кратным количеству катушек на статоре. Это исключит трудный пуск ветроколеса из-за «залипання» магнитов ротора на статорных полюсах.

Есть и второй способ переделки ротора — это сделать из стальной полосы нужного диаметра цилиндр (по деревянной оправке) и на него наклеить магниты (фото 7).

Собирать обмотки полюсов статора при работе генератора на зарядку аккумулятора лучше в треугольник, а при прямой нагрузке большим током — в звезду. Катушки статора в любом случае лучше перемотать проводом большего сечения (фото 8). Это уменьшит потери на нагрев.

Ветроэлектрические установки, работающие параллельно с другими установками, использующими возобновляемые источники энергии (солнечные батареи, гидрогенераторы, тепловые насосы и пр.), вполне могут обеспечить энергоснабжение жилого дома или небольшого хозяйства. При наличии резерва в виде электроагрегата с бензодвигателем временное снижение альтернативной энергии может быть компенсировано в любой момент. Подобные системы приносят большую экономию энергии, получаемой от традиционных источников.



Борис ГЕОРГИЕВ, Москва

Постройте эту ветряную турбину своими руками с открытым исходным кодом за $ 30

Начало работы с проектами в области ветроэнергетики в домашних условиях может обойтись вам в копеечку, если вы купите готовый продукт, но если вы немного удобны и не возражаете искать материалы и проявлять творческий подход в гараже или на заднем дворе, вы можете попробовать ваши руки в создании одной из этих ветряных турбин своими руками примерно за 30 долларов в материалах. В конце концов, это неделя #iheartrenewables!

Материалы, необходимые для создания собственной ветряной турбины

Ранее мы уже рассказывали о планах Дэниела Коннелла по созданию концентрированных солнечных коллекторов с открытым исходным кодом, но теперь он вернулся с еще одним замечательным проектом DIY в области возобновляемой энергии — ветряной турбиной с вертикальной осью, основанной на конструкции подъемника + сопротивления Lenz2.Дизайн Коннелла требует использования алюминиевых форм для литографической офсетной печати, чтобы ловить ветер, которые, по его словам, можно дешево (или даже бесплатно) получить в компании офсетной печати, а также различные аппаратные средства и велосипедное колесо.

«В турбине используется механически эффективная конструкция Lenz2 с подъемом и тормозом на ~ 40%. Она полностью сделана из подручных материалов, за исключением болтов и заклепок, и должна стоить около 15-30 долларов за трехлопастную версию, которую может изготовить одна человек за шесть часов без особых усилий.»- SolarFlower

Помимо основных инструментов, включая ручную дрель, вам нужно будет купить или одолжить заклепочник и различное оборудование (болты, гайки и шайбы), чтобы построить это устройство. Согласно заметкам Коннелла, эта ветряная турбина, сделанная своими руками, которая может быть построена в трех- или шестилопастной версии, успешно выдержала устойчивые ветры со скоростью 80 км / ч (трехлопастной) и до 105 км / ч для шестилопастной версии. .

Вывод и приложения

Вот небольшой видеоролик о ветряной турбине с вертикальной осью, которую бросает вызов сильному ветру:

Чтобы получить энергию от этой ветряной турбины, необходимо добавить к ротору генератор переменного тока, а также способ хранения электроэнергии, но его также можно использовать просто для механического вращения, например, для перекачивания воды или вращения. маховик для других приложений.

Хотя есть ряд переменных, которые могут повлиять на мощность этой ветряной турбины, сделанной своими руками, в том числе эффективность используемого генератора переменного тока (и, очевидно, скорость ветра в месте его расположения), по словам Коннелла, при использовании автомобильного генератора с КПД 50% (самый простой и дешевый вариант) должен производить 158 Вт электроэнергии при скорости ветра 50 км / ч и 649 Вт при скорости 80 км / ч с этой конструкцией.

[ Обновление : в разговоре по электронной почте с Коннеллом он заявил, что «шестилопастная версия с эффективным генератором переменного тока должна производить не менее 135 Вт электроэнергии при скорости ветра 30 км / ч, и 1.05 киловатт при 60 км / ч. «]

Эта самодельная ветряная турбина не обязательно будет питать ваш дом (хотя серия из них потенциально может быть использована для выработки достаточного количества электроэнергии для зарядки аккумуляторной батареи для скромного домашнего использования), это может быть отличным практическим школьным проектом или домашнее обучение по ветроэнергетике.

[H / T to Sustainablog]

6 лучших домашних ветряных турбин (для жилых домов)

Интерес к альтернативной энергии быстро растет, поэтому мы выбрали 6 лучших домашних ветряных турбин , доступных в настоящее время на рынке.Поскольку расходы на проживание растут, все больше домовладельцев стремятся сократить расходы.

Выработка собственного электричества — простой способ сократить ваши счета за электроэнергию вдвое . В то время как солнечная энергия, как правило, является экологически чистым вариантом, энергия ветра — отличное решение для тех, кто живет в районах с надежной скоростью ветра .

Если вы живете в сельской местности и не имеете доступа к электросети, или живете в пригороде и хотите сократить свои счета за коммунальные услуги, домашние ветряные турбины — отличное решение.Все, что требуется, — это немного ноу-хау, немного земли и аккумуляторная батарея высокого напряжения. Примерно за $ 800 вы можете купить себе домашнюю ветряную турбину среднего класса, которая удовлетворит ваши потребности.

6 лучших домашних ветряных турбин
Лучший в целом: WINDMILL 1500 Вт ветрогенератор

  • Номинальная скорость ветра: 31 миля в час
  • Выход энергии: 1500 Вт
  • Высокие точки: оснащен высоковольтная емкость и выход энергии.
  • Not-So: Это одна из самых дорогих домашних ветряных турбин на рынке.

Как самая популярная домашняя ветряная турбина в нашем списке, комплект Windmill 1500 W действительно впечатляет. Обладая множеством функций и прочным, долговечным корпусом, турбина предлагает домовладельцам возможность сократить свои счета за электроэнергию, и потребление невозобновляемой энергии.

В целом Windmill 1500W на дороже, чем на , чем другие модели на рынке, но компенсирует это стоимостью. Встроенный контроллер заряда, высокая выходная мощность и относительно легкий дизайн — все это возможности экономии денег для домовладельцев, которые плохо знакомы с ветряными турбинами.

Что говорят рецензенты?

Некоторые обозреватели сталкивались с проблемами при конструкции лопастей. Тем не менее, сервисная служба производителя великолепна, , и они готовы и могут заменить все дефектные блоки, не задавая вопросов.

Вдобавок покупатели сообщают, что турбина абсолютно бесшумна и не издает шума даже в ветреные дни.Это отличный аргумент для домовладельцев, которые хотят установить свои турбины в более густонаселенных районах или рядом со своим домом.

Особенности и рекомендации

Трехлопастная турбина изготовлена ​​из высококачественного стекловолокна с защитным покрытием от УФ-излучения. Он разработан для работы на полную мощность при скорости ветра 31 миль в час.

Скорость ветра при включении составляет 5,6 миль в час , что означает, что эта турбина лучше всего подходит для районов с умеренным ветром. И если турбина сталкивается с сильными порывами или скачками ветра, система автоматического торможения может быстро исправить и предотвратить перезарядку аккумулятора.

Система 24 В имеет рекомендованную емкость батареи 200 А или выше и способна обеспечивать питание небольших автономных домашних систем. Хотя выходная мощность 1500 Вт не предназначена для удовлетворения потребностей всего домашнего хозяйства, ее можно легко подключить к солнечной батарее. Это предлагает большую гибкость для домовладельцев, которые хотят полностью экологизировать и уменьшить свою зависимость от городских сетей.

Турбинный генератор также оснащен встроенным контроллером заряда MPPT . Интегрированная система не требует дополнительных наворотов и полностью автономна, без батареи. В случае неисправности каких-либо деталей Windmill предлагает гарантию производителя сроком на один год.

См. Цену на Amazon

Следующее лучшее: комплект ветрогенератора Tumo-Int 1000 Вт с контроллером усиления ветра

  • Номинальная скорость ветра: 28 миль в час
  • Выходная энергия: 1000 Вт
  • Основные моменты: Хорошая выходная мощность и низкая скорость включения.
  • Not-So: Довольно большой и тяжелый, который не идеален для установки на крыше или дома на колесах.

Длинная и тонкая ветряная турбина Tumo-Int на первый взгляд кажется небольшой промышленной ветряной турбиной. Его белая 3-лопастная турбина оснащена генератором мощностью 1000 Вт , который может заряжать аккумуляторную батарею 48 В , что является впечатляющим достижением для ветряной турбины в жилых помещениях.

Цена на такую ​​турбину разумная, хотя вы можете найти более высокую мощность по более низкой цене у других марок.И хотя весь блок работает с огромными 77 фунтами ., турбина практически бесшумна, и не производит шума.

Что говорят рецензенты?

В целом рецензенты довольны ветряком Tumo-Int. Его возможности превосходят другие модели на рынке, он составляет единиц надежности и эффективности. Один опытный покупатель использовал их для замены своих старых стандартных ветряных турбин Southwest в Скалистых горах.

Тем не менее, будущим покупателям следует с осторожностью относиться к установке .Это трудный процесс, если вы не опытный домашний мастер, и контроллер трудно сбросить до ваших предпочтительных настроек. Хотя поначалу это может оттолкнуть, компания предоставляет англоязычный персонал по обслуживанию клиентов, который поможет с любыми проблемами, которые могут возникнуть.

Особенности и соображения

Начальная скорость ветра составляет всего 5,6 миль в час , что означает, что он отлично подходит для климата со слабым ветром. Он может выдержать скорость до 90 миль в час до , поэтому не следует размещать его в местах, подверженных ураганам, торнадо или сильным штормам.В идеале подходящая среда — это территория с годовой скоростью ветра менее 8 миль в час.

При максимальной эффективности турбина Tumo-Int может генерировать 1050 Вт мощности, а на 50 Вт больше номинальной мощности. В комплект также входит контроллер MPPT и дамп нагрузки, который определяет и регулирует напряжение в реальном времени. В запатентованном генераторе используется термостойкая тефлоновая проволока, а корпус колеса устойчив к коррозии для максимальной защиты.

Посмотреть цену на Amazon

Лучший бюджетный выбор: Happybuy Wind Turbine 600W White Lantern

  • Рейтинг скорости ветра: 27 миль в час
  • Выходная энергия: 600 Вт
  • Высокие точки: Вертикальный фонарь дизайн отлично подходит для городских территорий.
  • The Not-So: Его генератор производит лишь небольшое количество энергии.

Happybuy Wind Turbine 600W — одна из самых уникальных домашних ветряных турбин, представленных на рынке. Эта турбина с изогнутыми вертикальными лопастями, имитирующими форму фонаря , предназначена для выработки энергии без необходимости в большом количестве воздушного пространства.

Футуристический внешний вид сочетается со скромной производительностью по выработке энергии, а сам бренд предлагает ряд вариантов мощности, от 100 Вт до 600 Вт .Хотя это и близко не соответствует потребностям среднего домохозяйства, компактная конструкция ножей позволяет размещать несколько устройств на одном заднем дворе, удваивая или утраивая потенциал мощности.

Что говорят рецензенты?

Достаточное количество рецензентов прокомментировали неожиданный размер устройства, поскольку он намного больше, чем изображенный в списке продуктов. Это может вызвать беспокойство у тех, кто ищет незаметную и небольшую ветряную турбину, которую можно спрятать подальше от глаз.

Однако установка проста и проста в использовании, , поэтому впервые покупатели остались довольны процессом по сравнению с другими более сложными моделями. Большинство из них соединили свои турбины с наборами солнечных панелей для максимальной выработки электроэнергии и использовали турбину для небольших устройств, таких как фонтаны для воды на открытом воздухе и инверторы для жилых автофургонов.

Особенности и соображения

Одной из самых популярных особенностей ветряной турбины Happybuy является то, что она может работать в районах со слабым ветром. При начальной скорости ветра 4,5 миль в час турбина может быстро начать выработку энергии. Однако это только начальная скорость ветра, поэтому генератор не сможет производить указанную мощность до тех пор, пока не достигнет номинальной скорости ветра 27 миль в час.

Фонарь уникальной конструкции позволяет размещать его в тесноте. Имея вдвое меньший средний радиус ротора стандартной домашней ветряной турбины, Happybuy Wind Turbine легкий, компактный и простой в установке на небольших задних дворах или на крыше.Турбина также может собирать энергию из турбулентного воздушного потока вокруг зданий и сооружений, что делает ее идеально подходящей для городских условий.

Турбина предлагается в двух холодных цветах, включая белый и красный. Каждая модель оснащена 5 лезвиями из углеродного волокна, которые обладают антикоррозийной и УФ-защитой . Встроенный контроллер отслеживания максимальной мощности регулирует ток и напряжение генератора 24 В, а система автоматического торможения защищает турбину от внезапных порывов ветра.

См. Цену на Amazon

Лучший вариант среднего уровня: Windmax HY400 500 Вт ветрогенератор для дома

  • Номинальная скорость ветра: 27 миль в час
  • Выход энергии: 500 Вт
  • Высокие точки : Обновленная 5-лопастная модель хорошо работает в условиях слабого ветра.
  • Not-So: Низкая мощность и напряжение означает, что он подходит только для питания устройств малой емкости.

Хотя ветряная турбина Windmax HY400 оснащена только генератором 500 Вт, она по-прежнему работает как шарм.В общем, Windmax — отличная покупка для начинающих покупателей, которые ищут надежную и эффективную модель среднего класса.

С черными лопастями и белым ротором турбина не самая стильная на рынке. Тем не менее, его обновленная модель с 5 лопастями по сравнению с предыдущей моделью Windmax с 3 лопастями по-прежнему может помочь снизить ваши счета за электроэнергию в безветренные дни. Это бесшумный, прочный и позиционируется как , не требующий обслуживания . Для большинства это проверяет все возможности домашней ветряной турбины с низким уровнем шума.

Что говорят рецензенты?

От островитян до жителей Северного Техаса рецензенты сообщают об успехе своей турбины Windmax HY400. Турбина надежна, но не производит много энергии, если нет ветра со скоростью более 30 миль в час . Однако рецензенты сообщают, что лопасти все равно будут вращаться в условиях слабого ветра.

Несколько покупателей использовали свои турбины, чтобы дополнить производство зеленой энергии в ночное время, когда солнечные батареи не работают. Это позволяет на больше альтернативной энергии для домовладельцев, не подключенных к электросети.

Особенности и соображения

Windmax HY400 может похвастаться первоклассной совместимостью с солнечными панелями . В сочетании с солнечной батареей ветряная турбина может работать на 650 Вт . Однако при использовании только ветра номинальная мощность составляет всего 400 , а максимальная мощность составляет 500 в ветреные дни.

Лопасти из нейлона и армированного стекловолокна управляются с помощью аэродинамического ограничения скорости лопастей и электромагнитного контроля превышения скорости.Эти дополнительные меры защиты обеспечивают безопасную и эффективную работу даже в условиях сильного ветра со скоростью более 60 миль в час.

В дополнение к комплекту вам необходимо приобрести опору для установки турбины и аккумуляторную батарею для сбора собранной энергии. Турбина оснащена контроллером и проводом, длина которого составляет около 20-30 футов, , поэтому в целях безопасности монтажный столб не должен быть выше 25 футов.

См. Цену на Amazon

Best Home Wind Turbine для влажных зон: морской ветрогенератор мощностью 2000 Вт

  • Номинальная скорость ветра: 28 миль в час
  • Выходная энергия: 2000 Вт
  • Основные характеристики: Может использоваться на суше или в воде.
  • Не так: Очень дорого и требует больших вложений для большинства домовладельцев.

Эта ветряная турбина современного вида — , гладкая и эффективная, . Морская ветряная турбина с 3 лопастями из углеродного волокна может собирать достаточно энергии для питания небольших устройств и бытовой техники без звука.

Турбина оснащена всем стандартным оборудованием, а также некоторыми дополнительными функциями, такими как защита от превышения скорости . Домовладельцы могут свободно размещать свои турбины, где им заблагорассудится, даже в открытых водоемах , не беспокоясь.Годовая ограниченная гарантия также предлагает чувство комфорта для новых покупателей, которые могут опасаться высокой цены.

Что говорят рецензенты?

Рецензенты в целом впечатлены конструкцией морской ветряной турбины. С легким и маленьким корпусом , турбина по-прежнему остается сильной и крепкой. Это пригодится тем, кто живет в районах, подверженных неблагоприятным погодным условиям, например, ураганам.

С другой стороны, рецензенты также хвалят производительность турбины.Хотя это не промышленная ветряная электростанция, турбина выполняет свою работу и работает хорошо. Это незаменимый для тех, кто полагается исключительно на энергию ветра для получения электроэнергии в автономных ситуациях.

Особенности и соображения

Ключевым преимуществом этой домашней ветряной турбины является то, что ее можно установить на суше или в водоеме , таком как озеро, пруд или пляж. В отличие от других моделей, турбина с защитным покрытием для морских судов способна выдерживать суровые погодные условия и водяные брызги.Если вы живете в прибрежной зоне или имеете домик у озера, то эта турбина идеальна.

Морская ветряная турбина также может производить до 2000 Вт при скорости ветра 28 миль в час . Скорость включения ветра составляет 7 миль в час, что является довольно высоким показателем для отрасли. В конечном счете, турбина не подходит для использования в не ветреных районах и должна использоваться только домовладельцами, которые живут в районах с высокой скоростью ветра.

Корпус изготовлен из прочного литого алюминия и может выдерживать ветер со скоростью до 110 миль в час , что делает его надежно защищенным от атмосферных воздействий.В комплект не входит необходимая металлическая опора для установки, которая является стандартной, поэтому также следует приобрести 1,5-дюймовую стальную трубу. В целом установка довольно проста, так как для сборки требуется всего 5 деталей.

Турбина поставляется с трехфазным синхронным генератором , который может использоваться для зарядки аккумулятора 12 В . Этой мощности достаточно для работы небольших устройств, таких как ноутбуки, инструменты, фонари или телефоны. Если вы хотите обеспечить электроэнергией все домашнее хозяйство, следует использовать как минимум 3 турбины.Их можно связать вместе, как солнечные батареи, при условии, что они расположены на расстоянии примерно 58 футов друг от друга.

См. Цену на Amazon

Лучшая домашняя ветряная турбина для высоких скоростей ветра: 2000 Вт, 11 лопастей, ветряная турбина General Freedom II, штат Миссури,

  • Номинальная скорость ветра: 15 миль в час
  • Выходная энергия: 2000 Вт
  • Основные моменты: Выдерживает скорость ветра до 125 миль в час.
  • Не-так: Нет хороших отзывов пользователей.

Обладая звездообразным дизайном, сверхсовременный и элегантный Missouri General Freedom II является одним из самых привлекательных домашних ветряных двигателей на рынке. Турбина бывает черного или белого цвета и предлагает колоссальную выходную мощность 2000 Вт. При скромной цене турбина большой мощности на дешевле, чем другие модели в том же диапазоне мощности.

Компания Missouri Wind and Solar известна в энергетической отрасли по количеству меди, используемой в ее установках.Их ротор Freedom PMG содержит , в два раза больше меди , чем PMA в стиле Delco, что означает, что он может заряжать аккумуляторную батарею быстрее, чем другие генераторы. Более того, компания предлагает 3-летнюю ограниченную гарантию на и пожизненную гарантию, что их турбина не сломается при нормальном использовании.

Что говорят рецензенты?

В то время как спецификации, перечисленные в описании продукта, характеризуются высоким качеством деталей и максимальной мощностью, обзоры говорят о другом. Судя по опыту покупателей, Missouri General Freedom II не производит такой мощности, как рекламируемый .Один такой покупатель заявил, что они не собирали много энергии, даже когда в их районе прошел сильный шторм.

С другой стороны, один рецензент утверждает, что задний подшипник на его агрегате вышел из строя через три месяца после покупки. Подшипник был неисправен, и его пришлось заменить самостоятельно. Это стоило времени и денег рецензенту. Исходя из этих отрицательных отзывов, эта ветряная турбина находится ниже в нашем списке , чем другие бренды, у которых может быть не так много разрекламированных наворотов.

Особенности и соображения

В комплект входит 11 лезвий из оцинкованного углеродного волокна , которые способны выдерживать невероятную скорость ветра и ненастную погоду без ржавчины и повреждений. Это отлично подходит для тех, кто живет в районах, подверженных прибрежной влажности или сильным штормам, которые часто дуют.

Скорость ветра при включении 6 миль / ч не самая высокая и не самая низкая на рынке. И хотя турбина может эффективно работать в широком диапазоне ветровых условий, она лучше всего подходит для средней скорости 15 миль в час.Эта относительно низкая скорость ветра частично объясняется большим количеством лопастей.

В турбине используется система натяжения проволоки , а не контактные кольца , которые могут сломаться или выйти из строя. Freedom II PMG также сконструирован с 28 магнитами и более надежен, чем роторы со щетками. Таким образом, хотя цена выше, чем у дешевых моделей ветряных турбин, ваши деньги хорошо вложены, поскольку Missouri General Freedom II надежен и долговечен.

Узнать цену на Amazon

Вернуться к началу

Полное руководство для покупателя домашних ветряных турбин

Выбор подходящей ветряной турбины для вашего дома

Домашняя ветряная турбина, безусловно, является вложением.Модели высшего уровня могут легко стоить вам 1000 долларов или более , поэтому для вас важно сначала учесть несколько ключевых факторов, прежде чем делать свой выбор.

Планируете ли вы использовать ветряную турбину для освещения сарая или подземного бункера, существуют различные модели, которые удовлетворят ваши потребности. От дешевых устройств с малой мощностью до комплектов морского класса — каждый найдет что-то для себя.

Насколько ветрено в вашем районе?

Это самое важное соображение, которое вы должны учитывать при выборе турбины для своего дома.Если вы получаете очень низкую скорость ветра , живете в густонаселенной местности или часто испытываете ураганные ветры, то ветряная турбина, вероятно, не лучший вариант.

В среднем домашние ветряные турбины нуждаются в минимальном количестве ветра для работы. Это зависит от модели, но большинство часов составляет около 6-7 миль в час . Номинальная скорость ветра для полного производства энергии обычно составляет около 27 миль в час для стандартных агрегатов. Если вы живете в районе, где постоянно дует ветер, подойдет обычная бытовая турбина.

Однако, если вы регулярно сталкиваетесь с низкой скоростью ветра, вам нужно искать модели с более низким порогом. Одним из самых важных факторов являются лезвия. Те, у которых больше лопастей, например от 9 до 11, имеют на большую площадь поверхности, вес и крутящий момент на , чтобы ротор вращался. Это означает, что они по-прежнему смогут работать в условиях слабого ветра, в то время как модели с 3 лопастями — нет.

При покупке домашней ветряной турбины обратите внимание на следующие технические характеристики продукта:

  • Начальная скорость ветра
  • Скорость включения
  • Номинальная скорость ветра
  • Безопасная скорость ветра
Какая у вас средняя энергия потребление?

Среднее американское домохозяйство с современной техникой потребляет около 8000-9400 кВтч электроэнергии в год. Если вы хотите полностью отказаться от сети, то вам необходимо достичь минимального порогового значения выходной мощности от 5 до 15 кВт. Большинство домашних ветряных турбин не соответствуют этому минимуму, поэтому их необходимо использовать вместе с другими турбинами или другим источником энергии.

Если вы просто ищете питание для небольших устройств, таких как насос уличного пруда, тогда вам подойдет небольшая турбина средней мощности. Те, у кого мощность 400–1000 Вт , могут заряжать небольшие приборы, такие как ноутбуки, телефоны, фонари, электроинструменты и многое другое.Если вы хотите использовать турбину в сочетании с инвертором для автофургона, вам, вероятно, понадобится больше.

Где вы планируете установить ветряную турбину?

Ветряные турбины спроектированы для размещения высоко в воздухе. Турбина и генератор должны быть установлены на высокой опоре, имеющей высоту около 25-60 футов . Однако турбины не ограничиваются только большими полями или вершинами холмов; домашние ветряные турбины также можно разместить на крыше (например, в вашем саду на крыше) или в водоеме.

В зависимости от имеющейся у вас площади квадратных футов , существует множество вариантов. Для тех, кто живет в более компактных условиях, необходима турбина с небольшим радиусом ротора. С другой стороны, если вы хотите установить турбину на крыше, вам понадобится модель , которая не будет тяжелой и громоздкой.

Имейте в виду, что каждая турбина должна быть помещена в буферную зону . Две турбины никогда не должны располагаться рядом друг с другом.Самый простой способ определить правильное расстояние для размещения — это умножить радиус лопастей турбины на 10. Это даст вам общую оценку, хотя предпочтительнее проконсультироваться с производителем.

Собираетесь ли вы соединить ветряную турбину с альтернативным источником энергии?

Ветряные турбины отлично работают, когда в паре с солнечной батареей , так как это максимизирует вашу способность производить энергию. В течение дня солнечные панели могут впитывать солнечный луч, в то время как ветряная турбина может генерировать энергию с помощью вечерних порывов ветра.Если вы хотите полностью отключиться от сети, то это соединение — самый надежный выбор, поскольку вы не всегда можете гарантировать, что у вас будет достаточно ветра каждый день.

С другой стороны, если вы действительно хотите использовать исключительно ветряную энергию, вам нужно будет искать комплекты высокой мощности. 100–1000 Вт не будет производить достаточно энергии и просто тратит ваше время, деньги и энергию. Те, у которых более 3 лезвия и выходная мощность Вт 2000 Вт, намного лучше подходят для обитателей домиков и автономных систем.

Вернуться к началу

Критерии выбора: как мы оценили лучшие домашние ветряные турбины

На основании ряда факторов, включая количество лопастей, вес, номинальную скорость ветра, выходную мощность и характеристики, мы выбрали 6 лучших домашних ветряных турбин на рынке.

В нашем рейтинге упор делается на полезность, эффективность и надежность , а также на , принимая во внимание цену и практический опыт. В качестве источника зеленой энергии для жилых домов эти ветряные турбины также должны иметь минимальное количество энергии.

Лопасти

Количество лопастей и размер будут влиять на общую эффективность и полезность ветряной турбины. Те, у которых меньше лопастей, заставят ротор вращаться быстрее, генерируя больше энергии на более высоких скоростях. А те, у кого больше лопастей, будут воспринимать низкие скорости ветра и могут работать без необходимости постоянно сильного ветра.

С другой стороны, длина лезвия также является важным фактором.Если лопатка длинная, то для турбины потребуется буферная зона большего размера. Лезвия с маленькими или компактными лезвиями лучше подходят для городских районов, где пространство имеет большую проблему.

Номинальная скорость ветра

Номинальная скорость ветра — это среднее количество ветра, необходимое для работы турбины с максимальной эффективностью. Хотя турбина по-прежнему будет вырабатывать электроэнергию на скоростях ниже номинальной, она не сможет обеспечить указанную мощность, если не получит номинальную скорость ветра или выше.В общем, те, у кого более низкая скорость ветра, оцениваются выше, потому что они предлагают наибольшую гибкость для домовладельцев.

Вес

Хотя общий вес комплекта не является самым важным фактором, он все же влияет на размещение. Если комплект тяжелый, то для его поддержки потребуется дорогая и прочная штанга . Его также нельзя размещать на крышах или вокруг других конструкций, которые могут быть повреждены в случае выхода из строя опоры. В конечном итоге чем легче прибор, тем лучше. У вас также будет дополнительный бонус в виде меньшей оплаты доставки!

Выходная энергия

В общем, выходная мощность генератора является наиболее важным фактором для большинства покупателей. В конце концов, вся цель ветряной турбины — преобразовывать энергию ветра в электричество. Любая модель мощностью менее 500 Вт бесполезна, если только вы не планируете использовать ее для питания цепочки уличных фонарей или зарядки телефона. Средняя мощность недорогой домашней ветряной турбины составляет около 1000 Вт .Это отличная отправная точка для начинающих покупателей.

Характеристики

Ветряные турбины — простые машины, и, как правило, они не оснащены множеством наворотов. Однако есть несколько особенностей, благодаря которым одна турбина стоит выше другой.

Как и в большинстве случаев, чем больше возможностей предлагает домашняя ветряная турбина, тем лучше соотношение цены и качества. Это особенно актуально для тех, у кого есть встроенные дампы нагрузки и контроллеры заряда MPPT.

Вот наиболее распространенные предлагаемые функции:

  • автоматические тормозные системы
  • контроллеры заряда
  • низкая ветровая эффективность
  • защитное покрытие (морское, анти-УФ, антикоррозийное)

Вернуться к началу

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

Как работают ветряные турбины?

Основная работа ветряной турбины на самом деле довольно проста: ветер вращает лопасти турбины вокруг ротора, который затем раскручивает генератор, чтобы создать электричество , которое хранится во внешнем аккумуляторном блоке.Будь то ветряная турбина промышленного уровня на ветряной электростанции или небольшая бытовая турбина на заднем дворе, общий принцип один и тот же.

В целом, вы должны размещать ветряные турбины в зоне с минимальным количеством ветра. Для средней домашней ветряной турбины это обычно скорость ветра 5,5 миль в час или более . Без этого минимального количества ветра лопасти просто не будут вращаться, и электричество не будет производиться.

Тем не менее, номинальная выходная мощность турбины не может быть достигнута, если турбина не имеет доступа к ее номинальной скорости ветра, которая представляет собой среднее количество ветра , необходимое для того, чтобы генератор работал с максимальной мощностью.Например, турбина 500 Вт , рассчитанная на скорость ветра 27 миль в час, будет генерировать около 100 Вт мощности только при скорости ветра 10–12 миль в час.

Какова средняя выходная мощность ветряной турбины?

Большинство домашних ветряных турбин рекламируют от 100 Вт до 2000 Вт мощности. Однако фактическая мощность зависит от скорости ветра и эффективности генератора. Хотя некоторые модели имеют высокую номинальную мощность, они могут работать только при очень высоких скоростях ветра, к которым большинство домовладельцев не имеют доступа в их районе.

Дорогие устройства могут производить 2000 Вт и заряжать батареи 12-24-48 В . В сочетании с 3 или более блоками турбины могут полностью обеспечить энергией небольшое домашнее хозяйство. Однако большинство домовладельцев не стремятся создавать мини-ветряные электростанции на своей территории, поэтому сеть турбин и солнечных панелей — лучший вариант, если вы планируете полностью отключиться от сети.

Может ли ветряная турбина выдерживать ненастную погоду?

В зависимости от модели, которую вы покупаете, ветряные турбины обладают удивительной способностью выдерживать сильные штормы , штормы и порывы ветра.Как правило, домашние ветряные турбины могут управлять скоростью ветра до 90-100 миль в час , прежде чем они начнут ломаться или выходить из строя.

Тем, кто живет в районах, подверженных ураганам или частым торнадо , не следует устанавливать ветряные турбины , поскольку они могут представлять угрозу безопасности и обязательно выйдут из строя в какой-то момент. В этом случае солнечная батарея более эффективна в качестве альтернативного источника энергии.

Что касается дождя, практически все турбины среднего класса покрыты антикоррозийным материалом , устойчивым к ржавчине и повреждениям водой.Некоторые модели можно даже разместить в морской среде, например, в прибрежных районах или небольших водоемах в сельской местности.

Сколько денег мне сэкономит ветряк в месяц?

Сумма денег, которую вы сэкономите, используя ветряную турбину, полностью зависит от среднего потребления электроэнергии в вашем доме и стандартной цены на электроэнергию в вашем районе. В среднем американское домохозяйство будет использовать около 780 кВтч в месяц .

Если у вас достаточно ветряных турбин для производства 5 кВт , вам нужно будет удовлетворить свои потребности в энергии и иметь доступ к разумной скорости ветра в течение года, тогда вы сможете сократить свои счета за электроэнергию до нуля. .Фактически, электрическая компания может заплатить вам за любую дополнительную энергию, которую вы произведете и продадите обратно.

Однако, чтобы выполнить эту квоту, вам необходимо установить минимум три турбины мощностью 2000 Вт, что является дорогостоящим предварительным вложением средств. С другой стороны, небольшой ветроэнергетический комплекс, который включает в себя 1 или 2 турбины на вашем участке, может легко сократить ваши счета за электроэнергию вдвое, и вы можете значительно сократить расходы на коммунальные услуги в самые ветреные времена года.Для преданных домашних мастеров обычная экономия составляет от 50 до 90%.

Вернуться к началу

Ecavo поддерживается считыватель. Когда вы совершаете покупку по ссылке на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Как партнер Amazon Ecavo зарабатывает на соответствующих покупках.

Планы ветрогенераторов Сделай сам ветряная турбина Альтернативная энергия Создай свой —


Цена: 10 долларов.95 $ 10,95 +33,20 $ перевозки
Депозит без импортных сборов и $ 17.28 Доставка в РФ Подробности
  • Убедитесь, что это подходит введя номер вашей модели.
  • ✔️ Планы ветрогенераторов DIY Windmill Turbine Alternative Energy
  • ✔️ Самодельные планы ветрогенераторов DIY
  • ✔️ Планы ветряных турбин своими руками
  • ✔️ Эти планы покажут вам, как построить собственный ветрогенератор.
  • ✔️ Создайте свой собственный
› См. Дополнительные сведения о продукте

Руководство по комплектам DIY ветряных турбин

Здесь, в Solar-Us-Shop, мы не дискриминируем любой выбор энергии, если он является возобновляемым.Хотя солнечная энергия является нашим именем (и всегда в наших сердцах), мы полностью поддерживаем быстрый рост ветроэнергетики в Соединенных Штатах.

Конечно, мы не все можем быть Центром ветроэнергетики Альта, крупнейшей ветроэнергетической станцией в стране. Вместо этого поселенцы, экспериментаторы, скупщики и энтузиасты возобновляемой энергии имеют возможность использовать энергию ветра с помощью набора для ветряных турбин своими руками.

В этой статье мы разберем логистику, стоимость и особенности современных комплектов ветряных турбин своими руками, прежде чем рекомендовать несколько продуктов для мелкомасштабного производства возобновляемой энергии.

Если вы не можете найти здесь то, что ищете, обязательно прочтите наш FAQ по набору ветряных турбин.

Рекомендации по комплекту ветряных турбин для самостоятельной сборки

Хорошо, приступим! При оценке возможности сборки ветряной турбины своими руками нужно многое учитывать. В то время как массивные ветряные турбины на полях по всей стране строятся и обслуживаются лицензированными специалистами, комплекты ветряных турбин, сделанные своими руками, предоставляют энергию ветра в руки людей во всем мире.

Можете ли вы построить свой собственный ветряк?

Да, можно построить свой собственный ветряк. Однако, если у вас нет большого опыта работы с электрикой, мы не рекомендуем это делать. Хотя истинное определение «сделай сам» в значительной степени зависит от личной самодостаточности, большинство комплектов для ветроэнергетики, сделанных своими руками, включают турбину собственного производства. Это жизненно важно для безопасности и долговечности вашей системы возобновляемых источников энергии.

Могу ли я поставить на крышу небольшую ветряную турбину?

Хотя это технически возможно (и обычно законно) в большинстве регионов, обычно не рекомендуется устанавливать небольшую ветряную турбину на крыше.Во время работы ветряные турбины вибрируют, что может вызвать чрезмерный шум и даже повредить крышу и конструкцию под ней. По этой причине мы рекомендуем устанавливать ветряную турбину на опоре или на земле, отдельно от других зданий.

Какого размера ветряная турбина вам нужна, чтобы привести дом в действие?

Чтобы удовлетворить потребность в электроэнергии для дома, ветряная турбина должна иметь мощность от 5 до 15 кВт. Эти турбины не должны устанавливаться любителями, так как они очень большие, мощные и потенциально опасные.

С другой стороны, многие комплекты ветряных турбин своими руками не предназначены для полного удовлетворения потребностей дома в электроэнергии. Небольшие комплекты можно использовать в автономных системах для питания освещения, вентиляторов и других устройств, подключенных к хранилищу.

Стоимость комплекта ветряных турбин своими руками

Хорошо, давай поговорим о долларах и центах. Стоимость комплекта ветряных турбин своими руками включает в себя детали, транспортировку и рабочую силу, связанные с установкой. Если вы действительно решите сделать это самостоятельно, затраты на рабочую силу снижаются, однако следующие расходы будут неизбежны:

  • Стоимость турбины
  • Стоимость АКБ
  • Электропроводка (иногда в комплекте с турбиной или аккумулятором)
  • Монтажное оборудование
  • И инвертор (только для питания переменного тока)

Сколько стоит ветряная турбина?

Небольшие автономные ветряные турбины обычно стоят от 1000 до 4000 долларов, в зависимости от мощности.Ветряные турбины, сделанные своими руками, не предназначены для покрытия всей потребности в электроэнергии стандартного дома, а гораздо более крупные ветряные турбины могут стоить 10 000 долларов и более.

Сколько стоит установить ветряк дома?

Если вы планируете производить установку самостоятельно, затраты на установку ветряной турбины равны только стоимости монтажных материалов и проводки. Однако установки большой мощности требуют профессиональной помощи, дорогостоящего транспорта и разрешительных сборов, которые могут составить общую стоимость проекта, превышающую 50 000 долларов.

Стоит ли домашняя ветряная турбина?

Во многих случаях домашняя ветряная турбина того стоит. Если у вас есть магазин или микросеть на своей территории, ветряные турбины своими руками — отличный способ внедрить экологически чистую энергию без оплаты счетов за электроэнергию.

Большие домашние ветряные турбины, хотя и являются дорогостоящими на начальном этапе, часто окупаются за счет связанных с ними затрат на произведенную энергию. Узнайте больше о преимуществах личной ветроэнергетики.

Установка комплекта ветряной турбины своими руками

Благодаря современным удобным технологиям и бесконечному количеству ресурсов в Интернете, никогда не было так просто установить собственный комплект ветряных турбин своими руками.Премиум-продукты, которые ценят свой вес с точки зрения потенциала зеленой энергии, обычно поставляются с подробными инструкциями по монтажу и электромонтажу вашей турбины.

Чтобы получить хорошее представление о том, с чем вы будете работать, ознакомьтесь с нашими наборами самодельных башен и креплений для ветряных турбин. Эти простые системы отлично подходят для установки ветряной турбины на вашей собственности (или на лодке), не занимая слишком много места и не добавляя ненужных расходов.

Вам нужно разрешение на строительство ветряной турбины?

Требования к планированию и разрешению ветряных турбин сильно различаются в разных регионах США.Если вас интересует большая ветряная турбина, скорее всего, потребуется разрешение на строительство, а также множество потенциальных проблем с зонированием.

Небольшие ветряные турбины, сделанные своими руками, как правило, более способны «пролететь незаметно», если вы не собираетесь существенно изменять свойство или пытаться подключиться к электросети. Конечно, всегда полезно проверить местное ТСЖ или земельный офис, прежде чем вкладывать деньги в ветряную турбину.

Могу ли я установить ветряную турбину на заднем дворе?

Да, в некоторых районах США вы можете установить ветряную турбину у себя на заднем дворе.Также можно объединить ветряную турбину с фотоэлектрической солнечной системой или другим существующим производством зеленой энергии на вашей собственности. Как мы уже упоминали выше, в некоторых жилых районах могут быть ограничения по высоте и мощности ветряных турбин.

Лучшие ветряные турбины для комплектов DIY

Готовы начать производство энергии ветра? Если вы специально хотите установить ветряную турбину на свое судно, ознакомьтесь с нашим руководством по лучшим морским ветрогенераторам.Для использования на суше и на море мы представим некоторые из лучших генераторов для ветряных турбин своими руками ниже.

Primus Wind Power Air

Когда дело доходит до надежного производства ветровой энергии, немногие торговые марки пользуются большим доверием во всем мире, чем Primus Wind Power. Компания производит высокоэффективные малошумные ветряные турбины, на которые предоставляется 5-летняя гарантия.

Для ветряных турбин своими руками продукция Primus упрощает безопасное производство электроэнергии с помощью встроенного генератора переменного тока и контроля крутящего момента.В зависимости от требуемой мощности мы рекомендуем любой из следующих продуктов Primus:

Ветрогенератор мощностью 400 Вт от Nature Power

Далее мы хотели бы порекомендовать ветрогенератор морского класса 400 Вт от Nature Power в качестве отличной альтернативы Primus. Nature Power производит эту ветряную турбину, которая проста в сборке, но при этом способна противостоять ветру до 110 миль в час.

По стоимости ветряная турбина Nature Power значительно дешевле, чем большинство аналогичных продуктов на рынке.Имея это в виду, этот генератор отлично подходит для новичков, желающих поэкспериментировать с ветровой энергией своими руками. На турбину Nature Power распространяется 2-летняя гарантия, что составляет менее половины ожидаемого срока службы более качественных генераторов.

Ветряная турбина Silentwind (400+ Вт)

Наконец, Silentwind Wind Turbine — отличная высококачественная турбина с множеством премиальных функций. А именно, генератор Silentwind специально разработан для беспрепятственного использования до 550 Вт солнечной энергии.Если в вашей каюте или лодке уже есть солнечная энергия, эта турбина идеально подходит для поддержания заряда аккумулятора в ночное время и в пасмурные дни.

Помимо своих солнечных возможностей, турбина SIlentwind также является отличным продуктом как автономная система. Высококачественные детали, эффективное производство энергии и трехлетняя гарантия в совокупности делают эту турбину отличным выбором для долгосрочного производства ветровой энергии своими руками.

Заключительные мысли

Мы надеемся, что это руководство прояснило часть наиболее часто запрашиваемой информации о наборах ветряных турбин своими руками.Для многих людей начать работу с ветроэнергетикой намного проще, чем ожидалось. Не стесняйтесь обращаться к нам с любыми вопросами!

Дайте нам знать, что вы думаете о ветровой энергии для вашего дома, в комментариях ниже!

Домашние ветряные турбины: обзор, продукты и стоимость

Время чтения: 6 минут

Не все дома подходят для установки солнечных батарей. Однако это не означает, что вы не сможете производить чистую энергию на своем участке. Одной из технологий использования возобновляемых источников энергии, которая становится все более популярной альтернативой для домовладельцев, стремящихся производить собственное экологически чистое электричество, являются небольшие ветряные турбины.


Обзор малых ветряных турбин

Небольшие ветряные турбины, иногда называемые домашними ветряными турбинами, намного меньше, чем турбины, которые вы видите на ветряных электростанциях. В то время как более крупные ветряные турбины могут иметь диаметр лопастей, равный длине футбольного поля, небольшие ветряные турбины обычно имеют диаметр до 10 метров в ширину. Из-за меньших лопастей эти ветряные турбины имеют гораздо меньшую выходную мощность, чем большие турбины. Это делает небольшие ветряные турбины идеальными для проектов с небольшими потребностями в электроэнергии, таких как жилые, портативные или автономные.

Лучшие места для небольших ветряных турбин — это места с частыми и высокими скоростями ветра. Вообще говоря, чем выше турбина, тем ветренее окружающая среда и тем больше электроэнергии она способна производить. Большинство лучших мест для небольших ветряных турбин находятся в сельской местности, поскольку они, как правило, имеют много места и мало препятствий, которые могут повлиять на скорость ветра. В некоторых случаях небольшая ветряная турбина может компенсировать 100 процентов счета за электроэнергию в доме.

Покупка небольших ветряных турбин

Когда дело доходит до покупки небольшой ветряной турбины для вашего дома, важно сравнивать различные продукты и то, как они различаются по цене, дизайну, мощности и предлагаемому оборудованию.

В таблице ниже показано, как небольшие ветряные турбины различаются по цене в зависимости от мощности. Среди ветряных турбин аналогичного размера разница в цене в основном связана с дополнительными компонентами, включенными в покупку, такими как контроллеры заряда, столбы / башни, батареи или кабели.Дополнительные компоненты, которые вам необходимо приобрести, зависят от настройки вашей ветряной турбины. Например, автономным системам требуется аккумулятор для хранения электроэнергии и контроллер заряда для защиты аккумулятора от перезарядки.

Изделия для малых ветряных турбин

Большинство перечисленных выше изделий не могут производить достаточно электроэнергии для питания среднего дома, но могут быть полезны для компенсации небольшой части счета за электроэнергию. Ветряные турбины мощностью менее 500 Вт называются ветряными микротурбинами .Они могут быть особенно полезны для небольших приложений, не связанных с сетью, таких как лодки, дома на колесах и т. Д.

Определение размера небольшой ветряной турбины для вашей собственности

Первый шаг к определению правильного размера вашей ветряной турбины — это знать, сколько электроэнергии вы хотите производить. Если вы хотите удовлетворить большую часть или все свои потребности в электроэнергии с помощью небольшой ветряной турбины, вы можете определить потребление электроэнергии, просмотрев прошлые счета за электроэнергию. В качестве альтернативы, если вы хотите компенсировать только определенные приборы с помощью энергии ветра, калькулятор энергии бытовых приборов Министерства энергетики является хорошим местом для начала расчета потребности в электроэнергии для конкретных приборов.

После того, как вы узнаете свои потребности в электроэнергии, найдите ветряную турбину и место для установки, которые будут соответствовать этой потребности. Многие производители ветряных турбин сообщают о предполагаемой годовой выработке электроэнергии для своей продукции, используя определенные предположения о высоте и средней скорости ветра. Без этого расчет для оценки реальной выходной мощности ветряной турбины может быть затруднен, поскольку он зависит от погодных условий, плотности воздуха, эффективности оборудования, длины лопастей и т. Д.Однако вы можете сделать приблизительную оценку выработки энергии ветряной турбиной без сложных вычислений, используя оценочный коэффициент мощности .

Коэффициент мощности — полезный показатель для оценки количества электроэнергии, которую генератор может производить в течение года. Для ветра коэффициент мощности рассчитывается путем деления общего количества электроэнергии, произведенной турбиной, на общее количество электроэнергии, которое она произвела бы за год, если бы вырабатывала свою максимальную мощность круглый год.Согласно отчету о распределенном рынке ветроэнергетики Министерства энергетики за 2018 год, малые ветряные турбины имеют средний коэффициент использования мощности 17 процентов, но их набор данных включает диапазон от 2 процентов до 36 процентов.

Используя оценку коэффициента мощности, вы можете рассчитать приблизительную оценку годового производства электроэнергии по следующей формуле:

Киловатт-часов в год = 8760 часов в году x номинальная мощность (кВт) x коэффициент мощности (%)

Учитывая средний коэффициент мощности для малых ветряных турбин, турбина мощностью 10 кВт будет производить примерно 14 892 кВтч в год.

Как выбрать место для размещения вашей ветряной системы для жилого дома

При выборе места для жилой ветряной турбины необходимо учитывать несколько моментов: количество ветра, которое получает определенное место, , и расстояние до что вы пытаетесь привести в действие .

Ветер

Если ваша собственность не находится на полностью изолированной и плоской земле, важно проанализировать, насколько сильным ветром может быть каждое потенциальное место установки.Например, если вы разместите свою систему на вершине холма, вероятно, будет больше ветра, чем если бы вы разместили ее на не ветреной стороне барьера, такого как сарай или дерево. Хорошее практическое правило заключается в том, что ваша система должна быть расположена с наветренной стороны от любых препятствий и на 30 футов выше всего, что существует в пределах 300 футов от нее.

Расстояние

Не менее важно для доступа ветра расстояние между вашей системой и тем, что вы пытаетесь запитать. Это связано с тем, что значительное количество электроэнергии может быть потеряно, если провод, идущий от вашей системы, будет слишком длинным.Чем ближе ваша домашняя ветряная турбина находится к нагрузке, которую вы пытаетесь запитать, тем эффективнее будет ваша система.

Стоимость малых ветряных турбин

Стоимость установки небольшой ветряной турбины может варьироваться в зависимости от размера системы, высоты башни и оборудования, которое вы покупаете. В большинстве случаев, чем больше и выше ветряк, тем дороже он будет.

По данным Американской ассоциации ветроэнергетики (AWEA), небольшие ветряные турбины стоят от 3000 до 5000 долларов за каждый киловатт мощности.Большинство домовладельцев, использующих ветряную турбину в качестве основного источника электроэнергии, устанавливают от 5 до 15 кВт мощности ветра, что означает, что они могут рассчитывать заплатить от 15 000 до 75 000 долларов за свой проект небольшой ветряной турбины. Эти цифры не включают какие-либо федеральные льготы или льготы штата.

Стоит ли устанавливать у себя дома небольшую ветряную турбину?

Небольшие ветряные турбины могут быть экономичным способом выработки возобновляемой электроэнергии для вашего дома. Однако многие объекты жилой недвижимости не подходят для установки ветряных турбин по нескольким причинам.

Во-первых, для выработки достаточного количества электроэнергии, чтобы окупить первоначальные вложения, ветряные турбины должны располагаться в ветреном месте. Хотя это может показаться очевидным, недостаточно просто испытать высокие скорости ветра во время штормов или определенных сезонов: вам нужны постоянные модели ветра, способные вращать ветряную турбину в течение всего года, чтобы окупить первоначальные инвестиции.

Как правило, если среднегодовая скорость ветра на вашем участке менее 5 метров в секунду, это, скорее всего, неподходящее место для установки небольшой ветряной турбины.Если вы не уверены в скорости ветра в вашем доме, у Национального управления океанических и атмосферных исследований есть карты ветров, на которых указана средняя скорость ветра по стране по месяцам. В ближайшем аэропорту также может быть записана скорость ветра, если вы хотите получить базовую оценку для своего региона.

Кроме того, небольшие ветряные турбины должны иметь определенное пространство и достигать определенной высоты для достижения значительной экономии электроэнергии. В вашей юрисдикции могут быть постановления о зонировании, которые ограничивают высоту конструкции, которую вы можете установить на своей собственности, тем самым ограничивая, сколько электроэнергии способна производить ваша ветряная турбина.Вам также понадобится достаточно открытого земельного участка на вашем участке, чтобы опустить небольшую ветряную турбину для технического обслуживания — многие установщики рекомендуют иметь хотя бы один акр чистой земли.

Однако, если вы живете в ветреном, удаленном месте вне сети, небольшая ветряная турбина может быть более доступной, чем подключение вашего дома к электросети. Кроме того, ветряные микротурбины могут быть полезны для других переносных приложений, не связанных с сетью, таких как зарядка аккумуляторов для жилых автофургонов и парусных лодок.

Установка и обслуживание

После того, как вы определите, подходит ли вам ветряная турбина для жилого дома и где ее можно разместить на вашем участке, следующим шагом будет установка.В большинстве случаев (если вы не можете залить цемент, правильно подключить свою систему и разместить ее там, где она должна быть), бытовую ветряную турбину необходимо установить профессионально. Свяжитесь с производителем вашей системы, чтобы узнать больше о вариантах установки и стоимости.


После того, как ветряная турбина в жилом помещении будет установлена, требования к техническому обслуживанию могут включать ремонт электрических соединений и проводки, а также замену любых корродированных деталей. Например, лопасти малых ветряков служат около 10 лет.Если вся система правильно обслуживается и устанавливается, вы должны рассчитывать, что ее срок службы составит около 20 лет.

Сравните все варианты, прежде чем принимать решение.

Поскольку вы ищете способы вырабатывать собственное электричество, всегда полезно сравнить несколько вариантов, прежде чем принимать окончательное решение. Зарегистрировавшись на EnergySage Solar Marketplace, вы можете получить до семи индивидуальных предложений по установке солнечной энергии на вашем участке. Эти расценки включают информацию о затратах и ​​оценках экономии, которые позволяют сравнить экономические выгоды от солнечной энергии с предложениями малых ветряных турбин.Если вы хотите начать с приблизительных цифр, прежде чем получать расценки, воспользуйтесь нашим солнечным калькулятором.

экологическое содержание


Конструкция ветряной турбины для системы ветроэнергетики

Конструкция ветровой турбины для ветроэнергетики

В основе любой системы производства возобновляемой энергии ветра лежит ветряная турбина . Конструкция ветряной турбины обычно состоит из ротора, генератора постоянного тока (DC) или генератора переменного тока (AC), который установлен на вышке высоко над землей.

Итак, как же устроены ветряные турбины для выработки электроэнергии. Проще говоря, ветряная турбина — это полная противоположность домашнему или настольному вентилятору. Вентилятор использует электричество из сети для вращения и циркуляции воздуха, создавая ветер.

Конструкции ветряных турбин, с другой стороны, используют силу ветра для выработки электроэнергии. Движение ветра вращает или вращает лопасти турбины, которые улавливают кинетическую энергию ветра и преобразуют эту энергию во вращательное движение через вал, чтобы приводить в действие электрический генератор и вырабатывать электричество, как показано.

Типовая конструкция ветряной турбины

На изображении выше показаны основные компоненты, из которых состоит типовая конструкция ветряной турбины . Ветряная турбина извлекает кинетическую энергию из ветра, замедляя ветер и передавая эту энергию вращающемуся валу, поэтому важно иметь хорошую конструкцию. Доступная мощность ветра, доступная для уборки урожая, зависит как от скорости ветра, так и от площади, охватываемой вращающимися лопастями турбины.

Таким образом, чем выше скорость ветра или чем больше лопасти ротора, тем больше энергии может быть извлечено из ветра. Таким образом, мы можем сказать, что выработка энергии ветряной турбиной зависит от взаимодействия между лопастями ротора и ветром, и именно это взаимодействие важно для конструкции ветряной турбины .

Чтобы улучшить это взаимодействие и, следовательно, повысить эффективность, доступны два типа конструкции ветряных турбин. Общая горизонтальная ось и вертикальная ось конструкции ветряной турбины.Конструкция ветряной турбины с горизонтальной осью улавливает больше ветра, поэтому выходная мощность выше, чем у ветряной турбины с вертикальной осью. Недостатком конструкции с горизонтальной осью является то, что мачта, необходимая для поддержки ветряной турбины, намного выше, а конструкция лопастей ротора должна быть намного лучше.

Типовая конструкция ветряной турбины

Турбина с вертикальной осью или VAWT проще в проектировании и обслуживании, но обеспечивает более низкую производительность, чем типы с горизонтальной осью, из-за высокого лобового сопротивления простой конструкции лопастей ротора.Большинство ветряных турбин, вырабатывающих электроэнергию сегодня, коммерчески или внутри страны, являются машинами с горизонтальной осью, поэтому именно эти типы ветряных турбин конструкции мы рассмотрим в этом руководстве по ветряным турбинам.

Ротор — это основная часть современной конструкции ветряной турбины, которая собирает энергию ветра и преобразует ее в механическую энергию в форме вращения. Ротор состоит из двух или более «лопастей» из ламинированного дерева, стекловолокна или металла и защитной ступицы, которая вращается (отсюда и название) вокруг центральной оси.

Подобно крылу самолета, лопасти ветряных турбин создают подъемную силу благодаря своей изогнутой форме. Лопасти ротора отбирают часть кинетической энергии из движущихся воздушных масс в соответствии с принципом подъемной силы со скоростью, определяемой скоростью ветра и формой лопастей. Конечный результат — подъемная сила, перпендикулярная направлению потока воздуха. Затем уловка состоит в том, чтобы сконструировать лопасть ротора так, чтобы она создавала нужную величину подъема и тяги лопасти ротора, обеспечивая оптимальное замедление воздуха и не более того.

К сожалению, лопасти ротора турбины не улавливают 100% всей мощности ветра, так как это означало бы, что воздух за лопатками турбины был бы полностью неподвижен и, следовательно, не позволял бы ветру проходить через лопасти. Теоретическая максимальная эффективность, которую лопасти ротора турбины могут извлекать из энергии ветра, составляет от 30 до 45% и зависит от следующих переменных лопаток ротора: Конструкция лопастей , Число лопастей , Длина лопастей , Лопасти Шаг / угол , Форма лезвия и Материалы и вес лезвия и многие другие.

Конструкция лопастей — Конструкции лопастей ротора работают по принципу подъема или сопротивления для извлечения энергии из текущих воздушных масс. В конструкции подъемных лопастей используется тот же принцип, который позволяет самолетам, воздушным змеям и птицам летать, создавая подъемную силу, перпендикулярную направлению движения. Лопасть несущего винта по существу представляет собой аэродинамическое крыло или крыло, по форме напоминающее крыло самолета. Когда лезвие рассекает воздух, между верхней и нижней поверхностями лезвия создается разница в скорости ветра и давлении.

Давление на нижней поверхности больше и, таким образом, оно «поднимает» лезвие вверх, поэтому мы хотим сделать это усилие как можно большим. Когда лопасти прикреплены к центральной оси вращения, как ротор ветряной турбины, эта подъемная сила преобразуется во вращательное движение.

Этой подъемной силе противодействует сила сопротивления, которая параллельна направлению движения и вызывает турбулентность вокруг задней кромки лопасти, когда она рассекает воздух. Эта турбулентность оказывает тормозящее действие на лопасть, поэтому мы хотим сделать эту силу сопротивления как можно меньшей.Комбинация подъемной силы и сопротивления заставляет ротор вращаться как пропеллер.

Конструкции с тормозами больше используются для вертикальных ветряных турбин с большими чашечными или изогнутыми лопастями. Ветер буквально выталкивает лопасти, прикрепленные к центральному валу. Преимущество лопастей ротора, спроектированных с помощью сопротивления, заключается в более низких скоростях вращения и высоком крутящем моменте, что делает их полезными для перекачивания воды и мощности сельскохозяйственных машин. Ветровые турбины с лифтовым приводом имеют гораздо более высокую скорость вращения, чем тормозные, и поэтому хорошо подходят для выработки электроэнергии.

Номера лопастей — количество лопастей ротора в конструкции ветряной турбины обычно определяется аэродинамической эффективностью и стоимостью. Идеальная конструкция ветряной турбины должна иметь много тонких лопастей ротора, но большинство генераторов ветряных турбин с горизонтальной осью имеют только одну, две или три лопасти ротора. Увеличение количества лопастей ротора выше трех дает лишь небольшое увеличение эффективности ротора, но увеличивает его стоимость, поэтому более трех лопастей обычно не требуется, но для домашнего использования доступны небольшие высокоскоростные многолопастные турбогенераторы.Как правило, чем меньше количество лезвий, тем меньше материала требуется во время производства, что снижает их общую стоимость и сложность.

Роторы с одной лопастью имеют противовес на противоположной стороне ротора, но страдают от высокого напряжения материала и вибрации из-за негладкого вращательного движения одной лопасти, которая должна двигаться быстрее, чтобы улавливать такое же количество энергии ветра.

Также с одинарными или даже двухлопастными роторами большая часть доступного движения воздуха и, следовательно, энергии ветра проходит через непромокаемую площадь поперечного сечения турбины, не взаимодействуя с ротором, что снижает их эффективность.

Многолопастные роторы, напротив, имеют более плавное вращение и более низкий уровень шума. Более низкие скорости вращения и крутящий момент возможны с использованием многолопастных конструкций, что снижает напряжения в трансмиссии, что приводит к снижению затрат на редуктор и генератор. Однако конструкции ветряных турбин с множеством лопастей или очень широкими лопастями будут подвергаться очень большим нагрузкам при очень сильном ветре, поэтому в большинстве конструкций ветряных турбин используются три лопасти ротора.

Нечетное или четное количество лопастей ротора — конструкция ветряной турбины с «ЧЕТНЫМ» количеством лопастей ротора, 2, 4 или 6 и т. Д., Может иметь проблемы со стабильностью при вращении.Это потому, что у каждой лопасти ротора есть точная и противоположная лопасть, которая расположена на 180 o в противоположном направлении. Когда ротор вращается, в тот самый момент, когда самая верхняя лопасть направлена ​​вертикально вверх (положение на 12 часов), самая нижняя лопасть направлена ​​прямо вниз перед опорной башней турбины. В результате самая верхняя лопасть изгибается назад, поскольку она получает максимальную силу от ветра, называемую «осевой нагрузкой», в то время как нижняя лопасть проходит в безветренную зону непосредственно перед опорной башней.

Это неравномерное изгибание лопастей ротора турбины (крайняя верхняя изогнутая под действием ветра и самая нижняя прямая) при каждом вертикальном выравнивании создает нежелательные силы на лопасти ротора и вал ротора, поскольку две лопасти изгибаются вперед и назад при вращении. Для небольшой турбины с жесткими алюминиевыми или стальными лопастями это может не быть проблемой, в отличие от более длинных пластиковых лопаток, армированных стекловолокном.

Конструкция ветряной турбины, которая имеет «ODD» количество лопастей ротора (по крайней мере, три лопасти), вращается более плавно, поскольку гироскопические и изгибающие силы более равномерно уравновешиваются между лопастями, что увеличивает стабильность турбины.

Самая распространенная конструкция ветряных турбин с нечетными лопастями — это трехлопастные турбины. Энергоэффективность трехлопастного ротора немного выше, чем у двухлопастного ротора аналогичного размера, а благодаря дополнительной лопасти они могут вращаться медленнее, что снижает износ и шум.

Кроме того, чтобы избежать турбулентности и взаимодействия между соседними лопастями, расстояние между каждой лопастью многолопастной конструкции и ее скорость вращения должны быть достаточно большими, чтобы одна лопасть не столкнулась с нарушенным, более слабым потоком воздуха, вызванным предыдущим лезвие проходит через ту же точку прямо перед ним.Из-за этого ограничения большинство ветряных турбин необычного типа имеют максимум три лопасти на роторе и обычно вращаются с меньшей скоростью.

Как правило, роторы трехлопастных турбин лучше вписываются в ландшафт, более эстетичны и более аэродинамически эффективны, чем конструкции с двумя лопастями, что способствует тому, что трехлопастные ветряные турбины более доминируют на рынке ветроэнергетики. Хотя некоторые производители выпускают двух- и шестилопастные турбины (для парусных лодок).

Другие преимущества роторов с нечетными (тремя) лопастями включают более плавную работу, меньший шум и меньшее количество столкновений с птицами, что компенсирует недостаток более высоких материальных затрат. Количество лезвий существенно не влияет на уровень шума.

Длина лопасти ротора — Три фактора определяют, сколько кинетической энергии может быть извлечено из ветра ветряной турбиной: «плотность воздуха», «скорость ветра» и «площадь ротора». Плотность воздуха зависит от того, насколько вы находитесь над уровнем моря, а скорость ветра зависит от погоды.Тем не менее, мы можем контролировать площадь вращения, охватываемую лопастями ротора, увеличивая их длину, поскольку размер ротора определяет количество кинетической энергии, которую ветровая турбина может улавливать от ветра.

Лопасти ротора вращаются вокруг центрального подшипника, образуя идеальный круг 360 o при его вращении, и, как мы знаем из школы, площадь круга определяется как: π.r 2 . Таким образом, по мере увеличения рабочей площади ротора площадь, которую он покрывает, также увеличивается пропорционально квадрату радиуса.Таким образом, удвоение длины лопастей турбины приводит к увеличению ее площади в четыре раза, что позволяет ей получать в четыре раза больше энергии ветра. Однако это значительно увеличивает размер, вес и, в конечном итоге, стоимость конструкции ветряной турбины.

Одним из важных аспектов длины лопасти является конечная скорость вращения ротора , являющаяся результатом угловой скорости. Чем больше длина лопатки турбины, тем быстрее вращается наконечник при заданной скорости ветра. Аналогично, для данной длины лопасти ротора, чем выше скорость ветра, тем быстрее вращение.

Тогда почему мы не можем иметь конструкцию ветряной турбины с очень длинными лопастями ротора, работающую в ветреной среде, производящей много бесплатной электроэнергии от ветра. Ответ заключается в том, что наступает момент, когда длина лопастей ротора и скорость ветра фактически снижают выходную эффективность турбины. Вот почему многие более крупные ветряные турбины вращаются с гораздо меньшей скоростью.

Эффективность — это функция от того, насколько быстро кончик ротора вращается при заданной скорости ветра, создавая постоянное отношение скорости ветра к кончику, называемое «отношением концевых скоростей» (λ), которое представляет собой безразмерную единицу, используемую для максимизации эффективности ротора.Другими словами, «отношение конечной скорости» (TSR) — это отношение скорости кончика вращающейся лопасти в об / мин к скорости ветра в километрах в час (км / ч) или милях в час (миль / ч). ).

Хорошая конструкция ветряной турбины определит мощность ротора для любой комбинации скорости ветра и скорости ротора. Чем больше это отношение TSR, тем быстрее вращается ротор ветряной турбины при заданной скорости ветра. Скорость вала, на котором фиксируется ротор, также указывается в оборотах в минуту (об / мин) и зависит от конечной скорости и диаметра лопастей турбины.

Скорость вращения турбин определяется как: об / мин = скорость ветра x передаточное отношение концевой скорости x 60 / (диаметр x π).

Если ротор турбины вращается слишком медленно, он позволяет беспрепятственно проходить слишком большому количеству ветра и, таким образом, не извлекает столько энергии, сколько могло бы. С другой стороны, если лопасть ротора вращается слишком быстро, она кажется ветру как один большой плоский вращающийся круглый диск, который создает большое сопротивление и потери на конце ротора, замедляя ротор. Поэтому важно согласовать скорость вращения ротора турбины с конкретной скоростью ветра, чтобы получить оптимальный КПД.

Роторы турбин с меньшим количеством лопастей достигают максимальной эффективности при более высоких передаточных числах, и, как правило, конструкции трехлопастных ветряных турбин для выработки электроэнергии имеют передаточное отношение оконечных скоростей от 6 до 8, но будут работать более плавно, поскольку они имеют три лопасти. С другой стороны, турбины, используемые для перекачки воды, имеют более низкое передаточное число от 1,5 до 2, поскольку они специально разработаны для создания высокого крутящего момента на низких скоростях.

Шаг / угол лопастей ротора — лопасти ротора ветряной турбины фиксированной конструкции, как правило, не прямые или плоские, как крылья самолета, а вместо этого имеют небольшой изгиб и сужение по длине от кончика до основания, чтобы обеспечить различные скорости вращения. клинок.Этот поворот позволяет лопасти поглощать энергию ветра, когда ветер идет на нее под разными тангенциальными углами, а не только прямо. Прямая или плоская лопасть ротора перестанет подавать подъем и может даже остановиться (сваливаться), если лопасть несущего винта ударится ветром под разными углами, называемыми «углом атаки», особенно если этот угол атаки слишком крутой.

Следовательно, чтобы поддерживать лопасть ротора под оптимальным углом атаки, увеличивая подъемную силу и эффективность, лопасти конструкции ветряной турбины обычно скручены по всей длине лопасти.Кроме того, этот поворот в конструкции ветряной турбины предотвращает слишком быстрое вращение лопастей ротора при высоких скоростях ветра.

Однако для очень крупномасштабных конструкций ветряных турбин, используемых для выработки электроэнергии, это скручивание лопастей может сделать их конструкцию очень сложной и дорогостоящей, поэтому для идеального выравнивания угла атаки лопастей используется другая форма аэродинамического контроля. с направлением ветра.

Аэродинамической мощностью, производимой ветряной турбиной, можно управлять, регулируя угол наклона ветряной турбины в зависимости от угла атаки ветра, когда каждая лопасть вращается вокруг своей продольной оси.Тогда лопасти ротора с регулировкой шага могут быть более плоскими и прямыми, но, как правило, эти большие лопасти имеют похожий поворот в своей геометрии, но намного меньше, чтобы оптимизировать тангенциальную нагрузку на лопасть ротора.

Каждая лопасть ротора имеет механизм вращения, пассивный или динамический, встроенный в основание лопасти, обеспечивающий равномерное постепенное регулирование шага по всей длине (постоянное вращение). Требуемый шаг наклона составляет всего несколько градусов, так как небольшие изменения угла наклона могут сильно повлиять на выходную мощность, поскольку мы знаем из предыдущего урока, что энергия, содержащаяся в ветре, пропорциональна кубу скорости ветра.

Одним из основных преимуществ управления шагом лопастей ротора является увеличение окна скорости ветра. Положительный угол наклона создает большой пусковой крутящий момент, поскольку ротор начинает вращаться, уменьшая скорость ветра при включении. Аналогичным образом, при высоких скоростях ветра, когда достигается предел максимальной скорости роторов, можно регулировать шаг, чтобы обороты роторов не превысили его предел за счет снижения их эффективности и угла атаки.

Регулировка мощности ветряной турбины может быть достигнута с помощью управления шагом на лопастях ротора, чтобы уменьшить или увеличить подъемную силу на лопастях путем управления углом атаки.Лопасти меньшего размера достигают этого за счет небольшого поворота в их конструкции.

В более крупных коммерческих ветряных турбинах используется либо пассивное регулирование шага с помощью центробежных пружин и рычагов (аналогично роторам вертолетов), либо активное с использованием небольших электродвигателей, встроенных в ступицу лопастей, чтобы повернуть ее на требуемые несколько градусов. Основные недостатки регулировки высоты тона — надежность и стоимость.

Конструкция лопастей — кинетическая энергия, извлекаемая из ветра, зависит от геометрии лопастей ротора, поэтому важно определить аэродинамически оптимальную форму и конструкцию лопастей.

Но так же, как и аэродинамический дизайн лопасти несущего винта, не менее важна и конструкция. Конструктивная конструкция лопасти состоит из выбора материала и прочности, поскольку лопасти изгибаются и изгибаются под действием энергии ветра во время вращения.

Очевидно, что идеальный конструкционный материал для лопасти ротора сочетает в себе необходимые структурные свойства, такие как высокое отношение прочности к весу, высокую усталостную долговечность, жесткость, собственную частоту вибрации и сопротивление усталости, а также низкую стоимость и способность легко формироваться. в желаемую форму крыла.

Роторные лопасти небольших турбин, используемых в жилых помещениях, мощностью от 100 Вт и выше, как правило, изготавливаются из массивной резной древесины, деревянных ламинатов или композитных материалов из шпона, а также из алюминия или стали. Деревянные лопасти ротора прочные, легкие, дешевые, гибкие и популярны в большинстве конструкций ветряных турбин, которые можно строить своими руками, поскольку их легко изготовить. Однако низкая прочность деревянных ламинатов по сравнению с другими древесными материалами делает их непригодными для лезвий с тонкой конструкцией, работающих с высокими скоростями вращения.

Алюминиевые лезвия также легкие, прочные и с ними легко работать, но они более дорогие, легко гнутся и страдают от усталости металла. Точно так же в стальных лопастях используется самый дешевый материал, и их можно формировать и формировать в изогнутые панели в соответствии с требуемым профилем крыла. Однако в стальных панелях гораздо труднее ввести скручивание, и вместе с плохими усталостными свойствами, то есть ржавчиной, сталь используется редко.

Лопасти ротора, используемые для очень большой горизонтальной оси ветровой турбины , конструкция , изготовлена ​​из армированных пластиковых композитов с наиболее распространенными композитами, состоящими из стекловолокна / полиэфирной смолы, стекловолокна / эпоксидной смолы, стекловолокна / полиэстера и композитов из углеродного волокна.Композиты из стекловолокна и углеродного волокна имеют значительно более высокое отношение прочности на сжатие к массе по сравнению с другими материалами. Кроме того, стекловолокно является легким, прочным, недорогим, обладает хорошими усталостными характеристиками и может использоваться в различных производственных процессах.

Размер, тип и конструкция ветряной турбины, которая может вам понадобиться, зависит от вашего конкретного применения и требований к мощности. Конструкции малых ветряных турбин варьируются в размерах от 20 Вт до 50 киловатт (кВт) с меньшими или «микро» (от 20 до 500 Вт) турбинами, которые могут использоваться в жилых районах для различных применений, таких как производство электроэнергии для зарядки аккумуляторов и питания. огни.

Энергия ветра является одним из самых быстрорастущих источников возобновляемой энергии в мире, поскольку это чистый, широко распространенный энергетический ресурс, который имеется в изобилии, имеет нулевую стоимость топлива и технологию производства электроэнергии без выбросов. Большинство современных ветряных генераторов, доступных сегодня, спроектированы для установки и использования в бытовых установках.

В результате они стали меньше и легче, что позволяет быстро и легко монтировать их непосредственно на крыше, на короткой опоре или башне.Установка более нового турбогенератора как части вашей домашней ветроэнергетической системы позволит вам снизить большую часть более высоких затрат на обслуживание и установку более высокой и более дорогой турбинной башни, как это было бы раньше в прошлом.

В следующем уроке о Wind Energy мы рассмотрим работу и конструкцию генераторов ветряных турбин, используемых для выработки электроэнергии в составе домашней ветряной системы.

Солнечные и ветровые системы в жилых домах: каковы затраты на электроэнергию?

Домовладельцы, планирующие использовать солнечную энергию или ветряную установку для жилых домов, могут быстро столкнуться с шоком от наклеек, когда узнают, сколько будут стоить эти установки.Стоимость установки ветряных турбин может достигать 65 000 долларов, в то время как средняя стоимость профессионально установленной системы солнечных панелей в стране составляет от 8 до 9 долларов за ватт. Это означает, что подключенная к сети система мощностью 2 киловатт (кВт) без резервного аккумулятора может стоить до 16 000 долларов, а аналогичная система мощностью 5 кВт может стоить более 40 000 долларов. Резервные батареи глубокого цикла для ветряных и солнечных батарей могут добавить на 20-30 процентов больше. И хотя вы можете сэкономить около 2 долларов на ватт, выполнив работу самостоятельно, многие программы энергоэффективности требуют сертификации.

Однако не теряйте надежды, если вы действительно стремитесь снабжать свой дом энергией солнца и ветра. Читайте дальше, чтобы узнать, какие факторы следует учитывать при выборе домашней солнечной и ветряной электростанции и как снизить затраты до более достижимого уровня.

Солнечная энергия может быть доступной

Поскольку спрос на солнечную и ветровую энергию как в жилищном, так и в коммерческом секторе растет, технология совершенствуется, появляется больше производителей, а цены падают.В случае солнечной энергии стоимость средней солнечной панели в 1980 году составляла 21 доллар за ватт (например: 15-ваттная панель будет стоить 315 долларов). Сегодня средняя стоимость составляет около 1,03 доллара за ватт, что на 90 процентов меньше всего за 25 лет. Также увеличилась выходная мощность. В 1980 году обычная солнечная панель могла выдавать 22 Вт. Сейчас 100-ваттные панели являются обычным явлением, если их не много, они предлагают увеличение мощности на 450%. Более того, есть также новые улучшения, доступные за счет отслеживания (моторизованное крепление отслеживает солнце в течение дня для повышения эффективности) и концентрации солнечного света для извлечения до 75 процентов солнечных лучей и повышения эффективности в 1000 раз по сравнению с обычными плоскими панелями.

Несмотря на недавнее сокращение затрат, причина, по которой бытовые системы возобновляемой энергии являются дорогими, проста: вы инвестируете в электростанцию ​​домашнего размера. Как и любая крупная электростанция, это долгосрочное вложение на срок от 15 до 25 лет. И, как и в случае с любыми другими долгосрочными инвестициями, вы должны сначала уделить несколько минут тому, чтобы обдумать свои потребности и цели:

  • Сколько электроэнергии вы потребляете каждый день?
  • В сельской местности будет ли дороже приносить в дом столбы и провода?
  • Ваша цель — достичь самоокупаемости при сохранении привязки к сетке?
  • Ваша цель убрать электросеть из дома?

Расчет вашего использования: сколько солнечной или ветровой энергии вам нужно?

Подсчитать ваше использование может быть непросто, но это важно при принятии решения о том, сколько солнечной или ветровой энергии вам понадобится.Во-первых, вам нужно понять разницу между ваттами и ватт-часами. Мощность (ватт), необходимая для работы вещей в вашем доме, не измеряется так, как показывают ваши счета за коммунальные услуги (ватт-часы). 50-ваттная лампочка при каждом включении сжигает 50 ватт энергии. Если у вас 30-ваттная батарея, 50-ваттная лампочка не будет гореть полностью и быстро разрядит батарею.

Между тем,

ватт-часа — это единицы измерения энергии, используемой с течением времени. Итак, за один час 50-ваттная лампочка потребляет 50-ватт-часов, или.05 киловатт-часов (кВтч).

Важно помнить, что ватт-часы НЕ взаимозаменяемы при проведении расчетов. При этом способ определить свое использование — это просмотреть счета за коммунальные услуги. Например, предположим, что вы используете в среднем 1000 кВт / ч в месяц. Это составляет 33,33 кВтч в день.

Следующий шаг — выяснить, какие электроприборы и устройства вы используете, сколько ватт они потребляют и как долго вы их используете. Чтобы вычислить киловатт-час устройства или прибора, умножьте количество ватт на часы, которые оно работает в течение дня.Морозильный ларь на 500 ватт, работающий в течение десяти часов, потребляет пять киловатт-часов энергии.

Сколько солнечного света можно уловить?

Следующим шагом для поиска является количество прямого солнечного света, которое получает ваше местоположение, также известное как «инсоляция». Инсоляция зависит от угла наклона солнца, погоды, атмосферы, высоты и местоположения на земном шаре. Чем дальше к северу или югу от экватора, тем меньше часов солнечного света.

Теперь мы можем определить, сколько панелей вам может понадобиться, посчитав эффективность системы.Предположим, что ваши часы инсоляции равны 4,5. Эффективность системы является продуктом рейтингов эффективности оборудования для управления током: инвертора (для преобразования 12 вольт постоянного тока в 120 вольт переменного тока и сглаживания его в красивый, чистый 60-герцовый цикл), контроллера заряда батареи и глубокого цикла. батареи. Инверторы обычно имеют КПД около 95 процентов, контроллеры заряда — 98 процентов, а батареи — 80 процентов.

Итак, если мы умножим 0,95 на 0,98 на 0,80, мы получим эффективность системы 0,74 или 74 процента.Это означает, что с этим оборудованием 100-ваттные солнечные панели фактически производят 74 ватт. Если бы наша система была эффективна на 99 процентов, нам потребовалось бы всего 74 панели. Поскольку эффективность нашей системы составляет всего 74 процента, нам нужно 99 панелей для выработки 33 кВт / ч в день, которые используются в нашем примере дома.

В любом случае, это очень большое количество панелей, если вы хотите генерировать достаточно солнечной энергии для удовлетворения своего потребления, и вам нужно потратить много денег для удовлетворения своих требований к электричеству.

Сократите расходы на солнечную энергию за счет меньшей электрической нагрузки

Проще всего найти способы сократить потребление электроэнергии, исключив неэффективные устройства.Во многих частях страны самым большим домашним потребителем электроэнергии являются кондиционеры. 30-тонная центральная система кондиционирования воздуха с рейтингом SEER 13 может потреблять 2,3 кВтч. За десять часов это в сумме составляет 23 кВтч — две трети всей нашей электрической нагрузки.

Существуют различные энергоэффективные способы охлаждения вашего дома. К примеру, болотные охладители работают за счет испарения, хотя они наиболее эффективны в сухой среде. Обычной альтернативой являются абсорбционные чиллеры. Они нагревают хладагент при низком давлении до тех пор, пока он не испарится, а затем он теряет тепло, конденсируясь обратно в жидкость под высоким давлением.Источником тепла может быть природный газ, пропан, керосин или солнечное тепло. Поскольку компрессора для подачи давления нет, система потребляет мало энергии.

Вторым по величине пользователем является электрический водонагреватель, на который приходится 17 процентов годовых затрат на электроэнергию. Нагреватель на 40 галлонов потребляет в среднем 8 кВт / ч в день. Есть несколько энергоэффективных альтернатив: перейти на систему нагрева по запросу, использовать природный газ или пропан для нагрева воды или рассмотреть возможность использования солнечной системы нагрева воды в дополнение к солнечным батареям.Некоторые солнечные водонагревательные системы представляют собой не что иное, как старый бак водонагревателя, выкрашенный в плоский черный цвет и помещенный в изолированную коробку со стеклянным окном, обращенным к солнцу.

Когда пришло время заменить домашнее оборудование, подумайте о переходе на приборы с рейтингом Energy Star и светодиодные лампы. Кроме того, подумайте о том, насколько хорошо изолирован и защищен от непогоды ваш дом и нужно ли его улучшать. Чем больше энергии вы можете прожить без, тем меньше энергии вам потребуется установить.

Допустим, мы установили более эффективные приборы и освещение, заменив водонагреватель и кондиционер на систему охлаждения с абсорбцией солнечной энергии, которая также нагревает воду. Это снижает потребление с 33 кВтч / день до 5 кВтч / день. Это означает, что нам нужно всего 16 панелей, что намного проще.

Расчет стоимости жилой ветряной турбины

Домашняя ветряная энергия прошла долгий путь от ветряных мельниц со стальными лопастями, которые были представлены на американских фермах в 1870-х годах.Небольшие ветряные турбины, вырабатывающие электроэнергию, доступны в различных размерах («паспортная мощность») от 1-киловаттной мощности на крыше или в дымоходе (установленная стоимость — до 7000 долларов США) до 100-киловаттных турбин, установленных на собственной опоре (около Установлено 80000 долларов). Многие турбины мощностью менее 1,2 киловатт доступны в наборах для домовладельцев из домашнего центра.

Однако, несмотря на то, что мощность ветряных турбин может выглядеть привлекательно, получить максимальную мощность за затраченные деньги сложнее, чем солнечная энергия.Хотя солнце светит каждый день, даже в пасмурную погоду, ветер гораздо более непостоянен. Некоторые части страны также более ветреные, чем другие. Следовательно, потребителю необходимо провести гораздо больше исследований, чтобы определить, сколько ветра действительно может быть доступно для его использования.

Скорость ветра также меняется локально на разных высотах. Хотя на уровне улицы может показаться легкий ветерок, на высоте 30 футов это может быть абсолютная тишина, а на высоте 100 футов — ветер. Холмы, речные долины, деревья и здания также сильно влияют на скорость ветра, особенно в городских условиях.Также необходимо учитывать местные строительные нормы и правила.

Допустим, вы хотите добавить в свою систему ветряную турбину на опоре для жилых домов, которая стоит 1800 долларов. 30-футовый столб с растяжками и несколькими мешками с бетоном стоит 500 долларов, что в сумме составляет 2300 долларов. С учетом налоговой льготы по федеральному налогу на электроэнергию цена упадет до 1610 долларов.

Предположим также, что вы сделали свою домашнюю работу по средней годовой скорости ветра. Новая ветряная турбина будет вырабатывать 3,4 кВт / ч в день в средней ветровой зоне 12 миль / ч (класс 4).Однако средняя местная скорость ветра составляет всего около 10 миль в час (класс 2). Итак, теперь мы подсчитали, что при этих условиях ваша турбина будет производить в среднем 2,8 кВт / ч в день (примерно эквивалент 8 солнечных панелей).

Одним из способов преодоления недостатков ветровой генерации является ее объединение с солнечной энергией для создания интегрированной возобновляемой системы, которая становится надежным источником домашней электроэнергии 24 часа в сутки, вырабатывая в среднем 5 кВтч / день. В некоторых частях страны, где доступны чистые измерения, домовладелец может даже продать свою избыточную генерируемую мощность коммунальной компании.

А как насчет скрытых затрат?

Хорошая новость заключается в том, что после того, как ваши возобновляемые системы будут установлены, обслуживание как солнечных панелей, так и ветряных турбин будет минимальным. Чтобы солнечные панели получали максимальную мощность, им может периодически требоваться промывание из шланга пыли и листьев. Панели со временем изнашиваются, теряя в среднем один ватт генерирующей мощности за 20 лет. Ветряные турбины обычно имеют только две движущиеся части, которые подвержены воздействию погодных условий. Лопасти обычно привинчиваются к ступице, которая защищена носовым конусом.Также есть шарнир, который позволяет ветряной турбине поворачиваться против ветра. Оба они могут быть легко заменены деталями от производителя.

Нечто меньшее: система, привязанная к сетке

Тот факт, что вы производите собственную энергию, не означает, что вам нужно полностью отключиться от электросети. Фактически, привязанная к сети солнечная / ветровая система сохраняет соединение с коммунальной сетью, поэтому вы по-прежнему будете ее потребителем, но можете компенсировать энергию, которую вы используете от коммунального предприятия, сделав свою собственную.Допустим, вы покупаете комплект солнечной энергии, который будет генерировать около 1230 Вт для домашнего использования, примерно за 7000 долларов (10 панелей, очиститель энергии и инвертор). В систему также могут быть добавлены аккумуляторные батареи глубокого разряда; они обычно стоят около 250 долларов каждый и служат десять лет.

В среднем, одни только эти панели производят около 4 кВтч для ежедневного использования и сбрасывают 120 кВтч из ежемесячного счета, что дает экономию до 12 процентов при типичном счете за 1000 кВтч в размере 119 долларов (из расчета 11,9 цента / кВтч). Это означает ежемесячную экономию около 14 долларов.24 или 171,36 доллара в год.

Если предположить, что цены и использование останутся замороженными, система окупится за 17 лет или 24 года без федерального налогового кредита. В реальном мире ваши цифры могут измениться по мере роста цен на энергию, а цена, уплачиваемая за каждый кВтч, будет меняться в течение года, со временем увеличиваясь. Учитывая это, окупаемость инвестиций в солнечную энергию на самом деле может занять всего 15 лет или даже меньше. Кроме того, учтите, что 12-процентная экономия энергии конкурентоспособна по сравнению с прибылью, которую вы получили бы, вложив первоначальные 7000 долларов в банк.

Еще один способ окупаемости инвестиций в солнечную энергию — это повышение стоимости вашего дома. Помните также, что по мере совершенствования технологии солнечных панелей домовладелец может заменять старые панели на более новые, более эффективные, которые стоят меньше. Их просто прикручивают к стойке и подключают к цепи. Со временем вы сможете еще больше сэкономить на счете и даже продавать электроэнергию электроэнергетической компании, расширяя и модернизируя как свои панели, так и батареи.

Не все дома и бюджеты могут быть сокращены прямо сейчас на солнечные панели или ветряные турбины, а также переменные, которые используются при вычислении солнечной и солнечной энергии.Стоимость ветра на ватт может иметь большую или меньшую роль в зависимости от множества факторов. Национальный веб-сайт по возобновляемым источникам энергии может предоставить ценную информацию, которая поможет определить, подходит ли ваше местоположение для использования энергии ветра или солнца, или того и другого. Вам нужно будет сделать значительные инвестиции практически при любых обстоятельствах, но если местные условия и ваше финансовое положение совпадают, вы можете обнаружить, что производство возобновляемой энергии — правильный шаг для вашего дома.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.