Модель ветряной электростанции – Проект :МИНИ ВЕТРЯНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ | Социальная сеть работников образования

Проектная работа «Ветряная электростания — альтернативный источник энергии»

Рыжова Ирина — ученица 10 класса

МБОУ Лицей №25 г.Димитровград

Проектная работа «Ветряная электростанция – альтернативный источник энергии»

Актуальность

Интерес автора к данной теме изначально был вызван желанием узнать, как и где получают электрическую энергию, какие виды электростанций существуют и где они расположены.

Не возможно представить жизнь без электричества. Потребности человечества в электроэнергии с каждым годом увеличиваются. В России около 75% энергии производится на тепловых электростанциях. Для её получения используются в основном ископаемые углеводородные источники земли (нефть, природный газ, уголь). Эти углеводороды являются невосполнимыми и их количество в земной коре уменьшается. Существует также проблема в их вредном воздействии продуктов сгорания на окружающую среду и климат. Небезопасными оказались и ГЭС, и АЭС. С целью устранения этих недостатков для получения электроэнергии стали использовать альтернативные источники энергии.

Популярная энергия ветра. Уже давно используется энергия ветра для получения электроэнергии. Это перспективное направление, поскольку движение воздуха происходит постоянно, а запасы ветровой энергии намного превышают запасы энергии воды во всех реках нашей планеты. Однако ветряные генераторы составляют всего 0,001% от общей энергетической потребности.

В ходе изучения и теоретического анализа литературы нас заинтересовал следующий вопрос: возможно ли, изготовить модель ветряной электростанции, которая отсутствовала в школьном кабинете физики.

Таким образом, целью работы является изготовление действующей модели ветряной электростанции.

Объект проекта: получение электрической энергии.

Предмет:

Задачи проекта:

1. Проанализировать научную литературу по проблеме исследования.

2. Изучить принцип действия и устройство электростанции.

3. Изготовить модель ветряной электростанции.

Практическая значимость: создана модель ветряной электростанции для практического использования на уроках физики и географии.

При выполнении проекта были использованы следующие основные методы исследования:

• изучение интернет-материала;

• теоретический анализ научной литературы;

• конструирование и сборка модели ветряной электростанции;

• физический эксперимент.

Теоретическая основа

В процессе изучения материала выяснено, что электрическая энергия может считаться основой цивилизации. Преобразование первичной энергии в электрическую производится на электростанциях.

В нашей стране производится и потребляется огромное количество электроэнергии. Она почти полностью вырабатывается тремя основными типами электростанций: тепловыми, атомными и гидроэлектростанциями.

В России около 75% энергии производится на тепловых электростанциях. ТЭС строят в районах добычи топлива или в районах потребления энергии.

ГЭС выгодно строить на полноводных горных реках. Поэтому наиболее крупные ГЭС построены на сибирских реках: Енисее, Ангаре. Но также построены каскады ГЭС и на равнинных реках: Волге, Каме.

АЭС построены в районах, где потребляется много энергии, а других энергоресурсов не хватает (в западной части страны).

Основными источниками энергии являются твердое топливо, нефть, газ, вода, энергия распада ядер урана и других радиоактивных веществ.

Все основные типы электростанций оказывают значительное негативное воздействие на природу. ТЭС загрязняют воздух, шлаки станций, работающих на угле, занимают огромные территории. Водохранилища равнинных ГЭС заливают плодородные пойменные земли, приводят к заболачиванию земель. Небезопасными оказались и АЭС.

Я считаю, что будущее за использованием нетрадиционных источников энергии — энергии ветра, приливов, Солнца и внутренней энергии Земли. Нужно заботиться о природе, поэтому самый оптимальный вариант – это ветряная электростанция.

Остановимся на преимуществах ветряных электростанций:

• Использование энергии ветра имеет тысячелетнюю историю. Энергия ветра использовалась еще в Древнем Риме для доставки воды и помола зерна.

• Энергия ветра – возобновляемая энергия, а Земля производит ветер постоянно, бесплатно и без ущерба для окружающей среды.

• Энергия ветра не создаёт выбросы парниковых газов.

• Энергия ветра доступна практически в любом месте на планете. Где-то ветер слабее, где-то сильнее, но он есть практически везде.

• Ветрогенераторы не производят вредных выбросов в процессе эксплуатации.

• Ветряные турбины расположены на мачтах, и занимают очень мало места, что позволяет размещать их совместно с другими строениями и объектами.

• Энергия ветра будет особенно востребована в удаленных местах, куда доставка электричества другими привычными способами затруднена.

• Как и другие альтернативные источники энергии, ветряные электростанции снижают зависимость компаний и частных лиц от монополии нефтегазовых кампаний, т.е. создают конкуренцию, от которой должны выиграть конечные потребители. 

Эти преимущества подтолкнули меня узнать, как работает ветряная электростанция, а затем сконструировать и собрать её модель.

Описание работы модели

Ветряная электростанция – это устройство для преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию вращения ротора с последующим ее преобразованием в электрическую энергию.

Создать поток воздуха для модели можно, если использовать здоровые легкие человека, либо вентилятор. Для этого пригодился старый компьютер, детали которого прибрели «вторую жизнь». Для работы вентилятора требуется напряжение в 12 В, поэтому использовали трансформатор.

При работе вентилятора создается воздушный поток, который попадает на лопасти вертушки (ротор), соединенной с валом электрогенератора. При вращении лопастей генератор вырабатывает электрический ток. По проводам ток доходит до закрепленного светодиода. Таким образом, светодиод горит.

Результат

1. В процессе изучения материала выяснено, что электрическая энергия может считаться основой цивилизации. Преобразование первичной энергии в электрическую производится на электростанциях.

2. Я считаю, что будущее за использованием нетрадиционных источников энергии. Самый оптимальный вариант – это ветряная электростанция.

3. Изготовлена действующая модель ветряной электростанции (см. приложение — фото). Она позволяет демонстрировать принцип работы ветряной электростанции, при этом развивает интерес детей к конструированию, моделированию, исследованию.

Литература

1. Безруких П. П., Безруких П.П. (мл.) Что может дать энергия. Ответы на 33 вопроса. М.: НИЦ Инженера, 1998, — 47 с.

2. Кириллин В. А. Энергетика. Главные проблемы: В вопросах и ответах. – М.: Знание, 1997. – 128 с.

3. Лабейш В.Г. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Учеб. пособие. — СПб.: СЗТУ, 2003.-79 с.

4. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Пособие для проведения практических занятий. /Сост. Хахалева Л.В. – Ульяновск, 2008. – 32 с.

5. http://x-creators.ru/neobychnoe/133-vetryanaya-melnica-svoimi-rukami.html

Приложение

infourok.ru

Ветряной генератор — 85 фото установки и монтажа коммуникаций

Электрически энергия стала неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Уже наверное невозможно найти того места, где еще не проложены линии электропередач. Однако, «экономика должна быть экономной» – этот лозунг не теряет своей актуальности, а в контексте энергоносителей он сегодня приобретает особый смысл.

Одним из способов снизить затраты и расход семейного бюджета – использовать альтернативные виды энергии. Одним из таких популярных и доступных вариантов предполагает использовать силу ветра для получения электрической энергии – дешевый и общедоступный способ.

Посмотрите тематические сайты, вы отметите все разнообразие ветрогенераторов. На фото ветряного генератора можно видеть основные элементы конструкции и конечно понять принцип действия: ветер крутит лопасти, а дальше механическая энергия вращения преобразуется в электрическую.

Все так, но давайте более подробно разберемся в особенностях, и попробуем рассмотреть вопрос — как можно сделать такую электростанцию самостоятельно.

Немного теории

Энергия ветра используется человеком с древних времен и еще задолго до того, как ему стало известно электричество. Вспомните хотя бы парусные судна – они до сегодняшнего дня не потеряли своей актуальности и привлекательности.

Кроме всего прочего, современное состояние в контексте потребления энергии, а также ее стоимость, заставляет многих думать об альтернативных источниках. Одним из перспективных направлений является использование энергии ветра.

Известно, что при среднегодовой скорости в 4 м/сек., использовать ветряные электростанции рентабельно и выгодно. Многие домашние умельцы сегодня устанавливают на своих дачных участках ветряки, созданные своими руками.

Это, несомненно, выгодно и позволяет экономить электроэнергию, следовательно – более рационально использовать и семейный бюджет.

Однако, прежде чем принимать решение об установке, ознакомьтесь с картой ветров для вашего региона, определитесь о перспективности и окупаемости, т.е., в целесообразности установки ветряной электростанции конкретно у вас на участке.

Устройство ветряной электростанции достаточно простое: на специальной мачте или высотной конструкции, устанавливаются лопасти, которые будут вращаться под действием ветра.

Вращение передается на генератор электрического тока, который вырабатывает энергию и через специальные трансформаторные устройства, электроэнергия передается потребителю.

При желании и возможностях, вы можете приобрести промышленный образец. Его достоинством будет надежность, продуманность конструкции. Однако стоимость хорошего генератора будет достаточно высокой. Именно высокая цена ветряных электростанций, заставляет домашних мастеров делать их своими руками.

Вариантов того, как сделать ветряной генератор самостоятельно достаточно много. Вы можете найти готовые чертежи и описания.

Давайте попробуем разобраться в некоторых неявных аспектах, о которых нужно знать, прежде чем вы решите взяться за дело, либо примите решение купить промышленную конструкцию.

Типы ветряных электростанций

В целом, ветрогенераторные установки принято классифицировать по нескольким признакам:

Количеству лопастей и материалу, из которого они изготовлены. Чем больше лопастей, тем более чувствителен ветряк. Кроме того, сами лопасти могут быть изготовлены из жесткого и мягкого материала.

Лопасти из мягких материалов называют «парусными», они намного дешевле, но из-за малой механической прочности требуют частого ремонта.

Жесткие лопасти изготавливают из металла или применяют современные композиционные материалы, они надежны, долговечны и не требуют особого обслуживания, но стоят дороже.

Винтовому шагу. Шаг винта может быть фиксированным или настраиваемым. Второй вариант позволяет настраивать скорость вращения, но значительно сложнее в техническом плане, а масса готовой конструкции намного больше.

Ветряк с фиксированным шагом более прост по своей конструкции, стоит дешевле и его масса меньше, однако он не позволяет изменять скорость вращения генераторной турбины.

Расположению винта относительно плоскости горизонта. Существуют конструкции с горизонтальным расположением лопастей и вертикальным. У каждого вида имеются свои достоинства и недостатки.

Ветряки с вертикальным расположением винта более чувствительны, однако для них необходимо предусмотреть возможность изменения ориентации относительно направления ветра, они менее прочные.

Горизонтальные конструкции надежны, выдерживают сильные механические нагрузки, однако менее чувствительны к силе ветра.

Схема ветряного генератора

Ротор или лопасти ветряного генератора. Это сердце ветряка. Именно ротор задает вращение и от его параметров зависит производительность электростанции. Ротор представляет собой конструкцию из специальных лопастей, которая под действием ветра начинает свое вращение.

Поворотная система. Представляет их себя механизм разворота ротора относительно направления ветра. В конструкциях с горизонтальным расположением лопастей, эта система не нужна.

Система передачи вращения от ротора к генератору. В качестве нее используют различные редукторы и ременные передачи. Иногда предусматривают возможность изменения передаточного числа, т.е., своеобразную коробку скоростей.

Генератор электрической энергии. Это очень важный конструктивный элемент и от правильного его выбора зависит очень много.

Самостоятельно выбирая генераторы для частного дома, как правило, свой выбор останавливают на тракторных, они работают при относительно малых оборотах и выдают достаточную мощность.

Преобразователь и стабилизатор. Генератор подключенный к ветряку выдает напряжение не достаточное для работы обычных бытовых электроприборов, а потому, предварительно необходимо такое напряжение получить, для чего используют различные преобразователи. Кроме того, необходимо стабилизировать напряжение, оно не должно зависеть от силы ветра.

Естественно, в рамках небольшой статьи мы не можем рассмотреть всех аспектов такого сложного устройства как ветряная электростанция.

Если вы решите построить ее у себя на участке, вы сможете найти всю информацию в специализированной литературе. В сети интернет есть множество описаний, с чертежами и схемами уже созданных на практике самодельных конструкций.

Фото ветряного генератора

Также рекомендуем посетить:

strojka-gid.ru

Ветряные электростанции для дома и схема ветрогенератора

Самым актуальным и дешевым источником альтернативной энергии можно считать ветряные электростанции, ведь, как известно, ветер не зависит от расположения залежей природных ресурсов и является абсолютно бесплатным.

В связи с серьезностью положения, крупнейшие страны мира даже заключили Киотское соглашение, которое предписывает стимулировать выработку электроэнергии при помощи альтернативных источников, а также обязывает государство выкупать выработанную таким образом энергию у производителей по высоким тарифам. К альтернативным источникам энергии можно отнести и солнечную энергию, переработку бытовых отходов, использование гидротермальных вод и ряд других, однако наиболее привлекательной является именно энергия ветра. Это обусловлено в первую очередь сравнительно небольшим  объемом вложения начального капитала для запуска ветряной электростанции и крайне незначительной зависимостью от необходимого сырья, потому что ветрогенератор может работать в любом месте, где есть ветер, а количество вырабатываемой электрической энергии без труда можно рассчитать с помощью научных методов.

Ветрогенератор для дома

На сегодняшний день ветряные электростанции для дома уже получили достаточно широкое применение в рядовой жизни. Их можно встретить на загородных участках и других объектах, которые удалены от основных электрических сетей. Ведь для подключения электричества приходится прокладывать дополнительные линии электропередач или использовать автономные электростанции, что дорого и не всегда целесообразно.

По расчетам специалистов, для полного обеспечения одного дома электрической энергией достаточно одного ветрогенератора мощностью 5 кВт, при условии, что скорость ветра 1,8-4,5 метра в секунду. Но, к сожалению, ветер весьма непостоянное погодное явление, поэтому желательно приобретать вместе с ветряной электростанцией резервный генератор, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания, или устраивать большую аккумуляторную батарею для запасания выработанной электроэнергии «впрок».

Именно поэтому, прежде чем начинать выбирать модель ветряной электростанции для дома, необходимо проконсультироваться со специалистом, который сможет ответить на ваши вопросы и подобрать оптимальный вариант ветряка под конкретные требования.

Вертикальный ветрогенератор для дома

Виды  ветрогенераторов

Ветряные электростанции можно разделить по направлению оси вращения лопастей, их количеству и материалу, из которого они изготовлены, а также по способу управления лопастями.

1. По количеству лопастей ветряки делятся на двух-, трех-, а также многолопастные. При этом следует помнить, что большое количество лопастей абсолютно не является залогом хорошей работы ветрогенератора. Многолопастные ветряки начинают вращение при меньшей скорости ветра, но, набрав определенное количество оборотов, начинают представлять собой преграду для воздушного потока, и их эффективность падает, в то время как двух- и трехлопастные ветрогенераторы немного медленнее раскручиваются до номинальных оборотов, но не имеют такого большого коэффициента сопротивления воздушному потоку. Поэтому их КПД значительно выше. Многолопастный ветряк лучше всего применять, если он, кроме выработки электроэнергии, выполняет еще какую-то работу, например, приводит в действие водяной насос.
2. По материалам лопастей можно выделить ветрогенераторы с жесткими и парусными лопастями. Первое и для некоторых решающее различие заключается в том, что парусные лопасти проще в изготовлении и значительно дешевле, чем жесткие (которые обычно бывают из металла или стеклопластика). Но это далеко не всегда является преимуществом! С учетом того, что стандартные рабочие обороты генератора составляют примерно 400-600 об/мин, конец лопасти движется со скоростью примерно 500 км/ч. Учитывая, что ветер несет с собой пыль и другой мусор, то даже для жестких лопастей это является серьезным испытанием, и они требуют постоянного обслуживания. А парусная лопасть может полностью износиться уже через год и потребовать полной замены. Поэтому в районах, где ветер достаточно сильный, их использование нецелесообразно.
3. По направлению оси вращения ветрогенераторы делятся на горизонтальные и вертикальные. Вертикальные ветряки более защищены от природных условий, но и количество выработанной электроэнергии у них значительно меньше, чем у горизонтальных. Также преимуществом вертикальных ветрогенераторов является то, что они не требуют ориентирования по ветру, рабочая площадь лопастей у них в два раза меньше, чем у горизонтального ветрогенератора с равноценной площадью ветроколеса. Это значит, что для получения одинакового количества электроэнергии нужен ветряк в два раза мощнее.
4. Также существует разделение по управлению шагом лопастей. Бывают ветряки с фиксированным и изменяемым шагом лопастей. Изменяемый шаг винта можно назвать более выгодным решением только с очень большой натяжкой. С одной стороны, он позволяет расширить диапазон рабочих скоростей для ветряных электростанций, но в то же время усложняет конструкцию лопасти и требует более тяжелого ветроколеса, что обязательно приводит к утяжелению общей конструкции и, соответственно, делает всю систему дороже и при покупке, и в эксплуатации. Поэтому фиксированный шаг лопастей имеет явные преимущества! Есть одна тонкость – даже у ветряка с фиксированным шагом лопастей должен быть предусмотрен «предохранитель», ставящий лопасти в положение «флюгера» при штормовом порыве ветра. Иначе вся конструкция мачты может элементарно рухнуть.

Ветрогенератор, помимо лопастей, которые непосредственно улавливают ветер, и генератора, который преобразует энергию ветра в электрическую, как правило, включает в себя аккумуляторную батарею и инверторную установку. Аккумуляторная батарея необходима для накопления электроэнергии, которая в связи с непостоянством погодных условий просто не может вырабатываться равномерно, а также компенсировать разницу выработки при разной скорости ветра.

Инвертор, в свою очередь, преобразует постоянный ток, подающийся из аккумулятора, в переменный ток, необходимый для работы бытовых электроприборов. Таким образом, каждый элемент ветряной электростанции необходим для выполнения конкретной задачи, и его выбор должен быть обусловлен потребностями в энергии, а по техническим характеристикам подходить для остальных компонентов системы. Все же параметры должны быть предварительно рассчитаны с учетом конкретных условий энергопотребления.

Схема ветрогенератора

Основные преимущества ветрогенераторов:

1. Топливо для работы не требуется, основные затраты идут на установку и проведение систематических профилактических работ для стабильной работы ветрогенератора. В итоге затраты на приобретение оборудования могут окупиться уже в течение года.
2. Не требует вмешательства в работу, так как выработка электроэнергии происходит в любой момент, когда дует ветер, и благодаря аккумуляторам накапливается впрок.
3. В отличие от других видов генераторов ветряки абсолютно бесшумны. Качественно сделанные и установленные ветрогенераторы производят не больше шума, чем тот, который создает ветер, крутящий их лопасти.
4. Не уменьшается производительность в зимнее время, поскольку в отличие от солнечных панелей у ветрогенераторов в зимнее время производительность не падает, а, наоборот, вырастает за счет того, что скорость ветра в зимний период обычно выше, чем летом, что является значительным преимуществом, потому что как раз в зимний период сильно возрастает потребность в электроэнергии.
5. Ветрогенераторы можно устанавливать в любых климатических условиях, и для них подходит практически любой рельеф, но следует учитывать, что любая преграда на пути ветра, как то деревья или дома, может снизить производительность работы ветряка до 30%, но все равно она окажется выше, чем у солнечных батарей.
6. Профилактическое обслуживание генератора следует проводить регулярно, но оно значительно облегчается тем, что при регулярном обслуживании конструкции износ, как правило, незначительный и даже в случае замены определенных компонентов не является дорогим и трудоемким занятием.

Таким образом, комплексная ветро-солнечная система для стабильной работы должна включать в себя: ветрогенератор (средний срок службы 15-20 лет), солнечные панели (30-40 лет), контроллер заряда, инвертор (работают примерно по 5-10 лет) и аккумуляторные батареи, которые в зависимости от типа прослужат от 4 до 10 лет.

Такие системы обычно предназначаются для обеспечения электричеством отдельно стоящих объектов, доступ централизованной энергоподачи к которым затруднен или отсутствует. Их мощность может колебаться от 0,8 до 26 кВт и зависит только от  потребления электроэнергии объектом и мощности установленного оборудования.

batsol.ru

«Ветряное дерево» — мини-электростанция на улицах города

Крона «ветрового дерева» — это 72 микротурбины, способные вырабатывать чуть более 3 киловатт. Безусловно, что данный показатель значительно уступает промышленным моделям, которые производят до 3 мегаватт, но и этого вполне достаточно для работы небольших бытовых приборов, уличного освещения или зарядки электромобилей.

Компания NewWind была создана всего три года назад Жеромом Мишо-Ларивьером. Как-то во время прогулки он обратил внимание на шелестящие на ветру листья деревьев и подумал о том, что хорошо бы превратить эту энергию в электрическую. Так был создан первый 12-метровый пятитонный прототип экологичного «ветряного дерева».

Автор дерева — Жером Мишо-Ларивьер

Прототип будет выставлен на всеобщее обозрение 12 марта на Пляс-де-ля-Конкорд в Париже и простоит 2 месяца. Стоимость необычного ветряка – около 35000 долларов. Начало промышленного производства и продажи также запланированы на март 2015 года. Интерес к новинке уже проявили во многих европейских городах.

www.techcult.ru

Мини ветрогенераторные электростанции

Поиск альтернативных источников энергии непрерывно год от года становиться всё более актуальным. И ветровые электростанции являются одним из таких способов добычи электроэнергии. Многие страны уже на протяжении долгих лет успешно реализуют программу ветровой энергетики и некоторые неплохо в этом преуспели. К примеру, Германия сейчас может производить более 9000 МВт в год. Не отстаёт от неё и Дания.

• За что платить?
  

Государство производит электроэнергию и продаёт её населению, а излишки экспортирует. Понятно, что маленькую гидроэлектростанцию на реке возле дома не смонтируешь, да и комнатных ядерных реакторов пока не придумали, но ветер! Ведь он не требует масштабных капиталовложений или же государственного планирования. Почему же тогда нельзя установить у себя на участке мини ветрогенератор и хотя бы частично компенсировать затраты на энергоносители?

• Основная проблема
  

Если говорить о воде, солнце или же атоме, то эти стихии относительно постоянны и по большому счёту регулируемые. Ветер же «гражданин» довольно ветреный и капризный. Поэтому стационарные большие ветряки принято устанавливать на открытых площадях, прериях или вдоль береговой линии – в местах, где, как правило, преобладает ветряная погода. Вырабатывать электроэнергию такие установки начинают при ветре, который достигает 3-4 м/с. Но, ведь редко встретишь дом, стоящий в поле или просто на свободно продуваемом месте.

Стало быть, обычная ветряная установка не подходит для частного пользования: ветер должен быть не менее 4 м/с, да и размеры у такой ветряной мельницы весьма внушительны.

Но, прогресс не стоит на месте, и мини ветрогенераторные электростанции постепенно начинают входить в быт граждан. Они пока не такие мощные, как их старшие братья (от 600 Вт до 10 кВт) поэтому в основном, их используют, как дополнительный источник энергии.

• Как работают подобные ветряки
  

Ветровые мини электростанции устроены довольно просто. Лопасти ротора (их бывает две или три) движимые ветром через шестерёнчатую систему передают вращательное движение на генератор. Далее трёхфазный переменный ток, который вырабатывает генератор, проходя через контроллер, преобразовывается в постоянный ток и поступает в аккумулятор. Для того чтобы постоянный ток стал переменным он проходит через инвертор и уже можно подключать к розетке торшер или утюг.

Пока дует попутный ветер, мини ветрогенераторная электростанция продолжает вырабатывать ток, который идёт на потребительские нужды и в свою очередь заряжает аккумулятор. Когда погода безветренна – в работу включаются уже аккумуляторные батареи.

Подключать ветряные мини электростанции в доме можно по нескольким схемах. Можно на «попечение» такой станции отдать поливочный насос или овощерезку. При таком подключении электромоторы данных агрегатов будут работать полностью автономно, и диск электросчётчика не будет похож на весёлую детскую карусель.

Или же установить коммутатор и через него «завязать» домашний ветряк и центральную электросеть. В безветренную погоду и при полностью разряженном аккумуляторе будет работать центральная сеть. Или же наоборот – автомат переведёт все электроприборы на работу от мини ветряного генератора, если где-то произойдёт обрыв сети.

• Передовые решения в данной области
  

Американская фирма WindTronic, которая уже не первый год занимается разработкой и модернизацией портативных ветровых электростанций, недавно представила свою новую разработку. Назвали они свой ветряк Windgate. По своей конструкции он скорее напоминает вентилятор. Главной особенностью является то, что такие мини ветрогенераторные электростанции не имеют привычного ротора. Дело в том, что на концах каждой лопасти закреплены постоянные магниты, которые при вращении и выполняют роль ротора. Но, и это ещё не всё – такой компактный ветрогениратор благодаря своей конструкции начинает вращаться при 0,40 м/с, а генерировать электроэнергию начинает уже при 0,9 м/с. Граничная максимальная скорость ветра, которую может выдержать этот малыш (вес его чуть больше 40 кг) составляет 20 м/с.

Единственный весомый недостаток такого ветрового генератора – это его цена. Дело в том, что на сегодняшний день купить мини ветрогениратор Windgate можно за 4,5 тыс.$ и это, увы, очень прискорбно.

• Самодельные устройства
  

Да, цены на миниатюрные ветрогенераторы сегодня очень кусаются, и многие домашние мастера пытаются конструировать такие агрегаты своими силами.

К тому, как сделать мини ветрогенератор одни доходят своим умом, методом проб и ошибок доходят до той конструкции, которая хоть что-то способна вырабатывать, другие же пользуются услугами всемирной сети, находя в ней чертежи и советы по монтажу и обслуживанию установки.

Лопасти могут быть выполнены как из кровельного железа, так и из дерева или фанеры. В качестве накопителя энергии подходит и обычный автомобильный аккумулятор. Генератор можно купить, но некоторые считают, если уж взялся мастерить мини ветрогенератор своими руками, то и сам генератор можно сделать самому, к примеру, из старого электродвигателя. Главное было бы желание.

Определить плюсы и минусы ветровых электростанций можно только после испытания. Но, если агрегат сделан собственными руками, то несколько плюсов будет однозначно: во-первых, освободится сарай от давно лежавших «нужных» вещей, а во-вторых, хорошее настроение от сделанной работы ещё никому не мешало.

avtonomnoeteplo.ru

Новая модель ветрогенератора показывает высокую производительности по сравнению с обычными моделями — Мир технологий

Компания Festo представила на суд широкой публики прототип своей новой модели ветрогенератора, названной Dual Wing Generator. Компания хорошо известна своими разработками в области аэродинамики и не так давно уже смогла заявить о себе, создав уникальную конструкцию робота-чайки. Как утверждают разработчики, разработанная ими модель ветряной электростанции позволяет более эффективно использовать энергию ветра и при прочих равных условиях генерирует более высокие объемы электроэнергии.

Создатели модели по-новому подошли к принципам построения установки, преобразующей энергию воздушных потоков в электричество. Привычные всем нам конструкция ветряных электростанций имеет в своей основе три длинных лопасти, закрепленных на одной оси. Под воздействием потока ветра лопасти начинают вращаться вокруг своей оси, тем самым приводя в движение электрогенератор. Конструкторы компании Festo решили применить в своих разработках принципиально другое решение.

Созданная ими модель электрогенератора имеет в своей конструкции две лопасти длиной 2,5 метра, установленных на высокой вертикальной колонне. По внешнему виду лопасти напоминают крылья самолетов, с утолщенной передней частью и узкой задней, что улучшает их аэродинамические свойства. Под воздействием потока набегающего воздуха лопасти перемещаются вверх-вниз вдоль вертикальной оси. При этом они двигаются в противофазе друг к другу, то сближаясь, то удаляясь, и симметрично меняя при этом угол своего наклона для более эффективного использования воздушного потока.

Микропроцессорный блок через систему датчиков отслеживает скорость ветра и в зависимости от его значения соответственно меняет угол атаки лопастей для поддержания наиболее оптимального режима работы. Через систему передачи энергия вертикального движения лопастей передается на генератор для преобразования механической энергии в электрическую.

По оценкам специалистов компании Festo, созданная ими модель ветряной электростанции показывает лучшую производительность, чем обычные ветряные генераторы с точно таким же размахом лопастей. Так, у DualWingGenerator коэффициент преобразования энергии ветра достигает 45% при скорости воздушного потока4-8 м/с. Пока что компания не называет точных сроков массового производства своих ветроэлектростанций. Специалисты компании внимательно изучают возможности применения своего генератора в быту и бизнесе и продолжают совершенствовать конструкцию установки.

Инновационная компания Festo имеет в своем портфеле и другие новые инновации. К примеру, они создают роботизированных животных и насекомых. В частности были представлены общественности роботы кенгуру и муравьев. Таким разработкам уделяется даже мировыми лидерами, что подтверждают фотографии ниже.

 

gsmavto.com

Преимущества ветрогенераторов

Количество природных ресурсов, которые веками играли роль ключевых источников энергии, продолжает неуклонно снижаться. При параллельном повышении их стоимости это вынуждает человечество активно обращаться к поиску альтернативных решений. Ученые и инженеры всего мира десятилетиями пытаются извлечь максимум энергии из солнечных лучей, естественного движения водных массивов рек и каналов, а также порывов ветра.

Одним из наиболее удачных вариантов, позволяющих обеспечить необходимую эффективность на протяжении всего года и практически во всех уголках планеты, являются ветрогенераторы. Они дают возможность обустроить комфортный быт в частном доме, организовать технологические циклы предприятия и даже питание током целого города. Принцип работы этих энергоустановок и их преимущества на фоне других альтернативных источников энергии рассмотрим ниже.

Особенности конструкции ветряной электростанции

Конструкция устройств, использующих безвозмездный источник энергии, достаточно проста. Ветряная электростанция состоит из лопастей, мачты, электрогенератора и дополнительных приборов, обеспечивающих преобразование, накопление и передачу к потребителям электроэнергии.

Размер и конфигурация лопастей определяют эффективность их вращения по соотношению к силе ветра. Турбина играет роль преобразователя механического движения (вращения) в электрическую энергию. Существуют модификации ветровых генераторов, которые предусматривают возможность складывания мачт, что упрощает обслуживание оборудования.

Принцип работы ветряных электрогенераторов

Работа ветряков основана на принципе преобразования механической энергии в электрическое напряжение. При вращении лопастей под воздействием потоков ветра вырабатывается кинетическая энергия, которая приводит в движение элементы генератора, состоящего из подвижной (ротор) и неподвижной (статор) частей. В процессе раскручивания ротора вокруг него формируется магнитное поле, обеспечивающее выработку электрического тока в обмотке статора. Далее напряжение подается на преобразователь, а затем в накопительные батареи или в потребительскую сеть.

Вышеописанный принцип работы лежит в основе практически на всех моделей ветровых генераторов. Наличие в системе АКБ обеспечивает электроснабжение при штиле или недостаточной для воздействия на лопасти силе ветра. Разработчики конструкций стремятся предусмотреть различные эксплуатационные ситуации, чтобы системы работали в максимальном диапазоне непредсказуемых погодных условий.

Ключевые преимущества ветровых генераторов

• Абсолютная безопасность. Традиционные источники энергии, которые сейчас питают 98% всех городов мира, в качестве побочного эффекта вырабатывают миллиарды кубометров токсичных газов и прочих отходов, которые наносят колоссальный вред экологической обстановке планеты. Ветряк в процессе эксплуатации не выделяет никаких вредных веществ, что делает его абсолютно чистым источником энергии. Его работа остается практически незаметной, он не изменяет силу или направление потоков ветра, аккуратно подстраиваясь под их течение.
• Максимальная эффективность. Ветряной генератор практически не расходует ресурсы, если не считать затрат на периодическое техобслуживание. Ему не нужно топливо, как и прочие иссекаемые запасы. Агрегат генерирует электрическую энергию буквально из воздуха, не используя его при этом как любой другой традиционный ресурс. Благодаря такой особенности ветряки считаются одними из самых перспективных направлений в коммерческой энергетике.
• Надежность. Ветряные электростанции разрабатываются так, чтобы их конструкция могла прослужить десятки и более лет. Для достижения таких целей используются современные сплавы, высокопрочные полимерные композиты, а также комбинации различных износостойких материалов, не поддающихся воздействию коррозии, кислот, солей и прочих агрессивных сред.
• Экономичность. Ветрогенераторы обладают высокими показателями КПД, так как их работа требует минимальных расходов. Сочетание низкой стоимости получаемой энергии и возможных доходов от ее реализации полностью объясняет целесообразность использования этих альтернативных источников.
• Простота сборки и монтажа. Установка бытовых моделей может осуществляться самостоятельно при условии наличия соответствующих знаний и навыков по работе с электросетями и оборудованием. Немаловажным фактором является то, что ветряную электростанцию можно в любое время модернизировать, изменить количество батарей, расширить систему, увеличить число потребителей и скорректировать другие параметры. При этом все работы могут выполняться силами 1–2 квалифицированных специалистов.
• Удобство. Существенным недостатком первых ветрогенераторов была сильная вибрация и шумы, которые они создавали при выработке электрической энергии. Использование современных технических решений позволило свести эти недостатки к минимуму. Современные ветряки отличаются минимальными колебаниями и уровнем помех.
• Отсутствие жестких требований. В отличие от прочего оборудования, вырабатывающего электроэнергию, ветровые генераторы могут устанавливаться на любых открытых частных участках при условии отсутствия помех для воздушных потоков. Для расположения на частной территории вовсе не нужны какие-либо разрешения, исключением являются только слишком крупные конструкции.

Производственная мощность

Современным ветрякам для выработки энергии, достаточной для обеспечения небольшого дома, не нужен сильный ветер. Использование высокопрочных и легких материалов, а также современных наработок в области конструкции лопастей позволили обеспечивать их работоспособность в условиях минимальных воздушных потоков. Для вращения инновационных моделей, соответственно и выработки энергии, достаточно скорости ветра в 1,5–2 м/с. С полной уверенностью можно утверждать, что ветрогенераторы смогут быть эффективными на всей территории России на протяжении всего года.

Характеристики ветряных электростанций непрерывно повышаются, при этом современные модели можно использовать в самых различных целях. Для бытовых нужд чаще всего заказывают генераторы производительностью до 100 кВт. Устройства для промышленных объектов и коммерческой деятельностью способны вырабатывать более 5 МВт. Как правило, это массивные конструкции, размах лопастей которых можете составлять 10 и более метров. Если рассматривать ветровой генератор для индивидуального дома, где присутствует только бытовое оборудование, оптимальным решением будет установка с напряжением 220 В и мощностью порядка 2–10 кВт.

Разновидности ветряных электростанций

По траектории вращения лопастей ветряные электростанции делятся на два вида

1. Горизонтальные ветряные электростанции обладают классической конструкцией, которую можно наблюдать у самолетов или обычных домашних вентиляторов. Большинство моделей оснащается тремя лопастями. Эта разновидность пользуется наибольшей популярностью благодаря оптимальному соотношению цена/производительность. При самой низкой стоимости ветряки этого типа позволяют получить максимальную отдачу от воздушных потоков. Быстроходность конструкций зависит от формы лопастей и материала, из которого они изготовлены. Чем выше этот показатель, тем дешевле требуется генератор. В результате существенно снижаются общая стоимость и затраты на обслуживание.
2. Вертикальные ветряки представляют собой необычные строения, крылья которых размещаются параллельно оси мачты. Преимуществом ветряных электростанций данной разновидности является экономия воздушного пространства. Однако по эффективности они значительно уступают горизонтальным установкам. В то же время существует большое разнообразие модификаций, характеристики которых максимально приближены к конкурентным версиям. При высоких показателях КПД этот вид значительно проигрывает в размерах. Для получения аналогичной мощности требуется установка в 2-3 раза больше по сравнению с горизонтальной версией, что существенно повышает их стоимость.

При возникновении каких-либо вопросов касательно приобретения и эксплуатации этих установок вы всегда можете рассчитывать на поддержку наших экспертов. Опытные специалисты помогут с выбором и расчетами оптимального комплекта техники. При необходимости мастера также выполнят монтажные работы и технические обслуживание. Приобретая у нас ветрогенераторы, вы гарантированно получаете максимальную выгоду и высокое качество.

www.powercity.ru