Ветрогенератор из мотор колеса своими руками. Как собрать вертикальный ветряк с ротором Савониуса на мотор-колесе от электровелосипеда?
В коммерческих ветрогенераторах чаще всего используют винтовые пропеллерные двигатели – у них
максимальный КПД, доходящий до 49%. Это весомое преимущество, и свой третий или
четвертый по счету ветряк вы можете попытаться изготовить по пропелерной схеме -
но винтовые двигатели значительно сложнее изготовить, поэтому если вы хотите
сделать свой первый самодельный ветрогенератор,
т.е. не покупать готовый, а именно сделать ветрогенератор своими руками,
лучше начать с классических конструкций на роторном двигателе, выглядит она так:
Важная деталь:
ротор необходимо поднять достаточно высоко – на 3-4 метра над уровнем земли.
Тогда лопасти ветряка окажутся в зоне свободного ветра, а зона завихрений от
обтекаемых ветром строений останется ниже его.
Однако не стоит
думать, что необходимо поднять ветряк как можно выше любой ценой – на самом деле
скорость ветра пропорциональна корню седьмой степени от высоты – выгода
не большая, но с точки зрения монтажа это весьма существенно!
Один только плюс
– если ветро энергетическая установка (ВЭУ) высоко поднятая над
землей, то она будет выполнять функцию молниеотвода, а это для сельской
местности бывает полезно.
До недавнего
времени главной проблемой в строительстве ветрогенераторов являлся выбор (или
самостоятельная постройка) генератора электрического тока, подключаемого к шкиву
ветрогенератора – всегда легче использовать готовую конструкцию, чем собирать и
наматывать обмотки самостоятельно.
И все поменялось
с появлением мотор-колес для электровелосипедов и электроскутеров – это
идеальные генераторы для домашней ветроэнергетики! В терминах ветроэнергетики
правильнее всего принимать мотор колесо за "многополюсной
тихоходный генератор",
посмотрим, как оно устроено, самое простое и дешевое мотор-колесо для электровелосипеда:
Как мы видим, в
зависимости от конструкции, это от 30 до 50 ниодимовых магнита, закрепленных на
вращающемся статоре и неподвижный ротор с тремя независимыми обмотками. Каждая
обмотка намотана 4-9 параллельно соединенными (для лучшего заполнения паза)
проводами, суммарный диаметр около 3-4мм. Посмотрим, что стоит отметить особо
важным для самостоятельного строительства ветрогенератора из мотор-колеса?
1.В режиме генератора, любое мотор колесо начинает выдавать
ток сразу же, "с пол оборота!"
2.Выдаваемое напряжение пропорционально скорости вращения –
учитывайте это при выборе контроллера.
3.Снимаемую мощность можно увеличить, подключая дополнительные
обмотки!
4.Можно затормозить мотор-колесо закоротив обмотки между
собой – с обмотками ничего страшного не случится, электротормоза такой
конструкции давно используются на электровелосипедах и электроскутерах.
5.Внутри мотор-колеса для электровелосипеда обмотки чаще
бывают соединены по схеме "звезда". А мотор колеса для скутеров и,
особенно, мотор колеса для электросамокатов имеют соединение обмоток по
схеме "треугольник" - имейте в виду это при конструировании! Хотя, залезть в
мотор-колесо и перепаять обмотки не представляет никакого труда, все эти мотор
колеса очень легко открываются!
6.Мотор колеса отличаются по весу и условно делятся на три класса:
4.5-6кг имеют паспортную мощность около 600 – 1000 вт, в случае их использования
по назначению, и КПД порядка 85%.
Мотор-колеса весом от 8 до 10 кг мощностью около 1500 – 2000 ватт. И самые мощные, до 24 кг
включительно, рассчитаны на мощность до 8000 ватт.
7.Цена на голое мотор колесо (т.е. в комплекте нет ничего кроме
самого мотор колеса), которое имеется в наличии в России – около 1000 руб. за
каждый килограмм. Однако, после 8кг цена за килограмм начинает немного расти
из-за редкости и невостребованности этих мотор колес в электротранспорте.
8.Максимальные обороты мотор-колес при эксплуатации по прямому
назначению - от 200 до 400 оборотов в минуту.
Несколько ссылок на то, где лучше покупать мотор-колеса в России (у всех
магазинов есть почтовая доставка и оплата наложенным платежом. По предоплате они
отправляют в Израиль, Беларусь, Казахстан, Латвию, Литву, Украину):
1. www.velomotor.net – всегда в наличии
голые мотор-колеса весом до 6кг.
2. motorboard.ru - мотор-колесо для электросамокатов,
3. northsidecycles.ru - много чего интересного, включая бесколлекторные электродвигатели, это по сути те же самые мотор колеса только в
корпусе традиционного двигателя и со встроенным редуктором 4:1.
Теперь поговорим о конструкциях роторов для ветряков с мотор-колесом.
Естественно, конструкция их может быть абсолютно любая, никаких ограничений нет.
Но, какие-то подходят лучше и считаются проще для самостоятельно изготовления
своего первого ветрогенератора. Абсолютным лидером тут являются вертикальные
конструкции с ротором Савониуса. Этот тип конструкции очень прочен и
долговечен, если построен правильно, имеет относительно небольшую скорость
вращения, что важно именно в конструкции с мотор-колесом в качестве
электрогенератора. Ротор Савониуса может быть легко изготовлен в домашних
условиях, без возни с аэродинамическим профилем крыла и другими проблемами,
связанными с изготовлением горизонтальной "пропеллерной" турбины. Более того, в
отличие от турбины с горизонтальной осью, ротор Савониуса всегда ориентирован по
ветру, и не сильно зависит от турбулентности, что иногда бывает сильным
подспорьем.
К недостатком роторов Савониса (а их достаточное количество) обычно относят их
низкий КПД, всего порядка 15%. К счастью, для конструкций с мотор-колесов
наиболее подходит самый эффективный вид ротора Савониуса:
Он не только имеет аэродинамическое преимущество, так как воздушные потоки
отклоняются лопастями два раза, но лопасти еще имеют некоторый аэродинамический
профиль. Когда на лопасти находит поток воздуха, создается небольшая подъемная
сила и, следовательно, эффективность ротора повышается. Реальные конструкции на
таком профиле начинают движение при ветре, который лицом не ощущается…
Вы можете выбрать любую другую конструкцию ротора ветрогенератора, но что бы
выбор был осознанный, необходимо прочитать хотя бы одну книгу о ветрогенераторах.
Думаю ещё лучше две, это настоящая "Библия ветрогенераторов" и "Ветряки для
чайников", качайте и читайте:
Эти книги хранятся в общедоступном формате DJView, для их прочтения вам
понадобится специальная программа (возможно, она у вас уже установлена), если
нет, то скачать её можно отсюда –
скачать DjVuReader.
Для знающих английский язык есть совсем новая книга на
английском языке, издание 2010 года. Кто не знает английского языка, может так
же скачать, посмотреть картинки и убедиться, что за 50 лет в мире ветряков
ничего особенного не изменилось (если не считать появления мотор-колес,
конечно )))))
Download "Wind Energy Explanained" © 2010 |
