Deflektor s ručičkami veternej turbíny. DIY rotačný veterný generátor

Deflektory sú pripevnené k vývodom potrubí prirodzeného vetrania nad strechami malých podnikov, verejných budov a obytných budov. Pomocou tlaku vetra stimulujú deflektory prievan vo vertikálnych ventilačných kanáloch. Druhou dôležitou funkciou deflektorov je ochrana pred vniknutím dažďa a snehu do vetracích šácht. Boli vyvinuté desiatky modelov ventilačných deflektorov, dizajn niektorých je popísaný nižšie. Najjednoduchšie verzie deflektorov je možné vyrobiť vlastnými rukami.

Vetracie deflektorové zariadenie

Akýkoľvek typ ventilačného deflektora obsahuje štandardné prvky: 2 okuliare, držiaky na kryt a potrubie. Vonkajšie sklo sa rozširuje smerom nadol a spodné je ploché. Valce sú umiestnené na sebe a nad horným je pripevnený kryt. V hornej časti každého valca sú prstencové nárazníky, ktoré menia smer vzduchu vo ventilačnom deflektore ľubovoľnej veľkosti.

Uvoľnenia sú inštalované tak, že vietor na ulici vytvára sanie cez priestory medzi prstencami a urýchľuje odstraňovanie plynov z vetrania.

Konštrukcia ventilačného deflektora je taká, že keď je vietor nasmerovaný zospodu, mechanizmus funguje horšie: odráža sa od veka a smeruje k plynom, ktoré vystupujú do horného otvoru. Táto nevýhoda je prítomná vo väčšej či menšej miere pri akomkoľvek type ventilačného deflektora. Na jeho odstránenie je veko vyrobené v tvare 2 kužeľov, upevnených základňami.

Pri bočnom vetre sa odpadový vzduch odvádza súčasne zhora aj zdola. Keď je vietor nasmerovaný zhora, odtok nastáva zdola.

Ďalším zariadením pre ventilačný deflektor sú rovnaké okuliare, ale strecha je v tvare dáždnika. Práve strecha tu zohráva dôležitú úlohu pri presmerovaní prúdenia vetra.

Princíp činnosti ventilačného deflektora

Princíp činnosti deflektora výfukovej ventilácie je veľmi jednoduchý: vietor dopadá na jeho telo, je prerezaný difúzorom, tlak vo valci klesá, čo znamená, že sa zvyšuje ťah vo výfukovom potrubí. Čím väčší odpor vzduchu vytvára teleso deflektora, tým lepší je ťah vo ventilačných kanáloch. Predpokladá sa, že deflektory na ventilačných potrubiach inštalovaných mierne pod uhlom fungujú lepšie. Účinnosť deflektora závisí od výšky nad úrovňou strechy, veľkosti a tvaru krytu.

Vetrací deflektor v zime zamŕza na potrubí. Na niektorých modeloch s uzavretým telom mráz zvonku nevidno. Ale keď je oblasť prietoku otvorená, z vonkajšej strany spodného skla sa objaví ľad a je okamžite viditeľný.

Správne zvolený deflektor môže zvýšiť účinnosť vetrania až o 20%.

Deflektory sa najčastejšie používajú pri vetraní s prirodzeným ťahom, ale niekedy posilňujú nútené vetranie. Ak sa budova nachádza v oblastiach so zriedkavým a slabým vetrom, hlavnou úlohou zariadenia je zabrániť poklesu alebo „prevráteniu“ prievanu.

Typy deflektorov

Pri výbere ventilačného deflektora sa môžete zmiasť rozmanitosťou.

Najbežnejšie typy ventilačných deflektorov sú dnes:

• TsAGI;
• Grigorovič;
• "Shenard" v tvare hviezdy;
• ASTATO otvorené;
• sférický "Wolper";
• V tvare písmena H.

Plastové ventilačné deflektory sa používajú zriedka, pretože sú krátkodobé a krehké. Je povolené inštalovať plastové deflektory na vetranie pivníc a prízemí. Plastové deflektory sú široko používané len ako autopríslušenstvo.

Niektorí spotrebitelia mylne nazývajú distribučné zariadenia na vetranie podhľadových deflektorov. Vetracie deflektory sú inštalované iba na koncoch výfukových potrubí. Vetranie odsávacích stropov zabezpečujú difúzory a anemostaty, ktorými vzduch preniká rovnomerne a v požadovanom množstve do miestnosti.

Deflektor ASTATO

Model otočného ventilačného deflektora, ktorý využíva mechanický aj veterný ťah. Pri dostatočnej sile vetra sa motor vypne a ASTATO funguje na princípe deflektora výfukovej ventilácie. Pri kľude sa spustí elektromotor, ktorý nijako neovplyvňuje aerodynamiku ventilačného systému, ale zabezpečuje dostatočný podtlak (nie viac ako 35 Pa).

Elektromotor je veľmi ekonomický, zapína sa signálom zo snímača, ktorý meria tlak na výstupe z ventilačného potrubia. V zásade po väčšinu roka funguje ventilačný deflektor na ťah vetra. Deflektor ventilácie ASTATO obsahuje snímač tlaku a časové relé, ktoré automaticky spúšťa a vypína motor. V prípade potreby to možno vykonať ručne.

Statický deflektor s vyhadzovacím ventilátorom

Čiastočne otočný ventilačný deflektor je novinkou, ktorá veľmi úspešne funguje už niekoľko rokov. Na vyústeniach vzduchotechnických potrubí sú osadené deflektory DS, pod nimi sú umiestnené nízkotlakové ventilátory so zníženým hlučným výkonom. Ventilátory sa spúšťajú tlakovým snímačom. Sklo je vyrobené z pozinkovanej ocele s tepelnou izoláciou. Sú na ňu napojené zvukovo izolované vzduchovody a drenáž. Celá konštrukcia je zospodu pokrytá zaveseným stropom.

Deflektorová lopatka

Zariadenie patrí do kategórie aktívnych ventilačných deflektorov. Otáča sa silou pohybujúcich sa prúdov vzduchu. Kryt a kryty sa otáčajú v dôsledku ložiskového modulu. Pri pohybe medzi vrchlíkmi vietor vytvára zónu nízkeho tlaku. Výhodou tohto typu ventilačného deflektora je schopnosť „prispôsobiť sa“ akémukoľvek smeru vetra a dobrá ochrana komína pred vetrom. Nevýhodou otočného ventilačného deflektora je nutnosť mazania ložísk a sledovania ich stavu. V silných mrazoch korouhvička zamŕza a neplní dobre svoju funkciu.

Rotačná turbína

V bezvetrie je turbo deflektor na vetranie v podobe turbíny úplne zbytočný. Preto nie sú rotačné turbíny napriek ich atraktívnemu vzhľadu také rozšírené. Inštalujú sa iba v oblastiach so stabilným vetrom. Ďalším obmedzením je, že takýto turbodeflektor nie je možné použiť pre komíny kachlí na tuhé palivo, pretože sa môže zdeformovať.

DIY ventilačný deflektor

Deflektor Grigorovich sa najčastejšie vyrába vlastnými rukami na vetranie. Zariadenie je pomerne jednoduché a prevádzka tohto typu ventilačného deflektora je neprerušovaná.

Na výrobu ventilačného deflektora Grigorovich vlastnými rukami budete potrebovať:

• pozinkovaný alebo nerezový plech;
• nity, matice, skrutky, svorky;
• elektrická vŕtačka;
• kovové nožnice;
• zapisovateľ;
• pravítko;
• ceruzka;
• kompas;
• niekoľko listov lepenky;
• nožnice na papier.

Krok 1. Výpočet parametrov deflektora

V tomto štádiu musíte vypočítať rozmery ventilačného deflektora a nakresliť schému. Všetky počiatočné výpočty sú založené na priemere ventilačného potrubia.

H = 1,7 x D,

Kde N- výška deflektora, D- priemer komína.

Z = 1,8 x D,

Kde Z- šírka čiapky,

d = 1,3 x D,

d- šírka difúzora.

Vytvárame schému prvkov ventilačného deflektora na lepenke, urobíme to sami a vyrežeme.

Ak nemáte skúsenosti s výrobou deflektorov, odporúčame cvičiť na kartónovej makete.

Krok 2. Vytvorenie deflektora

Vzory obkreslíme na plechu pomocou ryhy a pomocou nožníc získame časti budúceho zariadenia. Časti spájame malými skrutkami, nitmi alebo zváraním. Na inštaláciu uzáveru sme vystrihli držiaky v tvare zakrivených pásikov. Upevníme ich na vonkajšiu stranu difúzora a pripevníme reverzný kužeľ na dáždnik. Všetky komponenty sú pripravené, teraz je celý difúzor zmontovaný priamo na komíne.

Krok 3. Inštalácia deflektora

Spodné sklo nainštalujeme na komínovú rúru a upevníme ho skrutkami. Navrch položíme difúzor (horné sklo), upneme ho svorkou a pripevníme uzáver na konzoly. Práca na vytvorení ventilačného deflektora vlastnými rukami končí inštaláciou reverzného kužeľa, ktorý pomôže zariadeniu fungovať aj v nežiaducom smere vetra.

Výber ventilačného deflektora

Každý majiteľ si chce vybrať najefektívnejší deflektor na vetranie.

Najlepšie modely výfukových ventilačných deflektorov sú:

• TsAGI v tvare disku;
• DS model;
• ASTATO.

Činnosť deflektora vo výpočtoch je určená dvoma parametrami:

• koeficient vákua;
• lokálny stratový koeficient.

Koeficienty závisia iba od modelu a nie od veľkosti ventilačného deflektora.

Napríklad pre DS je lokálny koeficient straty 1,4.

Je ťažké si nevšimnúť, ako sa stabilita dodávok elektriny do prímestských zariadení líši od poskytovania elektriny mestským budovám a podnikom. Priznajte sa, že ste sa ako majiteľ privátu či chaty neraz stretli s prerušením prevádzky, s tým spojenými nepríjemnosťami a poškodením zariadenia.

Vymenované negatívne situácie spolu s dôsledkami už nebudú komplikovať život milovníkom prírodných priestorov. Navyše s minimálnymi pracovnými a finančnými nákladmi. K tomu stačí vyrobiť veterný generátor, ktorý podrobne popisujeme v článku.

Podrobne sme popísali možnosti výroby systému, ktorý je užitočný v domácnosti a eliminuje energetickú závislosť. Podľa našich rád môže neskúsený domáci majster postaviť veterný generátor vlastnými rukami. Toto praktické zariadenie vám pomôže výrazne znížiť vaše každodenné výdavky.

Alternatívne zdroje energie sú snom každého letného obyvateľa alebo majiteľa domu, ktorého pozemok sa nachádza ďaleko od centrálnych sietí. Keď však dostaneme účty za elektrinu spotrebovanú v mestskom byte a pozrieme sa na zvýšené tarify, uvedomíme si, že veterný generátor vytvorený pre domáce potreby by nám neublížil.

Po prečítaní tohto článku si možno svoj sen splníte.

Veterný generátor je vynikajúcim riešením na zásobovanie vidieckeho majetku elektrickou energiou. Navyše v niektorých prípadoch je jeho inštalácia jediným možným riešením.

Aby sme neplytvali peniazmi, námahou a časom, rozhodnime sa: existujú nejaké vonkajšie okolnosti, ktoré nám budú pri prevádzke veterného generátora vytvárať prekážky?

Na zabezpečenie elektrickej energie pre letný dom alebo malú chatu stačí, ktorého výkon nepresiahne 1 kW. Takéto zariadenia v Rusku sa rovnajú výrobkom pre domácnosť. Ich inštalácia nevyžaduje certifikáty, povolenia ani žiadne dodatočné schválenia.

Súbor potrebných komunikácií na zabezpečenie pohodlných podmienok v budove akéhokoľvek účelu zahŕňa okrem iného inštaláciu ventilačného systému. V ideálnom prípade by mala byť energeticky nezávislá – to je v moderných podmienkach veľmi dôležité bez zastavenia rastu cien energií. Preto sa už vo fáze navrhovania komunikácií najprv zvažuje prirodzené vetranie. V tomto prípade je správnym prístupom k technologickému riešeniu systému rotačný deflektor integrovaný do vzduchotechnického potrubia.

S trakciou nemôžu byť žiadne problémy

Účelom akéhokoľvek ventilačného systému je odstrániť znečistený vzduch a prebytočnú vlhkosť z priestorov, to znamená zabezpečiť normálnu výmenu vzduchu. K tomu dôjde, ak vetracie potrubie funguje efektívne a správne - prievan v ňom je vynikajúci. Ak sa v tomto smere vyskytnú problémy, často ich vyvoláva dážď, sneh alebo veterné masy vnikajúce do kanálovej šachty. Tiež zlý ťah môže byť spôsobený nesprávnym umiestnením vetracieho potrubia, jeho nedostatočnou výškou alebo nesprávne zvoleným priemerom vzduchového potrubia. Inštalácia rotačného deflektora je určená na odstránenie takýchto nedostatkov prirodzeného vetrania.

Odkaz. Rotačný deflektor má iné názvy - turbodeflektor alebo rotačná turbína. Ide o zložitý mechanizmus s otočnou časťou - aktívnou hlavou, vybavený špeciálnym systémom čepele. Konštrukcia má aj statickú časť - základňu, na ktorú je pripevnená hlavica a napojená na ventilačné potrubie.

Výhody rotačného deflektora

• Bez ohľadu na smer vetra prebiehajú rotačné pohyby aktívnej hlavy v rovnakom smere. V dôsledku toho sa vo ventilačnom potrubí dosiahne účinok „čiastočného vákua“ - vzduch sa riedi, sila prúdenia sa zvyšuje a riziko spätného ťahu sa blíži k nule.
• Rotačné modely úplne eliminujú vplyv vonkajších faktorov – zrážok a nárazového vetra – na účinnosť vetrania.
• Samostatnosť fungovania mechanického zariadenia, ktoré zvyšuje výkon systému výmeny vzduchu, je jednou z jeho najdôležitejších výhod.
• Nízke náklady na modernizáciu vetrania.
• Rýchla návratnosť investície na inštaláciu deflektora s turbínami.
• Ochrana ventilačnej šachty pred úlomkami, vtákmi atď.
• Dekoratívna úplnosť potrubia umiestneného na streche - akákoľvek fasáda ťaží z prítomnosti takéhoto sférického objektu.

Dôležité! Otočný deflektor zvyšuje účinnosť štandardného systému prirodzeného prívodu a odvodu ventilácie 2-4 krát. „Zosilnenie“ zároveň nevyžaduje pripojenie k napájaciemu zdroju, čo zodpovedá moderným trendom energetickej efektívnosti budov a stavieb.

Aké sú nevýhody turbo deflektora?

Rotačný dizajn je závislý od počasia – to je vlastne jeho jediná, no veľmi dôležitá nevýhoda. V pokojnom počasí sa turbo deflektor v podstate nelíši od bežnej ochrannej kapoty na potrubí vzduchového potrubia.

Je možné vyrobiť rotačný deflektor vlastnými rukami?

Jednoduchšie typy deflektorov, ktoré sa v praxi používajú už dlho, si šikovní domáci často vyrobia svojpomocne. Túto prácu v zásade zvládne aj technicky zdatný človek. Je pravda, že si to bude vyžadovať vypracovanie pracovného výkresu budúceho dizajnu, správne vykonanie meraní a vytvorenie schémy na inštaláciu deflektora.

Pokiaľ ide o variáciu s turbodúchadlom, nie všetko je také jednoduché - ide o technicky zložitejšiu konštrukciu. Preto takmer vždy, keď sa rozhodli použiť rotačný model, kupujú ho vo forme profesionálne vyrobeného produktu.

Čo ponúka trh?

Turbovent

Sortiment rotačných deflektorov tejto značky predstavujú modely rôznych geometrických tvarov, pokiaľ ide o pevnú základňu:

• A – okrúhle potrubie;
• B – štvorcové potrubie;
• C – štvorcová plochá základňa.

Označenia produktov v sortimente sú prezentované ako TA-315, TA-355, TA-500. Digitálny index udáva priemer guľatiny alebo parametre pravouhlých podstavcov. Z nich je možné posúdiť rozmery mechanizmu, ako aj rozsah jeho použitia. Napríklad TA-315 a TA-355 sú relevantné pri organizovaní výmeny vzduchu v priestore pod strechou. Ale TA-500 je univerzálne zariadenie a môže byť integrované do vetrania obytnej budovy.

Rotačný deflektor Turbovent sa vyrába v Rusku - v regióne Nižný Novgorod, v meste Arzamas.

Rotovent

Nerezové deflektory vyrobené v Poľsku. Vhodné pre strechy akejkoľvek konfigurácie. Výrobky sú vyrobené z vysoko kvalitnej nehrdzavejúcej ocele. Zariadenia sú univerzálne – vhodné pre vetracie systémy aj komíny. Hranica prevádzkovej teploty je 500 C.

Turbomax

Rotačný deflektor vyrobený spoločnosťou z Bieloruskej republiky. Výrobca umiestňuje svoje produkty ako otočný odsávač dymu Turbomax1. Ale je vhodný aj na vetranie. Bez obáv ho možno použiť v oblastiach so zónami zaťaženia vetrom II a III. Spoločnosť zameriava pozornosť spotrebiteľov na to, že sú pripravení vyrobiť produkt na zákazku podľa parametrov pre konkrétny objekt.

Funkcie inštalácie

Továrenský turbo deflektor je jednodielny, pripravený na inštaláciu. Má aktívny pohyblivý vrch a základňu, ktorá obsahuje ložiská s nulovým odporom. Výrobok je navrhnutý tak, aby sa ani pri silnom nárazovom vetre nenaklonil a nesfúkol.

Pozor! Pri inštalácii je dôležité vziať do úvahy, že deflektor akejkoľvek úpravy by mal stúpať nad strechou o 1,5-2,0 m. Ak sa toto zariadenie dodrží, prievan vo vetracom potrubí sa ešte zvýši.

Na záver by sme chceli poznamenať, že rotačné deflektory sú najdrahšie vo svojom segmente. Spotrebiteľ je v tomto prípade požiadaný o výber vhodnej konštrukcie z nehrdzavejúcej ocele, pozinkovanej alebo konštrukčnej ocele s ochranným polymérnym náterom, ktorej farbu je možné prispôsobiť dizajnu fasády. Samozrejme, typ materiálu, z ktorého je deflektor vyrobený, ovplyvňuje jeho cenu.

Neuveriteľné! Ale čoskoro sa to stane. Alternatívne zdroje energie tretej generácie spôsobia revolúciu vo svete ako celku. Začiatok už bol urobený. Veterné turbíny sú elektrickou energiou budúcnosti ľudstva.

Úvod

Napriek tomu, že sa alternatívnym formám energie, ako sú napríklad veterné turbíny, stále venuje nezaslúžene malá pozornosť, naďalej sa rýchlo rozvíjajú. Snáď už čoskoro mocní pochopia, že bezohľadná ťažba prináša viac škody ako úžitku a prírodné formy energie sa pevne udomácnia v našom každodennom živote. Táto nádej úzko súvisí so skutočnosťou, že pred časom bol ohlásený vzhľad veterného generátora tretej generácie.

Čo je veterný generátor tretej generácie

Tradične sa verí, že zariadenia prvej generácie, ktoré premieňali veternú energiu, boli obyčajné lodné plachty a mlynské krídla. Pred niečo vyše storočím, s rozvojom letectva, sa objavil veterný generátor druhej generácie - mechanizmus, ktorého činnosť bola založená na princípoch aerodynamiky krídel.

V tom čase to bol prelom! Aj keď, ak to vezmeme ako celok, veterné mlyny druhej generácie sú nízkoenergetické, pretože kvôli svojim konštrukčným vlastnostiam nemôžu fungovať v silnom vetre. Preto, aby bolo možné prijímať viac elektriny, bolo potrebné zväčšiť veľkosť, čo znamenalo dodatočné finančné náklady na vývoj, výrobu, inštaláciu a jeho prevádzku. Prirodzene, nemohlo to takto zostať dlho.

Začiatkom roku 2000 oznámili vývojoví špecialisti vzhľad veterného generátora tretej generácie - veternej turbíny. Dizajn, princíp fungovania, inštalácia a čo je najdôležitejšie, sila nového zariadenia sa zásadne líši od jeho predchodcov.

Zariadenie

Jednoduchosť. Presne týmto slovom možno opísať konštrukciu generátora veternej turbíny. V porovnaní s lopatkovými veternými generátormi má veterná turbína oveľa menší počet pracovných jednotiek a oveľa viac pevných prvkov, vďaka čomu je odolnejšia voči rôznym statickým a dynamickým zaťaženiam.

Dizajn veternej turbíny:

• kapotáž, existuje vnútorná a vonkajšia;
• kapotáž zostavy turbogenerátora;
• gondola;
• turbína;
• generátor;
• dynamická upevňovacia jednotka.

Medzi doplnkovými systémami je veterný generátor vybavený inverznými, akumulačnými a riadiacimi jednotkami. Neexistujú žiadne systémy na nastavenie lopatiek a orientácie voči vetru, tradičné pre veterný generátor s lopatkami. Ten je nahradený kapotážou, ktorá zároveň funguje ako tryska, zachytáva vietor a zvyšuje jeho výkon. Ak vezmeme do úvahy, že energia prúdenia vetra sa rovná jeho rýchlosti v kocke V3, potom vzhľadom na prítomnosť dýzy tento vzorec vyzerá takto: V3x4 = Ex64. Navyše vďaka svojmu valcovému dizajnu má kapotáž schopnosť samoprispôsobenia sa smeru vetra.

Výhody

Každý nový produkt alebo vynález sa musí vždy výrazne odlišovať od svojich predchodcov a vždy k lepšiemu. To všetko sa dá povedať o novom veternom generátore s turbo dizajnom. Jednou z hlavných výhod veternej turbíny je jej odolnosť voči silnému vetru. Jeho konštrukcia je navrhnutá tak, aby fungovala efektívne a bezpečne nad kritickými limitmi pre konvenčné lopatkové veterné turbíny: od 25 m/s do 60 m/s. Ale to nie je jediná výhoda, ktorú má veterná turbína, je ich niekoľko:

1. Nedostatok infrazvukových vĺn. Vedcom sa konečne podarilo vyriešiť jeden z dôležitých problémov, ktoré veterné turbíny majú. Práve pre existenciu takéhoto vedľajšieho efektu je APU (veterná elektráreň) kritizovaná odporcami alternatívnej energie, infrazvuk negatívne ovplyvňuje životné prostredie. Ale teraz, vďaka absencii infrazvukových vĺn, môžu byť turbínové veterné generátory inštalované aj v rámci mestských hraníc.



2. Absencia lopatiek eliminuje niekoľko úloh, ktorým čelili dizajnéri a výrobcovia veterného generátora. Po prvé, odpadajú značné náklady na úsilie a peniaze na prevádzkové riadenie veterných turbín s lopatkami. Po druhé, lopatka veterného kolesa je najťažším prvkom veterného generátora na výrobu. Leví podiel nákladov na konvenčnú veternú turbínu tvoria náklady na výrobu lopatiek. Okrem toho sú známe prípady, keď sa pri silných nárazoch vetra zlomila čepeľ, ktorá rozmetala úlomky na stovky metrov.
3. Jednoduchá montáž a inštalácia. Všetky zložité konštrukcie alebo komponenty vyrába a montuje výrobný závod, na mieste prebieha iba posledná fáza montáže a inštalácie na stožiar. Navyše, ľahkosť konštrukčných prvkov vám umožňuje pri inštalácii veterného generátora používať najbežnejšie zdvíhacie zariadenia.
4. Schéma zapojenia. Na rozdiel od APU s lopatkami je turbína pripojená podľa štandardnej schémy. Túto skutočnosť nijako neovplyvňujú technické podmienky predložené budúcim vlastníkom veternej turbíny.
5. Dlhá životnosť je spôsobená materiálmi, z ktorých je veterný generátor a jeho jednotlivé časti vyrobené. S prihliadnutím na preventívnu údržbu, ktorá je potrebná pri prevádzke veternej turbíny, môže byť životnosť zariadenia až 50 rokov.



Geografia prevádzky APU turbíny

Najrealistickejším a najoptimálnejším miestom na inštaláciu turbínového veterného generátora by bolo pobrežie jazera alebo mora. V blízkosti vodných plôch bude takýto veterný generátor fungovať takmer po celý rok, pretože vďaka svojmu tryskovému zariadeniu je veľmi citlivý na slabý vánok a iné najmenšie prejavy vetra s rýchlosťou 2 m/sec.

S rovnakým úspechom bude VST fungovať v meste, kde konvenčný veterný generátor nemôže fungovať z niekoľkých známych dôvodov:

1. Nebezpečnosť veterných turbín s lopatkami.
2. Infrazvuk, ktorý vyžarujú.
3. Minimálna rýchlosť vetra pre prevádzku veterného generátora s lopatkami je 4 m/s.

Zaujímavý fakt, ktorý dokazuje výhodu VTU

Jedným zo základných kameňov, na ktorých je postavená pozícia odporcov alternatívnej energie, je, že veterné elektrárne zasahujú do prevádzky lokalizačných zariadení. Počas prevádzky veterný generátor ruší prechod rádiových vĺn. Vzhľadom na veľkosť jednotlivých veterných elektrární, ktorá sa môže pohybovať od niekoľkých desiatok do stoviek kilometrov štvorcových, je zrejmé, prečo vlády mnohých krajín začali blokovať projekty alternatívnej energie na štátnej úrovni – ide o priame ohrozenie národnej bezpečnosti .


Z tohto dôvodu sa francúzska spoločnosť vyrábajúca komponenty pre veterné generátory podujala na neľahkú úlohu z hľadiska prevedenia – urobiť pre radar neviditeľné samotné veterné elektrárne, a nie priestor okolo veterného generátora. Na tento účel sa využijú skúsenosti získané pri výrobe lietadiel Stealth. Nové komponenty by mali byť uvedené na trh v roku 2015.

Kde je však skutočnosť, ktorá dokazuje výhodu VST oproti veterným turbínam s lopatkami? Faktom ale je, že veterné turbíny neprekážajú pri prevádzke lokalizačných zariadení ani bez drahej technológie Stealth.

Perspektívy rozvoja alternatívnej veternej energie

Prvé pokusy začať používať veterný generátor v priemyselnom meradle sa uskutočnili už v polovici minulého storočia, ale boli neúspešné. Bolo to spôsobené tým, že zdroje ropy boli relatívne lacné a výstavba veterných elektrární bola nerentabilne drahá. Ale doslova o 25 rokov neskôr sa situácia radikálne zmenila.

Alternatívne zdroje energie sa začali intenzívne rozvíjať v 70. rokoch minulého storočia po tom, čo sa tempo strojárstva vo svete prudko zvýšilo a krajiny čelili nedostatku ropy, čo viedlo k ropnej kríze v roku 1973. Potom po prvýkrát získal netradičný energetický sektor v niektorých krajinách vládnu podporu a veterný generátor sa začal využívať v priemyselnom meradle. V 80. rokoch svetový priemysel veternej energie začal dosahovať sebestačnosť a dnes sú krajiny ako Dánsko, Nemecko a Austrália takmer na 30 % sebestačné z alternatívnych zdrojov energie, vrátane veterných elektrární.


Žiaľ, a možno aj našťastie, minuloročný trend na ropnom trhu s nestabilnými cenami ropy nás núti vážne si myslieť, že časy, keď bola lacná ropa dobrá, sú minulosťou. V súčasnosti pre mnohé krajiny platí, že čím je ropa lacnejšia, tým je vývoj netradičnej energie výhodnejší, a to predovšetkým v krajinách SNŠ. Preto existujú predpoklady na rozvoj veternej energie. Uvidíme ako to bude.

Vyvinuli sme návrh veterného generátora s vertikálnou osou otáčania. Nižšie je podrobný návod na jeho výrobu, po pozornom prečítaní si budete môcť sami vyrobiť vertikálny veterný generátor.

Veterný generátor sa ukázal ako celkom spoľahlivý, s nízkymi nákladmi na údržbu, lacný a ľahko sa vyrába. Nie je potrebné riadiť sa nižšie uvedeným zoznamom detailov, môžete si urobiť nejaké vlastné úpravy, niečo vylepšiť, použiť niečo vlastné, pretože Nie všade nájdete presne to, čo je na zozname. Snažili sme sa použiť lacné a kvalitné diely.

Použité materiály a vybavenie:

Veterné generátory s vertikálnou osou otáčania nie sú také účinné ako ich horizontálne náprotivky, ale vertikálne veterné generátory sú menej náročné na miesto ich inštalácie.

Výroba turbín

1. Spojovací prvok - určený na spojenie rotora s lopatkami veterného generátora.
2. Usporiadanie lopatiek sú dva protiľahlé rovnostranné trojuholníky. Pomocou tohto výkresu bude potom jednoduchšie umiestniť montážne uhly pre čepele.

Ak si nie ste niečím istí, kartónové šablóny vám pomôžu vyhnúť sa chybám a ďalej prerábať.

Postupnosť akcií pri výrobe turbíny:

1. Výroba spodnej a hornej podpery (základne) lopatiek. Označte a pomocou skladačky vyrežte kruh z ABS plastu. Potom ho obkreslite a vystrihnite druhú podperu. Mali by ste skončiť s dvoma absolútne rovnakými kruhmi.
2. V strede jednej podpery vyrežte otvor s priemerom 30 cm, čo bude horná podpera nožov.
3. Vezmite náboj (náboj auta) a označte a vyvŕtajte štyri otvory na spodnej podpere na montáž náboja.
4. Vytvorte šablónu pre umiestnenie nožov (obr. vyššie) a na spodnej podpere vyznačte upevňovacie body pre rohy, ktoré budú spájať podperu a nože.
5. Naskladajte čepele, pevne ich zviažte a odrežte na požadovanú dĺžku. V tomto prevedení sú lopatky dlhé 116 cm, čím sú lopatky dlhšie, tým viac veternej energie dostávajú, ale nevýhodou je nestabilita pri silnom vetre.
6. Označte čepele na pripevnenie rohov. Dierujte a potom do nich vyvŕtajte otvory.
7. Pomocou šablóny na umiestnenie čepele zobrazenej na obrázku vyššie pripevnite čepele k podpere pomocou rohov.

Výroba rotorov

Postupnosť akcií pri výrobe rotora:

1. Položte dve základne rotora na seba, zarovnajte otvory a pomocou pilníka alebo značky urobte malú značku na bokoch. V budúcnosti to pomôže správne ich orientovať voči sebe navzájom.
2. Vytvorte dve šablóny na umiestnenie papierových magnetov a prilepte ich k základom.
3. Označte polaritu všetkých magnetov fixkou. Ako "tester polarity" môžete použiť malý magnet zabalený do handry alebo elektrickej pásky. Prejdením cez veľký magnet bude jasne vidieť, či je odpudzovaný alebo priťahovaný.
4. Pripravte epoxidovú živicu (pridaním tužidla). A naneste ho rovnomerne zo spodnej časti magnetu.
5. Veľmi opatrne prisuňte magnet k okraju základne rotora a posuňte ho do svojej polohy. Ak je magnet nainštalovaný na vrchu rotora, potom ho vysoká sila magnetu môže prudko zmagnetizovať a môže sa zlomiť. A nikdy nedávajte prsty alebo iné časti tela medzi dva magnety alebo magnet a žehličku. Neodymové magnety sú veľmi silné!
6. Pokračujte v lepení magnetov na rotor (nezabudnite ich namazať epoxidom) a striedajte ich póly. Ak sa magnety pohybujú pod vplyvom magnetickej sily, použite kus dreva a umiestnite ho medzi ne na poistenie.
7. Po dokončení jedného rotora prejdite na druhý. Pomocou značky, ktorú ste urobili predtým, umiestnite magnety presne oproti prvému rotoru, ale v inej polarite.
8. Rotory umiestnite ďalej od seba (aby sa nezmagnetizovali, inak ich neskôr nebudete môcť vybrať).

Výroba statora je veľmi náročný proces. Môžete si samozrejme kúpiť hotový stator (skúste ich nájsť tu) alebo generátor, ale nie je pravda, že budú vhodné pre konkrétny veterný mlyn s vlastnými individuálnymi vlastnosťami.

Stator veterného generátora je elektrický komponent pozostávajúci z 9 cievok. Cievka statora je znázornená na fotografii vyššie. Cievky sú rozdelené do 3 skupín, 3 cievky v každej skupine. Každá cievka je navinutá drôtom 24AWG (0,51 mm) a obsahuje 320 závitov. Väčší počet závitov, ale s tenším drôtom, poskytne vyššie napätie, ale nižší prúd. Preto je možné meniť parametre cievok podľa toho, aké napätie požadujete na výstupe veterného generátora. Nasledujúca tabuľka vám pomôže rozhodnúť sa:
320 otáčok, 0,51 mm (24AWG) = 100 V pri 120 ot./min.
160 otáčok, 0,0508 mm (16AWG) = 48 V pri 140 ot./min.
60 otáčok, 0,0571 mm (15AWG) = 24V pri 120 ot./min.

Ručné navíjanie kotúčov je nudná a náročná úloha. Preto na uľahčenie procesu navíjania by som vám poradil, aby ste si vyrobili jednoduché zariadenie - navíjací stroj. Okrem toho je jeho dizajn pomerne jednoduchý a môže byť vyrobený zo šrotu.

Závity všetkých cievok musia byť navinuté rovnakým spôsobom, v rovnakom smere a dávajte pozor alebo si označte, kde je začiatok a koniec cievky. Aby sa zabránilo odvíjaniu cievok, sú obalené elektrickou páskou a potiahnuté epoxidom.

Prípravok je vyrobený z dvoch kusov preglejky, ohnutej hmoždinky, kusu PVC rúrky a klincov. Pred ohnutím vlásenky ju zahrejte horákom.

Malý kúsok rúrky medzi doskami poskytuje požadovanú hrúbku a štyri klince poskytujú požadované rozmery pre cievky.

Môžete si vymyslieť vlastný návrh navíjacieho stroja, alebo možno už máte hotový.
Po navinutí všetkých cievok je potrebné skontrolovať ich totožnosť. To sa dá urobiť pomocou váh a tiež musíte zmerať odpor cievok pomocou multimetra.

Nepripájajte domáce spotrebiče priamo z veterného generátora! Pri manipulácii s elektrinou dodržujte aj bezpečnostné opatrenia!

Proces pripojenia cievky:

1. Konce koncoviek každej cievky obrúste brúsnym papierom.
2. Pripojte cievky, ako je znázornené na obrázku vyššie. Mali by byť 3 skupiny, 3 cievky v každej skupine. Pomocou tejto schémy zapojenia sa získa trojfázový striedavý prúd. Spájkujte konce cievok alebo použite svorky.
3. Vyberte jednu z nasledujúcich konfigurácií:
   A. Konfigurácia hviezda Ak chcete získať vysoké výstupné napätie, prepojte kolíky X, Y a Z navzájom.
   B. Konfigurácia trojuholníka. Ak chcete získať veľký prúd, pripojte X k B, Y k C, Z k A.
   C. Aby bolo možné v budúcnosti zmeniť konfiguráciu, predĺžte všetkých šesť vodičov a vytiahnite ich.
4. Na veľký list papiera nakreslite schému umiestnenia a zapojenia cievok. Všetky cievky musia byť rovnomerne rozložené a musia zodpovedať umiestneniu magnetov rotora.
5. Cievky pripevnite k papieru páskou. Pripravte epoxidovú živicu s tužidlom na vyplnenie statora.
6. Na nanášanie epoxidu na sklolaminát použite štetec. Ak je to potrebné, pridajte malé kúsky sklenených vlákien. Neplňte stred cievok, aby ste zabezpečili dostatočné chladenie počas prevádzky. Snažte sa vyhnúť tvorbe bublín. Účelom tejto operácie je zaistiť cievky na mieste a sploštiť stator, ktorý bude umiestnený medzi dvoma rotormi. Stator nebude zaťaženou jednotkou a nebude sa otáčať.

Aby to bolo jasnejšie, pozrime sa na celý proces na obrázkoch:

Hotové zvitky sú umiestnené na voskovom papieri s nakresleným diagramom rozloženia. Tri malé kruhy v rohoch na fotografii vyššie sú umiestnenie otvorov na pripevnenie statorovej konzoly. Krúžok v strede zabraňuje vniknutiu epoxidu do stredového kruhu.

Cievky sú upevnené na mieste. Sklolaminát v malých kúskoch je umiestnený okolo cievok. Vodiče cievky môžu byť privedené dovnútra alebo von zo statora. Nezabudnite nechať dostatočnú dĺžku olova. Nezabudnite dvakrát skontrolovať všetky pripojenia a otestovať pomocou multimetra.

Stator je takmer pripravený. Do statora sú vyvŕtané otvory pre montáž držiaka. Pri vŕtaní otvorov dávajte pozor, aby ste nenarazili na svorky cievky. Po dokončení operácie odrežte prebytočné sklolaminát a v prípade potreby obrúste povrch statora.

Držiak statora

Rúrka na pripevnenie osky náboja bola narezaná na požadovaný rozmer. Boli v ňom vyvŕtané otvory a závity. V budúcnosti sa do nich naskrutkujú skrutky, ktoré budú držať nápravu.

Vyššie uvedený obrázok znázorňuje konzolu, ku ktorej bude stator pripevnený, umiestnenú medzi dvoma rotormi.

Vyššie uvedená fotografia zobrazuje čap s maticami a puzdrom. Štyri z týchto kolíkov poskytujú potrebnú vôľu medzi rotormi. Namiesto priechodky môžete použiť väčšie matice, alebo si sami narezať hliníkové podložky.

Generátor. Konečná montáž

Malé upresnenie: malá vzduchová medzera medzi prepojením rotor-stator-rotor (ktorá je nastavená kolíkom s puzdrom) poskytuje vyšší výkon, ale riziko poškodenia statora alebo rotora sa zvyšuje, keď je os vychýlená, čo môže nastať pri silnom vetre.

Ľavý obrázok nižšie zobrazuje rotor so 4 vôľovými čapmi a dvoma hliníkovými platňami (ktoré budú neskôr odstránené).
Obrázok vpravo ukazuje zmontovaný a natretý zelený stator na mieste.

Proces zostavovania:
1. Vyvŕtajte 4 otvory do hornej dosky rotora a navŕtajte závity pre čap. To je potrebné na hladké spustenie rotora na miesto. Umiestnite 4 kolíky k hliníkovým platniam prilepeným skôr a nainštalujte horný rotor na kolíky.
Rotory budú k sebe priťahované veľmi veľkou silou, a preto je takéto zariadenie potrebné. Okamžite zarovnajte rotory voči sebe podľa predtým umiestnených značiek na koncoch.
2-4. Striedavo otáčajte čapy kľúčom a rovnomerne spúšťajte rotor.
5. Potom, čo sa rotor opiera o puzdro (zabezpečte vôľu), odskrutkujte čapy a odstráňte hliníkové platne.
6. Nainštalujte náboj (náboj) a priskrutkujte ho.

Generátor je pripravený!

Po inštalácii svorníkov (1) a príruby (2) by váš generátor mal vyzerať asi takto (pozri obrázok vyššie)

Svorníky z nehrdzavejúcej ocele slúžia na zabezpečenie elektrického kontaktu. Na drôtoch je vhodné použiť krúžkové oká.

Na upevnenie spojov sa používajú prevlečné matice a podložky. dosky a podpery lopatiek pre generátor. Veterný generátor je teda kompletne zostavený a pripravený na testovanie.

Na začiatok je najlepšie roztočiť veterný mlyn ručne a zmerať parametre. Ak sú všetky tri výstupné svorky skratované, veterný mlyn by sa mal otáčať veľmi pomaly. Toto možno použiť na zastavenie veterného generátora z dôvodu servisu alebo z bezpečnostných dôvodov.

Veterný generátor sa dá použiť nielen na dodávku elektriny do vášho domova. Napríklad, tento prípad je vyrobený tak, že stator generuje vysoké napätie, ktoré sa potom používa na vykurovanie.
Vyššie diskutovaný generátor produkuje 3-fázové napätie s rôznymi frekvenciami (v závislosti od sily vetra) a napríklad v Rusku sa používa jednofázová sieť 220-230 V s pevnou sieťovou frekvenciou 50 Hz. To neznamená, že tento generátor nie je vhodný na napájanie domácich spotrebičov. Striedavý prúd z tohto generátora možno previesť na jednosmerný prúd s pevným napätím. A jednosmerný prúd sa už dá použiť na napájanie lámp, ohrievanie vody, nabíjanie batérií alebo možno dodať menič na premenu jednosmerného prúdu na striedavý. Ale to je nad rámec tohto článku.

Na obrázku vyššie je znázornený jednoduchý obvod mostíkového usmerňovača pozostávajúceho zo 6 diód. Premieňa striedavý prúd na jednosmerný prúd.

Miesto inštalácie veterného generátora

Veterný generátor, ktorý je tu opísaný, je namontovaný na 4-metrovom stĺpe na okraji hory. Rúrková príruba, ktorá je inštalovaná v spodnej časti generátora, zaisťuje jednoduchú a rýchlu inštaláciu veterného generátora - stačí zaskrutkovať 4 skrutky. Aj keď pre spoľahlivosť je lepšie ho zvárať.

Horizontálne veterné generátory zvyčajne „milujú“, keď vietor fúka z jedného smeru, na rozdiel od vertikálnych veterných turbín, kde sa vďaka veternej lopatke môžu otáčať a nestarajú sa o smer vetra. Pretože Keďže táto veterná turbína je inštalovaná na brehu útesu, vietor tam vytvára turbulentné prúdenie z rôznych smerov, čo nie je pre tento dizajn príliš efektívne.

Ďalším faktorom, ktorý treba zvážiť pri výbere miesta, je sila vetra. Archív údajov o sile vetra pre vašu oblasť sa dá nájsť na internete, aj keď bude veľmi približný, pretože všetko závisí od konkrétnej lokality.
Tiež anemometer (zariadenie na meranie sily vetra) pomôže pri výbere miesta pre inštaláciu veterného generátora.

Trochu o mechanike veterného generátora

Ako viete, vietor vzniká v dôsledku rozdielu teplôt zemského povrchu. Keď vietor otáča turbíny veterného generátora, vytvára tri sily: zdvíhanie, brzdenie a impulz. Zdvíhanie sa zvyčajne vyskytuje na konvexnom povrchu a je dôsledkom tlakových rozdielov. Brzdná sila vetra vzniká za lopatkami veterného generátora, je nežiaduca a veterný mlyn spomaľuje. Impulzná sila pochádza zo zakriveného tvaru lopatiek. Keď molekuly vzduchu tlačia lopatky zozadu, nemajú potom kam ísť a zbierať sa za nimi. V dôsledku toho tlačia lopatky v smere vetra. Čím väčšia je zdvíhacia a impulzná sila a čím menšia je brzdná sila, tým rýchlejšie sa lopatky otáčajú. Rotor sa zodpovedajúcim spôsobom otáča, čo vytvára magnetické pole na statore. V dôsledku toho vzniká elektrická energia.

Stiahnite si schému rozloženia magnetu.