Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Своими руками

Редуктор для ветрогенератора своими руками: Ветрогенератор своими руками | Как сделать самому?

Содержание

Ветрогенератор своими руками | Как сделать самому?

Сергей Васильевич, вложив в дело всего 300 долларов, качает электричество из ветра.

Мы познакомились с Сергеем Васильевичем, когда его ветроэлектростанция была только в проекте.

Ветрогенератор своими руками

«Линия электропередач рядом, – говорит Сергей Васильевич, – но «свободной мощности» нет. Предложили ставить свой трансформатор по цене легкового автомобиля».

«Незачем тратить такие деньги», – резонно решил хозяин. Задачу для себя Сергей Васильевич поставил так: получать достаточное количество энергии в доме площадью 80 квадратных метров зимой и летом.

Вначале хозяин приобрел солнечную батарею общей мощностью 120Вт. Через импульсную схему она заряжает кислотную аккумуляторную батарею на 200 Ампер-часов.  Летом этого хватает, однако зимой одной лишь солнечной энергии недостаточно.

На хозяйстве есть бензиновый генератор мощностью 2 киловатта. Но он предназначен для особых случаев: работы болгаркой, дрелью или аварийной подзарядки аккумуляторной батареи. Зимой использовать бензин невыгодно.

Решению сделать ветрогенератор самому альтернативы не было.

Участок Сергея Васильевича расположен в Киево-Святошинском районе. Здесь, по данным Укргидрометцентра среднегодовая скорость ветра меньше 4,5 метров в секунду. Достаточно ли такого слабого ветра для того, чтобы покрыть нужды хозяйства изобретателя?

Инженер по образованию и профессии, Сергей Васильевич подошел к процессу постройки ветряка с особой тщательностью. Вначале сделал уменьшенный макет, на котором тестировал силу ветра, действующую на лопасти. Остановился на вертикальной схеме ветрогенератора. Ее основное преимущество –ветрогенератор будет давать ток уже при скорости ветра от 1-2 метров в секунду. Кроме того, вертикальный ветрогенератор значительно менее малошумный, чем ветряк, построенный по горизонтальной схеме.

«Фундамент построил со значительным запасом, – говорит Сергей Васильевич, – для обустройства опор вполне достаточно 2-4 мешков цемента, 10 ведер песка и 30 ведер щебня. Каждый «куб» фундамента, в который помещается опора, получится размером почти с кухонную плиту. Этого более чем достаточно».

Крутящий момент лопастей ветряка передает на редуктор шестерня от болгарки:

Конечно, копать фундамент нужно на глубину, большую, чем глубина промерзания для вашего региона (в Украине это 80 сантиметров – округленно метр).

В цементный раствор замурованы уголки-сороковка. Изобретатель советует вначале собрать основу конструкции – прямоугольник на болтах – а затем уже заливать опоры бетоном. Так удастся избежать перекосов.

Итак, основание ветрогенератора – металлическая конструкция из уголка-сороковки, скрепленная болтами, высотой 5 метров. Лопасти ветрогенератора занимают в ней 2 метра высоты.

Через месяц на этом надежном основании изобретатель установил самодельные лопасти ветряка и подключенный к ним через планетарный редуктор от старой болгарки генератор мощностью 370 Ватт.

Редуктор с генератором в сборе:

Верхнее крепление лопастей:

Датчик ветра из донышек пивных жестянок (впоследствии Сергей Васильевич усовершенствовал его, добавив еще пару лопастей):

На данном этапе стоимость всех материалов конструкции ветрогенератора составила:

  1. Цемент – 4 мешка по 50 грн – 200 грн ($25 ).
  2. Песок, щебень – бесплатно.
  3. Редуктор – бесплатно, запчасть от старой болгарки.
  4. Генератор – около 250 грн ($30), это обычный б/у электродвигатель во всепогодном исполнении мощностью 370 ватт.
  5. Металлический уголок – 50 м. х 20 грн/м – около 1000 грн ($125).
  6. Болты с шайбами и гайками – 200 грн ($25).
  7. Доски (50-ка), 0,5 м. куб (идут на настил и на создание козырька) – 200 грн ($25).
  8. Бляха (4 листа) – 400 грн ($50).
  9. Электрокабель – 50 грн ($6).
  10. Краска – 30 грн ($4).

Итого: 2300 грн  (приблизительно $290).

Продолжительность работ для одного человека: 

  1. выкапывание ям фундамента — 1 день;
  2. создание конструкции опоры (порезка уголков, сверление отверстий под болты) – 2 дня;
  3. покраска – 0,5 дня;
  4. заливка четырех блоков фундамента – 0,5 дня;
  5. создание лопастей ветрогенератора (каркас, порезка оцинкованной бляхи, укрепление дисков и редуктора) – 4 дня;
  6. создание деревянного настила на высоте 3 метра – 0,5 дня;
  7. монтаж конструкции ветряка (заносится на высоту в разобранном состоянии) – 1 день;

Однако, ветряк и генератор – далеко не полный комплект устройства для превращения в электричество энергии ветра. Как эффективно снимать с ветрогенератора мощность? Ответ на этот вопрос читайте в продолжении НАМТЕПЛО.

Про интересную конструкцию самодельного ветрогенератора, созданного британскими энтузиастами, можно узнать в следующем материале НАМТЕПЛО.

Как сделать ветрогенератор из редуктора болгарки и другого хлама своими руками

Бесплатная электроэнергия мечта многих, но чтобы ее получать, нужно существенно потратить на оборудование. Если вы не готовы на такие вложения, можно сделать ветрогенератор своими руками буквально из хлама. Он конечно не обеспечит электричеством все потребности, но вполне позволит питать маломощные потребители.

Материалы:

  • Листовая сталь 2 мм;
  • профильные трубы;
  • вал 10-15 мм;
  • подшипники с диаметром внутренней обоймы под вал – 2 шт.;
  • редуктор болгарки;
  • роликовая цепь;
  • большая и малая приводная звездочки;
  • пластиковая канализационная труба;
  • DC двигатель 12В, оптимально шаговый с небольшим сопротивлением на обмотках — http://alii.pub/5qa7qp

Процесс изготовления ветрогенератора

Сборку следует начать с изготовления винта. Для этого из листовой стали вырезается диск. На него приваривается 3 профильные трубы для крепления лопастей. В центр приваривается ось. Ее нужно выставить строго перпендикулярно.

В качестве корпуса ветрогенератора используется отрезок профильной трубы. В центре к нему прикручивается редуктор от болгарки с якорем.

Вал ротора нужно соединить с валом винта. Для этого на последний устанавливаются 2 подшипника, вставленные в отрезок трубы. Валы соосно свариваются между собой. Сама трубка с подшипниками приваривается к корпусу.

На шпиндель редуктора болгарки зажимается большая звездочка.

Далее на корпус из профильной трубы прикрепляется сам генератор. В его качестве можно использовать двигатель постоянного тока, лучше шаговый с малым сопротивлением обмотки, так как он выдает хороший ток при небольших оборотах. На вал генератора устанавливается меньшая звездочка. Затем между звездами натягивается роликовая цепь.

На основание винта прикручиваются лопасти, вырезанные с пластиковой трубы. На край корпуса устанавливается хвост, также выпиленный из пластика. Затем ветрогенератор закрепляется на высокую веху.

При сильном ветре винт раскручивает генератор за счет редуктора до высоких оборотов. В результате с его контактов снимается постоянное напряжение. С помощью контроллера его можно использовать для зарядки автомобильного аккумулятора. Этого достаточно для питания электроприборов на 12 В. Также можно использовать инвертор, и преобразовывать постоянное напряжение в переменное 220 В.

Смотрите видео

Как сделать ветрогенератор из редуктора болгарки и другого хлама | Сделай Сам — Своими Руками

Бесплатная электроэнергия мечта многих, но чтобы ее получать, нужно существенно потратить на оборудование. Если вы не готовы на такие вложения, можно сделать ветрогенератор своими руками буквально из хлама. Он конечно не обеспечит электричеством все потребности, но вполне позволит питать маломощные потребители.

Материалы:

  • Листовая сталь 2 мм;
  • профильные трубы;
  • вал 10-15 мм;
  • подшипники с диаметром внутренней обоймы под вал – 2 шт.;
  • редуктор болгарки;
  • роликовая цепь;
  • большая и малая приводная звездочки;
  • пластиковая канализационная труба;
  • DC двигатель 12В, оптимально шаговый с небольшим сопротивлением на обмотках — http://alii.pub/5qa7qp

Процесс изготовления ветрогенератора

Сборку следует начать с изготовления винта. Для этого из листовой стали вырезается диск. На него приваривается 3 профильные трубы для крепления лопастей. В центр приваривается ось. Ее нужно выставить строго перпендикулярно.

В качестве корпуса ветрогенератора используется отрезок профильной трубы. В центре к нему прикручивается редуктор от болгарки с якорем.

Вал ротора нужно соединить с валом винта. Для этого на последний устанавливаются 2 подшипника, вставленные в отрезок трубы. Валы соосно свариваются между собой. Сама трубка с подшипниками приваривается к корпусу.

На шпиндель редуктора болгарки зажимается большая звездочка.

Далее на корпус из профильной трубы прикрепляется сам генератор. В его качестве можно использовать двигатель постоянного тока, лучше шаговый с малым сопротивлением обмотки, так как он выдает хороший ток при небольших оборотах. На вал генератора устанавливается меньшая звездочка. Затем между звездами натягивается роликовая цепь.

На основание винта прикручиваются лопасти, вырезанные с пластиковой трубы. На край корпуса устанавливается хвост, также выпиленный из пластика. Затем ветрогенератор закрепляется на высокую веху.

При сильном ветре винт раскручивает генератор за счет редуктора до высоких оборотов. В результате с его контактов снимается постоянное напряжение. С помощью контроллера его можно использовать для зарядки автомобильного аккумулятора. Этого достаточно для питания электроприборов на 12 В. Также можно использовать инвертор, и преобразовывать постоянное напряжение в переменное 220 В.

Смотрите видео

Как сделать самые простые лопасти ветрогенератора —
https://sdelaysam-svoimirukami.ru/6448-kak-sdelat-samye-prostye-lopasti-vetrogeneratora.html

Вертикальный ветрогенератор своими руками — пошаговые инструкции по сборке

Зачастую у владельцев частных домов возникает идея о реализации системы резервного электропитания. Наиболее простой и доступный способ — это, естественно, бензиновый или дизельный генератор, однако многие люди обращают свой взгляд на более сложные способы преобразования так называемой даровой энергии (солнечного излучения, энергии текущей воды или ветра) в электричество.

Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Если с использованием течения воды (мини-ГЭС) все понятно — это доступно только в непосредственной близости от достаточно быстротекущей реки, то солнечный свет или ветер можно использовать практически везде. Оба этих метода будут иметь и общий минус — если водяная турбина может работать круглосуточно, то солнечная батарея или ветрогенератор эффективны только некоторое время, что делает необходимым включение аккумуляторов в структуру домашней электросети.

Поскольку условия в России (малая длительность светового дня большую часть года, частые осадки) делают применение солнечных батарей неэффективным при их современных стоимости и КПД, наиболее выгодным становится конструирование ветрового генератора. Рассмотрим его принцип действия и возможные варианты конструкции.

Так как ни одно самодельное устройство не похоже на другое, эта
статья — не пошаговая инструкция, а описание базовых основ конструирования ветрогенератора.

Общий принцип работы

Основным рабочим органом ветрогенератора являются лопасти, которые и вращает ветер. В зависимости от расположения оси вращения ветрогенераторы делятся на горизонтальные и вертикальные:

  • Горизонтальные ветрогенераторы наиболее широко распространены. Их лопасти имеют конструкцию, аналогичную пропеллеру самолета: в первом приближении это — наклонные относительно плоскости вращения пластины, которые преобразуют часть нагрузки от давления ветра во вращение. Важной особенностью горизонтального ветрогенератора является необходимость обеспечения поворота лопастного узла сообразно направлению ветра, так как максимальная эффективность обеспечивается при перпендикулярности направления ветра к плоскости вращения.
  • Лопасти вертикального ветрогенератора имеют выпукло-вогнутую форму. Так как обтекаемость выпуклой стороны больше, чем вогнутой, такой ветрогенератор вращается всегда в одном направлении независимо от направления ветра, что делает ненужным поворотный механизм в отличие от горизонтальных ветряков. Вместе с тем, за счет того, что в любой момент времени полезную работу выполняет только часть лопастей, а остальные только противодействуют вращению, КПД вертикального ветряка значительно ниже, чем горизонтального: если для трехлопастного горизонтального ветрогенератора этот показатель доходит до 45%, то у вертикального не превысит 25%.

Поскольку средняя скорость ветров в России невелика, даже большой ветряк большую часть времени будет вращаться достаточно медленно. Для обеспечения достаточной мощности электропитания от должен соединяться с генератором через повышающий редуктор, ременной или шестеренчатый. В горизонтальном ветряке блок лопасти-редуктор-генератор устанавливается на поворотной головке, которая дает им возможность следовать за направлением ветра. Важно учесть, что поворотная головка должна иметь ограничитель, не дающий ей сделать полный оборот, так как иначе проводка от генератора будет оборвана (вариант с использованием контактных шайб, позволяющих головке свободно вращаться, более сложен). Для обеспечения поворота ветрогенератор дополняется направленным вдоль оси вращения рабочим флюгером.

Наиболее распространенный материал для лопастей — это ПВХ-трубы большого диаметра, разрезаемые вдоль. По краю к ним приклепываются металлические пластины, приваренные к ступице лопастного узла. Чертежи такого рода лопастей наиболее широко распространены в Интернете.

На видео рассказывается про ветрогенератор, изготовленный своими руками

Своими руками

Приобретение готового ветрогенератора не по карману большинству пользователей. Кроме того, стремление мастерить разные механизмы и приспособления неискоренимы в народе, а если появляется еще и насущная необходимость — решение вопроса однозначно. Рассмотрим, как сделать ветрогенератор своими руками.

Простейший ветрогенератор для освещения дачи

Самые простые конструкции используются для освещения участка или питания насоса, подающего воду. В процессе участвуют, как правило приборы потребления, не боящиеся скачков напряжения. Ветряк вращает генератор, напрямую подключенный к потребителям, без промежуточного комплекта, стабилизирующего напряжение.

Ветряк своими руками из автомобильного генератора

Генератор от автомобиля является оптимальным вариантом при создании самодельного ветряка. Он нуждается в минимальной реконструкции, в основном — перемотке катушки более тонким проводом с большим числом витков. Модификация минимальна, а полученный эффект позволяет использовать ветряк для обеспечения дома. Понадобится достаточно скоростной и мощный ротор, способный вращать устройства с большим сопротивлением.

Ветрогенератор из стиральной машины

Электродвигатель от стиральной машины часто используют для создания генератора. Оптимальным вариантом является установка на ротор сильных неодимовых магнитов, обеспечивающих возбуждение обмоток. Для этого необходимо просверлить в роторе углубления, диаметром равные размеру магнитов.

Затем они устанавливаются в гнезда с чередованием полярности и заливаются эпоксидкой. Готовый генератор устанавливается на вращающуюся вокруг вертикальной оси площадку, на вал насаживается крыльчатка с обтекателем. Сзади к площадке крепится хвостовой стабилизатор, обеспечивающий наведение устройства.

Расчет лопастного ветрогенератора

Так как мы уже выяснили, что горизонтальный ветрогенератор значительно эффективнее, рассмотрим расчет именно его конструкции.

Энергия ветра может быть определена по формуле P=0.6*S*V³, где S — это площадь круга, описываемого концами лопастей винта (площадь ометания), выраженная в квадратных метрах, а V — расчетная скорость ветра в метрах в секунду. Также нужно учитывать КПД самого ветряка, который для трехлопастной горизонтальной схемы составит в среднем 40%, а также КПД генераторной установки, составляющий на пике токоскоростной характеристики 80% для генератора с возбуждением от постоянных магнитов и 60% — для генератора с обмоткой возбуждения. Еще в среднем 20% мощности израсходует повышающий редуктор (мультипликатор). Таким образом, окончательный расчет радиуса ветряка (то есть длины его лопасти) для заданной мощности генератора на постоянных магнитах выглядит так: R=√(P/(0.483*V³))

Пример: Примем требуемую мощность ветроэлектростанции в 500 Вт, а среднюю скорость ветра — в 2 м/с. Тогда по нашей формуле нам придется использовать лопасти длиной не менее 11 метров. Как видите, даже такая небольшая мощность потребует создания ветрогенератора колоссальных габаритов. Для более-менее рациональных в условиях изготовления своими руками конструкций с длиной лопасти не более полутора метров ветрогенератор сможет выдавать всего лишь 80-90 ватт мощности даже на сильном ветру.

Недостаточно мощности? На самом деле все несколько иначе, так как на самом деле нагрузку ветрогенератора питают аккумуляторы, ветряк же только заряжает их в меру своих возможностей. Следовательно, мощность ветроустановки определяет периодичность, с которой она сможет осуществлять подачу энергии.

Выбор генератора

Наиболее логичным вариантом генераторной установки для самодельного ветряка кажется автомобильный генератор. Такое решение позволяет легко скомпоновать установку, так как генератор уже имеет и крепежные точки, и шкив для ременного мультипликатора. Купить и сам генератор, и запчасти к нему нетрудно. Кроме того, встроенное реле-регулятор позволяет непосредственно подключить его к 12-вольтовой аккумуляторной батарее, а к ней, в свою очередь — инвертор для преобразования постоянного тока в переменный напряжением 220В.

Но, как уже было сказано выше, КПД генераторов с обмоткой возбуждения достаточно низок, что весьма чувствительно для и без того маломощного ветряного генератора. Второй минус в том, что при разряженном аккумуляторе автомобильный генератор не сможет возбудиться.

В ряде самодельных конструкций можно встретить тракторные генераторы Г-700 и Г-1000. Их КПД ничуть не больше, полезным отличием являются лишь намагниченность ротора, позволяющая возбудить генератор даже без аккумуляторной батареи, и низкая цена.

Некоторые авторы при постройке ветрогенераторов пользуются свойством обратимости коллекторных электродвигателей — принудительно вращая их ротор, с него можно снимать постоянный ток. Статор двигателей подобного типа состоит либо из постоянных магнитов, что более предпочтительно в наших целях, либо имеет обмотку. Для применения двигателя в режиме генератора она подключается к автомобильному реле-регулятору, чтобы обеспечить нужное напряжение. Рассмотрим подключение реле-регулятора на примере узла от ВАЗовской классики (оно удобно тем, что не объединено в один блок с щеточным узлом):

  1. Одну из щеток двигателя соедините с корпусом — это будет отрицательный полюс генератора. Сюда же надежно подключите металлический корпус реле-регулятора и клемму «-» аккумулятора.
  2. Клемму 67 реле соедините с одним из выводов статорной обмотки, второй временно с корпусом.
  3. Клемму 15 соедините через выключатель с положительным полюсом аккумулятора (при этом на обмотку подастся ток возбуждения). Придайте ротору вращение в том же направлении, что будет обеспечивать винт ветроустановки, и подключите между свободной щеткой и корпусом вольтметр. Если на щетке обнаружится отрицательный потенциал, поменяйте местами соединения статора с реле-регулятором и массой.

Основной особенностью подключения генератора постоянного тока к аккумуляторной батарее является необходимость в разделении их полупроводниковым диодом, не дающим аккумулятору разряжаться на обмотку ротора при остановке генератора. В современных автомобильных генераторах эту функцию выполняет трехфазный диодный мост, и мы также можем его использовать, параллельно соединив его фазы для уменьшения падения напряжения на нем.

Наибольшую же мощность можно снять с генератора, ротор которого состоит из неодимовых магнитов. Распространены конструкции на основе автомобильной ступицы с тормозным диском, по краю которого закрепляются мощные магниты. На минимальном расстоянии от них располагается статор с однофазной или трехфазной обмоткой.

Ветряк #2 — аксиальная конструкция на магнитах

Аксиальные ветряки с безжелезными статорами на неодимовых магнитах в России до последнего времени не делали по причине недоступности последних. Но теперь они есть и в нашей стране, причем стоят они дешевле, чем изначально. Поэтому и наши умельцы стали изготавливать ветрогенераторы этого типа.

Со временем, когда возможности роторного ветрогенератора уже не будут обеспечивать все потребности хозяйства, можно сделать аксиальную модель на неодимовых магнитах

Что необходимо подготовить?

За основу аксиального генератора нужно взять ступицу от автомобиля с тормозными дисками. Если эта деталь была в эксплуатации, её необходимо разобрать, подшипники поверить и смазать, ржавчину счистить. Готовый генератор будет покрашен.

Чтобы качественно отчистить ступицу от ржавчины, воспользуйтесь металлической щеткой, которую можно насадить на электродрель. Ступица снова будет выглядеть отлично

Распределение и закрепление магнитов

Нам предстоит наклеивать магниты на диски ротора. В данном случае используются 20 магнитов размером 25х8мм. Если вы решите сделать другое количество полюсов, то используйте правило: в однофазном генераторе должно быть сколько полюсов, столько и магнитов, а в трехфазном необходимо соблюдать соотношение 4/3 или 2/3 полюса к катушкам. Размещать магниты следует, чередуя полюса. Чтобы их расположение было правильным, используйте шаблон с секторами, нанесенными на бумаге или на самом диске.

Если есть такая возможность, магниты лучше использовать прямоугольные, а не круглые, потому что у круглых магнитное поле сосредоточено в центре, а у прямоугольных – по их длине. Противостоящие магниты должны иметь разные полюса. Чтобы ничего не перепутать, маркером нанесите на их поверхность «+» или «-». Для определения полюса возьмите один магнит и подносите к нему другие. На притягивающихся поверхностях ставьте плюс, а на отталкивающихся – минус. На дисках полюса должны чередоваться.

Магниты правильно размещены. Перед их фиксацией эпоксидной смолой, необходимо сделать бортики из пластилина, чтобы клейкая масса могла застыть, а не стекла на стол или пол

Для закрепления магнитов нужно использовать сильный клей, после чего прочность склейки дополнительно усиливают эпоксидной смолой. Ею заливают магниты. Чтобы предотвратить растекание смолы можно сделать бордюры из пластилина или просто обмотать диск скотчем.

Трехфазные и однофазные генераторы

Однофазный статор хуже трехфазного, потому что при нагрузке он даёт вибрацию. Это происходит из-за разницы в амплитуде тока, которая возникает по причине непостоянной отдачи его за момент времени. Трехфазная модель этим недостатком не страдает. Мощность в ней всегда постоянна, потому что фазы друг друга компенсируют: если в одной ток падает, а в другой он нарастает.

В споре однофазного и трехфазного вариантов последний выходит победителем, потому что дополнительная вибрация не продлевает срок службы оборудования и раздражает слух

В результате отдача трехфазной модели на 50% превышает тот же показатель однофазной. Другим плюсом отсутствия ненужной вибрации является акустический комфорт при работе под нагрузкой: генератор не гудит во время его эксплуатации. Кроме того, вибрация всегда выводит ветрогенератор из строя до истечения срока его эксплуатации.

Процесс наматывания катушек

Любой специалист вам скажет, что перед наматыванием катушек нужно произвести тщательный расчет. А любой практик все сделает интуитивно. Наш генератор не будет слишком быстроходным. Нам нужно, чтобы процесс зарядки 12-вольтового аккумулятора начался при 100-150 оборотах в минуту. При таких исходных данных общее число витков во всех катушках должно составлять 1000-1200шт. Осталось разделить эту цифру на количество катушек и узнать, сколько витков будет в каждой.

Чтобы сделать ветрогенератор на низких оборотах мощнее, нужно увеличить число полюсов. При этом в катушках возрастет частота колебания тока. Для намотки катушек лучше использовать толстый провод. Это уменьшит сопротивление, а, значит, сила тока возрастет. Следует учесть, что при большом напряжении ток может оказаться «съеденным» сопротивлением обмотки. Простой самодельный станочек поможет быстро и аккуратно намотать качественные катушки.

Статор размечен, катушки уложены на свои места. Для их фиксации используется эпоксидная смола, стеканию которой снова противостоят пластилиновые бортики

Из-за числа и толщины магнитов, расположенных на дисках, генераторы могут значительно различаться по своим рабочим параметрам. Чтобы узнать, какую мощность ждать в результате, можно намотать одну катушку и прокрутить её в генераторе. Для определения будущей мощности, следует измерить напряжение на определенных оборотах без нагрузки.

Например, при 200 оборотах в минуту получается 30 вольт при сопротивлении 3 Ом. Отнимаем от 30 вольт напряжение аккумулятора в 12 вольт, а получившиеся 18 вольт делим на 3 Ом. Результат – 6 ампер. Это тот объём, который отправится на аккумулятор. Хотя практически, конечно, выходит меньше из-за потерь на диодном мосту и в проводах.

Чаще всего катушки делают круглыми, но лучше их чуть вытянуть. При этом меди в секторе получается больше, а витки катушек оказываются прямее. Диаметр внутреннего отверстия катушки должен соответствовать размеру магнита или быть немногим больше его.

Проводятся предварительные испытания получившегося оборудования, которые подтверждают его отличную работоспособность. Со временем и эту модель можно будет усовершенствовать

Делая статор, учтите, что его толщина должна соответствовать толще магнитов. Если число витков в катушках увеличить и сделать статор толще, междисковое пространство увеличится, а магнитопоток уменьшится. В результате может образоваться то же напряжение, но меньший ток из-за возросшего сопротивления катушек.

В качестве формы для статора используют фанеру, но можно на бумаге разметить сектора для катушек, а бордюры сделать из пластилина. Прочность изделия увеличит стеклоткань, помещенная на дно формы и поверх катушек. Эпоксидная смола не должна прилипать к форме. Для этого её смазывают воском или вазелином. Для тех же целей можно использовать пленку или скотч. Катушки закрепляют между собой неподвижно, концы фаз выводят наружу. Потом все шесть проводов соединяют треугольником или звездой.

Генератор в сборе тестируют, используя вращение рукой. Получившееся напряжение составляет 40 вольт, сила тока при этом составляет примерно 10 Ампер.

Расчет мультипликатора

Генераторная установка имеет наклонную токоскоростную характеристику: с ростом оборотов ротора увеличивается максимальная отдаваемая им мощность. Следовательно, чтобы обеспечить наибольшую эффективность тихоходного ветрогенератора, нам понадобится мультипликатор с большим коэффициентом повышения.

Для самодельной конструкции наиболее оптимальное решение — это ременной мультипликатор: он прост в изготовлении и требует минимума станочных работ. Коэффициент повышения оборотов у него будет равен отношению диаметра ведущего шкива, связанного с осью винта, к диаметру ведомого шкива генератора. При необходимости передаточное число будет легко скорректировать заменой одного из шкивов.

При проектировании мультипликатора нужно учитывать как средние обороты лопастного узла, так и токоскоростную характеристику генератора. Если мы используем серийный автомобильный генератор, то ее без труда можно найти в Интернете, с самодельными же конструкциями, скорее всего, придется идти методом проб и ошибок.

Для примера возьмем распространенный тракторный генератор, о котором уже писали выше.

Взяв расчетную мощность нашей ветроустановки в 90 ватт, найдем точку на графике, соответствующую выходу генератора на эту мощность. При номинальном напряжении 14 В нам потребуется токоотдача не менее 6,5 А — согласно графику, это произойдет при оборотах чуть выше 1000 об/мин. Пусть винт нашей конструкции вращается ветром со скоростью 60 об/мин (ветер средней силы). Значит, нам потребуется как минимум двадцатикратное соотношение диаметров шкивов — для 70-миллиметрового шкива генератора шкив ветряка должен будет иметь диаметр почти полтора метра, что неприемлемо. Это недвусмысленно намекает, насколько мала эффективность ветрогенераторов такого типа — без сложного многоступенчатого редуктора, который сам по себе приведет к большим потерям мощности, вывести автомобильный генератор на рабочий режим практически невозможно.

Преимущества и недостатки роторного ветрогенератора

Когда ветрогенератор сделать как надо, он будет функционировать без каких-либо ошибок. С аккумулятором на 75А и с хорошим инвертером на 1000 W, ветряк без проблем будет обеспечивать светом улицу, площадку дома, питать защитную сигнализацию, видеонаблюдение и т. д.

Ветрогенераторы такого типа имеют следующие преимущества:

  • простота монтажа;
  • небольшая себестоимость;
  • экономичность;
  • податливость к ремонту;
  • не привередлив к условиям функционирования;
  • надежность и бесшумность работы.

Минусов ветрогенератора несколько:

  • небольшая производительность ветрогенератора;
  • полная зависимость ветряка от ветра;
  • лопасти может сорвать воздушный поток.

Подготовка материалов для ветрогенератора

Первым делом нужно собрать все расходники и детали для ветряка. Сделанный вами ветрогенератор будет выдавать мощность не более 1,5 КВт. Чтобы сделать агрегат вам нужно иметь:

  • Автомобильный генератор на 12 В.
  • Гелиевый или кислотный аккумулятор на 12 В.
  • Специальный преобразователь с 12 В на 220 В и с 700 Вт на 1500 Вт.
  • Большую емкость из нержавейки или алюминия: ведро или кастрюля.
  • Простой вольтметр.
  • Болты, шайбы и гайки.
  • Реле зарядки аккумулятора от автомобиля и контрольной лампочки заряда.
  • Провода с разным сечением (2,5 мм2 и 4 мм2).
  • Хомуты, фиксирующие ветрогенератор.
  • Выключатель «кнопка» полугерметичный, на 12 В.
  • Кроме того, запаситесь такими инструментами:

  • болгаркой или ножницами по металлу;
  • рулеткой;
  • строительным карандашом или маркером;
  • отверткой, дрелью, кусачками и сверлом.

Конструкторские работы ветрогенератора

Работа заключается в изготовлении ротора и переделывания шкива генератора. Этапы следующие:

  • Подготовьте ведро или кастрюлю.
  • При помощи рулетки и маркера сделайте разметку, разделив емкость на 4 одинаковые части.
  • Теперь нужно вырезать лопасти.
  • Обратите внимание! Работая ножницами по металлу, необходимо вырезать под них отверстие. Если же ведро сделано не из покрашенной жести или оцинковки, то можно использовать болгарку.

  • Снизу ведра и в шкиве пометьте место, где будут отверстия. В них ввинчиваются болты. Не торопитесь, сделайте все ровно, так как при вращении может возникнуть дисбаланс. После чего сделайте отверстия.
  • Теперь отогните лопасти. Только не забудьте учесть, в каком направлении крутится генератор.
  • Угол изгиба лопасти влияет на площадь, которую будет встречать ветер. Это напрямую влияет на скорость и частоту оборотов ветряка.
  • При помощи болтов, закрепите ведро на шкиве.
  • Установите свой ветрогенератор на мачту, закрепив его хомутами.
  • Осталось подсоединить провода и собрать цепь.
  • На мачте зафиксируйте провода, чтобы они не болтались.
  • Для подсоединения аккумулятора возьмите провода, сечение которых 4 мм2. Рекомендуемый размер – не больше 1 м. А благодаря проводам с 2,5 мм2 подключите свет и приборы. Не забудьте установить инвертер (преобразователь). Подключите прибор в сеть к контактам №7 и №8, показанным на схеме ниже. Пользуйтесь проводами 4 мм2.

    Вот и все, теперь ваш ветрогенератор готов к работе. Не может не радовать то, что он сделанный своими руками.

    Мачта

    Мачта, на которой крепится ветрогенератор — это один из самых важных его узлов.
    Она не только обеспечивает безопасность эксплуатации ветряка (нижняя точка круга, описываемого лопастями, должна быть не ближе 2 метров к земле), но и позволяет ему максимально эффективно использовать энергию ветра, поток которого вблизи от земли становится более турбулентным.

    Большая высота приводит к низкой жесткости мачты ветрогенератора и делает ее прочностной расчет достаточно сложным не только для мастера-любителя, но и для инженера. Можно перечислить лишь основные моменты:

    • Размещайте мачту возможно дальше от дома и деревьев, затеняющих воздушный поток. Кроме того, при сильном ветре возможно падение ветрогенератора на здание либо его повреждение деревьями;
    • Оптимальная конструкция мачты — это ажурная сварная ферма наподобие вышек электропередач, но в изготовлении она сложна и дорога. Простейший, но достаточно эффективный вариант — это несколько параллельных труб диаметром 80-100 мм, сваренных короткими швами между собой и забетонированных на глубину не менее метра в земле. Конструкцию из одной трубы крайне желательно усилить тросовыми растяжками, которые также крепятся к залитым в бетон опорам.
    • Для упрощения обслуживания ветряка его мачту можно сделать переломной: в этом случае при ослаблении растяжки, идущей в направлении перелома, мачту можно будет наклонить к земле.

    Рассказ об очень простом ветрогенераторе из домашнего вентилятора

    Дополнительное электрооборудование

    Как уже было сказано выше, неотъемлемой частью ветряной электростанции является аккумулятор, берущий на себя питание потребителей. при его выборе нужно помнить, что чем больше его емкость, тем дольше он сможет поддерживать напряжение в сети, но при этом и дольше будет заряжаться. Приблизительное время работы можно определить как то время, за которое исчерпается половина емкости аккумулятора (после этого падение напряжения станет уже ощутимым, кроме того, глубокий разряд снижает ресурс свинцово-кислотных батарей).

    Пример: Так, аккумулятор емкостью 65 А*ч условно сможет отдавать в нагрузку 30-35 ампер-часов энергии. Много это или мало? Обычная лампа освещения мощностью 60 ватт потребует, с учетом наличия инвертора, преобразующего 12 В постоянного тока в 220 В переменного и имеющего собственный КПД в пределах 70%, тока в 7 ампер — это чуть больше четырех часов работы. Восстанавливать же растраченную энергию наш ветряк с условной мощностью 90 ватт даже в лучшем случае, при постоянном сильном ветре, будет не менее пяти часов. Как вы видите, при использовании ветрогенератора исключительно как автономного источника энергии электричество в вашем доме будет доступным лишь на несколько часов в день.

    Вторым узлом системы электроснабжения становится инвертор. В нашем случае можно использовать как готовый автомобильный, так и извлеченный из источника бесперебойного питания. В любом случае важно не перегружать его потреблением тока, учитывая, что реальная эксплуатационная мощность его в 1,2-1,5 раза меньше указываемой максимальной мощности.

    Как вы можете видеть, привлекательность использования даровой энергии упирается во многочисленные ограничения, и даже единственный эффективный в средней полосе России вариант — ветрогенератор — неспособен обеспечивать длительную автономность.

    Но вместе с тем эта идея неплоха и как источник аварийного электропитания и, особенно, как конструкторская задача — удовольствие от создания своими руками ветрогенераторной установки может в разы превосходить ее мощность.

    Ветряк: электроэнергия из воздуха своими руками | ENARGYS.RU

    Многие умельцы, особенно живущие в сельской местности, привлекают на свою службу возобновляемые источники энергии, а именно ветровые электроустановки.

    Покупка промышленной ветрогенераторной установки выльется в довольно ощутимую копеечку, поэтому используя старую технику можно создать довольно приличный ветрогенератор.

    Основная проблема заключается в получении номинальных электрических параметров, для этого устройство должно обладать высокой скоростью вращения.

    Как сделать ветряк своими руками

    В качестве генератора для ветряка своими руками используется отслуживший свой срок, генератор от сельскохозяйственной техники: с комбайна, трактора, автомобиля, скорость вращения в этих генераторах будет от 3 до 7 тыс. об/мин.

    На практике оказывается, что ветроколесо роторного типа вертикального расположения может развить скорость примерно 60 об/мин, горизонтальное расположение вентиляторного трехлопастного колеса с горизонтальным расположением при скорости ветра достигает 300 об/мин.

    Для того чтобы как сделать ветряк своими руками и достичь эффективной работы генератора рекомендуется применить мультипликатор (редуктор), существует несколько нюансов по применению редукторов.

    1. Часть ветровой энергии уходит на потери в самом редукторе, поэтому его КПД не превышает 40%.
    2. Для повышения скорости вращения генератора, повышается крутящий момент, чтобы это сделать надо повысить скорость выходного вала, добавив шестерни, что чревато понижением крутящего момента.

    Формула этой зависимости выглядит так: Мв = К*(Ммс), где:
    К – передаточное число;
    Мс – момент сопротивления;
    Мм – момент мультипликатора.

    Из этой формулы следует что идеальным будет отсутствие мультипликатора. К сожалению, при изготовлении ветрогенератора своими руками от него невозможно отказаться.

    Для мощного ветряка, сделанного своими руками, в качестве генератора также можно применить асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (Рн = 5,5 кВт; n = 960 об/мин; Uн = 380/220 В).

    Для мультипликатора можно взять редуктор от автомобиля, станка и т. д. главное, чтобы передаточное число (К) редуктора было = 5.

    Лопасти ветрогенератора изготавливаются из стальной трубы, разрезанной по вдоль на четыре части, можно использовать самодельный профиль из пропитанной эпоксидной смолойстеклоткани, идеальны боковые вертолетные лопасти от МИ-24.

    Рис № 1. Вертикальный ветряк своими руками, чертеж.

    Для того чтобы асинхронный двигатель заработал в генераторном режиме, раскрутим двигатель до появления на его обмотках ЭДС. Затем необходимо поднять амплитуду фазного напряжения до 310 В при помощи резонансного явления, для этого к фазным обмоткам подключим конденсаторы, емкость конденсатора определяется по формуле С = 1/98696 х Lф, где Lф – индуктивность фазной обмотки, двигатель с вышеперечисленными характеристиками Lф – 120 мГн подставляем в формулу и получаем С = 1/98696 х 0,12 = 84мкФ, можно использовать конденсатор на 100 мКф.

    Конденсатор можно использовать типа КБГ-МН или других типов, но с напряжением до 400 В, конденсаторную батарею лучше поместить в изолированный корпус.

    Рис №2. Внешний вид простейшего ветрогенератора с применением асинхронного двигателя.

    Преимущества генератора для ветряка своими руками, построенного на основе асинхронного двигателя:

    1. Невысокий клифактор (коэффициент гармоник) он не более 2%, что обуславливает высокий КПД и выработку только полезной энергии.
    2. Отсутствие вращающихся обмоток и чувствительных к воздействию извне электронных деталей.
    3. Длительный срок службы.
    4. Выходное значение напряжения 220/380 В благодаря этому, нагрузку можно подключить напрямую от устройства, исключив инвертор.
    5. Асинхронный генератор лучше защищен от влаги и загрязнений, имеет лучшую защиту от токов короткого замыкания и перегрузкам.

    Рис №3. Схема подключения.

    Максимальная простота и надежность устройства ветряка для дома своими руками достигается за счет размещения вала ветрового двигателя напрямую с валом генератора, а скорость вращения не должна превышать 120 – 150 об/мин при этом желательно чтобы не было тормозящих и стабилизирующих скорость вращения устройств и обмоток возбуждения.

    Кроме, использования асинхронного двигателя в прямом качестве его можно переделать и применить в качестве турбины на его базе, в этом случае ротор двигателя растачивается. Электродвигатель марки АИР71А4, Р – 0,55Квт на 1360 об/мин с 4 полюсами, 3-х фазный, имеющий ротор с Ø 66.7 мм после проточки становиться 56 мм, на каждый полюс наклеиваются магниты по 40 штук, ротор герметизируется и заливается эпоксидной смолой.

    Рис №4. Внешней вид расточенного ротора асинхронного двигателя с наклеенными магнитами.

    Накопление энергии производится при помощи аккумуляторных батарей и инверторами под контролем электронных коммутаторов.

    При изготовлении вертикального ветряка своими руками желательно использовать подпружиненные упоры лопастей, которые смогут противодействовать ураганному ветру, то есть просто станут по ветру, без создания сопротивления. По окончании урагана надо будет только провернуть вал ветродвигателя до момента вращения лопастей под воздействием ветра.

    Рис №5. Схема соединений и порядок сборки вертикального ветрогенератора.

    Строительство ветряка — как это было!




    Здравствуйте, меня зовут Александр, я из Украины. Представляю вашему внимаю мой опыт знакомства с альтернативной энергией от ветра и солнца. Цель строительства всего этого просто желание иметь свое электричество, чтобы не зависеть от перебоев и отключений электросети. Пока я строил свой ветрогенератор попутно так-же сделал самодельные солнечные батареи. Покупал наборы для самостоятельной сборки, распаял все элементы (подглядел как это делают в интернете), в качестве основы использовал оконные пластиковые рамы. Ниже на фото две самодельные панельки. Номинальный ток зарядки одной 8 Ампер.

    >


    Две таких солнечных батарей дают ток зарядки при чистом небе до 16А, это 16*14=224ватта/ч. За световой день только с них одних набегает более киловатта энергии.

    >



    Для солнечных батарей приобрёл контроллер CM6024Z, это контроллер на 60Ампер 12/24вольт, ниже его фотография

    >


    Так-же купил инвертор (преобразователь 12/220вольт) мощностью 2000ватт.

    >



    Ветрогенератор я решил строить вертикального типа так-как такие ветряки очень хвалили в интернете, писали что они бесшумные, и дают больше энергии на малом ветру. Я решил делать все основательно и по серьезному, по этому ветроколесо получилось диаметром 4.5м. Ветроколесо установлено на крыше гаража, а генератор внутри, привод к генератору проходит через потолок. На фото видно что я дополнительно установил экраны чтобы направлять потоки ветра непосредственно на лопасти — тем самым думаю эффективность должна быть лучше.

    >


    Одна из фотографий редуктора и генератора. На фото не совсем понятно что к чему, но в общем в первоначальном варианте редуктор был 1:29, который крутил генератор. Генератор самодельный, сделан по образу и подобию автомобильного генератора, только увеличен в три раза. Так-же 36 катушек, на роторе 24 круглых магнита размером 30*10мм. Статор в первый раз был намотан тонким пповодом, зарядка начиналась сразу как только ветроколесо начинало вращаться, но ток зарядки был небольшой. Как выяснилось это из-за слишком большого сопротивления генератора. Потом было еще много переделок.

    >


    Далее я уже пробовал переделывать катушки, перепаивал на разные подключения, но всё это меня не устраивало. Даже порезал автомобильный диодный мост чтобы выпрямлять отдельно фазы и соединять последовательно и параллельно. Потом я перемотал статор еще раз, чтобы уменьшить сопротивление, потом снова переделывал редуктор, сделал 1:9. Но в общем особого толка так и не было. Проблема была в том что мое огромное ветроколесо еле крутилось, на слабом ветру всего 3-5 оборотов в минуту, а на сильном до 20об/м. Редуктор отнимал не мало мощности, да ещё залипание магнитов на статор мешало ветроколесу стартовать.

    >


    В итоге вопреки ожиданиям зарядка начиналась не на слабом ветру и ток зарядки был небольшой 2-5 А всего, максимум что я видел это 12А. Но я хотел большей мощности. С этим ветряком я провозился много времени, но потом меня всё-таки уговорили сделать горизонтальный ветряк с винтом. Ну чтож, с вертикалкой я уже замучился что сил нет, а толку нет, вот и подумал что хуже уже не будет. Ну и начал переделывать, перенёс генератор на крышу сварив мачту. На фото ниже начало…

    >

    >


    Далее из алюминиевой трубы диаметром 140мм вырезал шесть лопастей длинной по 1,5м, лопасти немного разогнул, так, как-будто это труба 200мм. Винт диаметром 3 метра получился. Стартует отлично, кажется даже раньше чем моя вертикалка, видел на этом винте ток с генератора до 12А.

    >


    Вопреки описаниям в интернете горизонтальный винт работал явно лучше и совсем не шумел. Но на этом я не остановился, совместно мы пришли к тому что винт довольно большой для этого генератора и с перебором по мощности, так-как даже короткое замыкание фаз его не останавливало.

    >


    Далее лопасти ветрогенератора были укорочены до диаметра 2.6м, и подрезаны для большей быстроходности.

    >


    Эта переделка дала значительный эффект, винт стал намного оборотистей. Генератор стал давать больше тока зарядки. На как оказалось винт перестал стартовать на слабом ветру. Обычно если на улице лёгенький ветерок 2-3м/с, то ветряк крутился, а сейчас если винт толкнешь, то он работает. Но на слабом ветру стал давать ток заряда 2-6А, вертикалка кстати вообще ничего не давала при таком ветре и крутилась со скоростью 3-5 оборотов в минуту, здесь уже результат.


    После последней переделки винт стал намного быстрее крутится, раза в три быстрее. Периодически ток зарядки уходит за 10 Ампер, при этом я не сказал бы что ветер сильный, по прогнозу 5-7м/с, но думаю что 7м/с нет. А пока собрал еще две солнечные батареи и теперь их стало 4шт.

    >


    Так-же добавлю фото моего самого первого генератора. Это дисковый аксиальный генератор — который широко разрекламирован в интернете. Но у меня из него ничего путного не вышло, вот и начал строить уже другой генератор со статором из железа.

    >


    Залипание текущего генератора не давало покоя, хотелось чтобы винт стартовал раньше и крутился всегда когда есть ветерок. Были мысли увеличить расстояние между статором и магнитами чтобы уменьшить залипание. Но пока вот по возможности увеличиваю ёмкость своих аккумуляторов. Сегодня привёз списанные аккумуляторы, в них ещё есть ёмкость, значит мне ещё послужат.

    >


    Так-как залипание генератора мне не давало покоя я решил в очередной раз переделать генератор. В итоге вырезал из ОСП диск под катушки, намотал новые катушки и вклеил по периметру. Теперь вместо 36 катушек я сделал 24 катушки, получился однофазный генератор. Теперь никакого залипания вообще не будет. Испытания показали что зарядка начинается слишком рано и винт не успевает раскручиваться до своей быстроходности. Чтобы уменьшить напряжение я распаял генератор по две катушки в параллель.

    >


    После переделки винт стал набирать бешеные обороты, но ток зарядки видел 16А, винт теперь кажется снова недогружен так-как сильно разгоняется, так что аж лопастей не видно. После небольших переделок ветряк выдавал до 20А, потом подул ветерок по сильнее и мультиметр не выдержал и сгорел. Винт без нагрузки набрал просто ужасные обороты, еле дождался когда ветер немного стихнет чтобы остановить винт. Вот это сила у ветра, я такого не ожидал, вертикалка кажется была намного слабее. Тем временем мне еще привезли 6 списанных банок и теперь у меня стало вот такое количество Б/У аккумуляторов.

    >


    Подул ветерок, передали до 10м/с, но думаю что больше 8м/с не-было, да еще сосны ветряк загораживают, но видел максимум 24А на зарядку аккумуляторов. Показания фиксировал недавно купленным ваттметром, ниже фото. Максимально фиксировал ток зарядки 26 Ампер. Сейчас сделал защиту ветряка и при 20А ветряк уходит в защиту. На обычном ветре ток зарядки до 10Ампер доходит, что считаю очень неплохо так-как крутит и днём и ночью.

    >


    Конечно если бы я все описывал, то получилась бы целая книга о моих «мучений» с ветряком, но вкратце вот так. В итоге ветряк работает и заряжает аккумуляторы. Со своей энергией я стал экономить 30-40% всей потребляемой домом энергией. В планах строительство еще более крупного ветряка, так-что на этом не останавливаюсь.


    ВЕТРОСТАНЦИЯ СВОИМИ РУКАМИ

       Всем привет, мы продолжаем нашу рубрику <ГОТОВИМСЯ К ЗИМЕ> и сегодня вам представляем ветрогенератор, который был сделан и проверен несколько лет назад. Позже ветростанция была переделана и до сиx пор работает нормально. Я специально разобрал станцию для наглядной статьи, где детально поясню всю конструкцию ветростанции специально для вас.

       Итак, для начала скажу, что станция работает на вышке которая установлена на крыше частного дома, высота вышки 7 метров, а общая высота на которой работает станция порядка 12 метров. Пропеллер ветрогенератора изготовлен из треxслойной фанеры, каждое крыло имеет ширину 15 сантиметров и длину 1,2 метра. Особыx расчетов при изготовлении ветростанции не проводил, только был расчитан редуктор, генератора по принципу расчета в первой статье о изготовлении самодельного ветрогенератора.

       Редуктор обеспечивает передачу 1:50. Среднее число оборотов пропеллера за одну минуту 40-60 оборотов, то есть вал будет вращаться со скоростью 200-350 об/мин. (число оборотов сильно зависит от средней скорости ветра). Редуктор был использован готовый, от микромотора на 127 вольт. Редуктор напрямую прикреплен к пропеллеру при помощи шурупов и болтов. Для водостойкости и прочности на пропеллер была намазана эпоксидная смола в три слоя. В итоге получился твердый и очень прочный пропеллер на основе фанеры.

       В качестве самого электрогенератора служит двигатель постоянного тока на 24 вольта, мощность двигателя 500 ватт. Двигатель постоянного тока удобен тем, что на обмотку возбуждения нет лишней траты тока, тут статор сделан из постоянного магнита, а ротор расчитан на 24 вольта, то есть при максимальныx оборотаx генератор способен отдавать до 24-х вольт напряжения. При нормальной работе он обеспечивает напряжение не менее 12 вольт. Ток, который вырабатывает генератор — постоянный, это еще один плюс, поскольку обычно на выпрямление тока нужно потратить энергию, которая теряется в диодном выпрямителе.

       На один из проводов генератора (к плюсу или минусу) нужно установить диод. Это нужно для того, чтобы генератор не крутился как обыкновенный мотор, диод нужно ставить как можно по мощнее. Генератор отлично поместился в сточную трубу из пластмассы и был изнутри зафиксирован эпоксидной смолой. В качестве накопителей тока был использован автомобильный аккумулятор с емкостью 60 а/ч. В среднем ветростанция способна за 2 часа полностью зарядить аккумулятор.

       С ветром мне повезло, поскольку там, где я живу, в течении дня ветер есть почти в любое время. Такую станцию советую особенно сельским гражданам и дачникам. В качестве генератора можно применить практически любой электромотор постоянного тока где есть постоянные магниты. Для получения небольшой мощности можно применить динамку от велосипеда, она может обеспечить напряжение до 12 вольт, а сила тока — до 2-х ампер. То есть мощность генератора порядка 20-25 ватт.  Моя ветроустановка почти полностью покрывает все расxоды электроэнергии для дома. Она отлично подойдет для бытовыx устройств, но конечно обогреватель нельзя включить поскольку мощность не позволит. О конструкции мощного преобразователя напряжения для нашей ветростанции вы сможете ознакомится в следующиx статьяx, а на этом с вами прощаюсь и желаю всего наилучшего — АКА. 

       Форум по электрогенераторам

       Форум по обсуждению материала ВЕТРОСТАНЦИЯ СВОИМИ РУКАМИ


    Моделирование редукторов ветряных турбин | Силовая электроника

    Коробки передач

    в целом являются результатом более чем 80-летнего накопления инженерных знаний. Так почему же редукторы ветряных турбин иногда выходят из строя через 7-11 лет, что намного меньше ожидаемого 20-летнего расчетного срока службы всей конструкции турбины? Это сложный вопрос, требующий рассмотрения множества переменных, и на который нелегко ответить. Например, когда-то считалось, что существует неполное понимание условий нагрузки, которые видит редуктор, поскольку он испытывает высокие крутящие моменты от лопастей, подверженных порывистому ветру.Кроме того, редукторы вращаются на низких оборотах и ​​поэтому образуют тонкую смазочную пленку, что делает их склонными к микропиттингу и износу шестерен и подшипников. Кроме того, агрегаты видят большой диапазон рабочих температур и высокие вибрации гондолы.

    Чтобы попытаться разобраться в причинах раннего отказа коробки передач, около четырех лет назад Национальная лаборатория возобновляемой энергии (NREL) Gearbox Reliability Collaborative (GRC) приступила к сбору данных с двух специально изготовленных планетарных коробок передач, оснащенных инструментами с более чем 200 деформациями. датчики приближения, акселерометры и датчики акустической эмиссии.Один из агрегатов находится в поле; другой находится на динамометре в лаборатории. Коробки передач достаточно большие и тяжелые, чтобы их можно было перемещать с помощью крана.

    Цели GRC — выявить причины и условия нагрузки, которые приводят к преждевременному выходу из строя редукторов ветряных турбин, и рекомендовать улучшения для отрасли.

    В рамках этих усилий GRC выполняет моделирование коробки передач, а также динамометрические и полевые испытания. «Динамометрические испытания позволяют нам проверять предсказания компьютерных моделей в контролируемых условиях с возрастающим уровнем сложности», — говорит Йерун ван Дам, старший инженер NREL и руководитель проекта GRC. «Полевые испытания, конечно же, предоставляют нам реальный мир. данные, которые модели в конечном итоге должны точно предсказать.Данные полевых испытаний также можно использовать для разработки улучшенного динамометрического теста для новых конструкций редукторов. Наши усилия также включают мониторинг состояния, а также заполнение базы данных отказов коробки передач. Мониторинг состояния должен помочь нам разработать более эффективную стратегию эксплуатации и технического обслуживания и сократить время простоя коробки передач. База данных отказов хранит достоверные данные, которые мы собираем о проблемах с коробкой передач. Эти данные призваны помочь нам понять основную причину отказа коробки передач », — говорит он.

    С точки зрения программного обеспечения сложность проекта требует использования множества различных продуктов.Они включают специализированные пакеты, предназначенные специально для проектирования зубчатых колес, и внутренние коды для изучения микрогеометрии зубчатых колес. Также наблюдается использование высококачественного коммерческого программного обеспечения FEA для прогнозирования того, как весь редуктор будет взаимодействовать с конструкцией турбины.

    Перейти на следующую страницу

    Проектирование шестерен

    В начале проекта NREL наняла Эда Халбека, владельца Powertrain Engineers Inc. , Певаоки, Висконсин, в качестве разработчика редуктора.«Эти две коробки передач почти идентичны по конструкции и должны были быть репрезентативными,« типичными »версиями классической коробки передач ветряной турбины», — говорит он. «Часть зубчатых передач была отремонтирована, а остальные имеют новую конструкцию. Например, мы изменили солнечную шестерню, изначально закрепленную на подшипниках, на плавающую, что позволило шестерне находить свое собственное положение и поровну распределять нагрузку между планетами ».

    Кроме того, оригинальные сферические подшипники с тех пор вышли из употребления из-за плохой репутации, говорит Хальбек.«Сферические подшипники имеют чистое качение только в двух местах ролика», — говорит он. «В другом месте есть небольшой перепад скорости, который, возможно, привел к неравномерному износу и, таким образом, стал одной из причин выхода из строя коробок передач. Роликовые подшипники, с другой стороны, имеют чистое качение по линии соприкосновения и, как правило, исторически лучше работали в редукторах ветряных турбин ».

    Программа выбора на ранних этапах проектирования зубчатых колес была взята из программного обеспечения KISSsoft, которое специально предназначено для зубчатых колес, подшипников и валов.«Мы начали, так сказать, с чистого листа бумаги», — говорит Хальбек. «Приведены общие требования, такие как нагрузки, соотношения и целевые показатели срока службы. Необходимо решить, насколько распределяется крутящий момент в каждой точке, размер шестерен, как они взаимодействуют, а затем сделать разводку. Это итеративный процесс. По сути, мы доводим систему до конфигурации и, исходя из этого, начинаем проектировать компоненты. KISSsoft позволил нам выполнить тысячи «что если» за короткое время, чтобы подобрать размер шестерни и помочь выбрать оптимальную конфигурацию коробки передач.”

    Частично проблема с конструкцией редукторов ветряных турбин в целом связана с отсутствием общего стандарта, проблему, которую помогает решить программное обеспечение, говорит Халбек. «Американская ассоциация производителей шестерен (AGMA) уже много лет использует систему рейтинга шестерен, и ребята вроде меня, которые занимаются проектированием шестеренок в течение 50 лет, привыкли к этому методу. Германия разработала стандарты DIN, позже включенные в сегодняшний стандарт ISO. Программное обеспечение одним нажатием кнопки дает пользователям рейтинг снаряжения для любого метода.Но подходы разные. Что еще хуже, они не отличаются друг от друга. Некоторые приложения дают два довольно близких результата, в то время как другие достаточно расходятся, чтобы вызвать беспокойство ».

    «Это постоянная проблема, потому что мировой ветроэнергетике нужен единый принятый стандарт», — говорит Хальбек. «AGMA проделала большую работу по сближению стандартов, но есть различия в общей философии рейтингов, особенно в отношении силы», — говорит он.

    В настоящее время для получения рейтинга Germanischer Lloyd WindEnergie GmbH , который страховые компании требуют для ввода турбины в эксплуатацию, производители в Америке, Европе и Азии используют ISO 6336 для определения номинальной мощности редуктора.Germanischer Lloyd — это международная организация, существующая сотни лет назад, которая изначально задумывалась для обеспечения правильного строительства судов.

    «KISSsoft также расширяет возможности моделирования микрогеометрии, что позволит нам отказаться от плохо поддерживаемого кода, такого как немецкий код LVR», — говорит Хальбек. «Говоря языком зубчатых колес, микрогеометрия — это термин, используемый для обозначения модификаций зубьев шестерни для компенсации деформаций и нагрузки при эксплуатации», — говорит он. «Классический пример — когда шестерня передает крутящий момент, зубья скручиваются, искажая распределение нагрузки по поверхности.Дизайнер должен отрегулировать угол поперек зуба очень немного, в диапазоне микрон. Зуб также изгибается, как небольшая консольная балка, что искажает эвольвенту и требует дополнительной регулировки ». Эти настройки известны как анализ трехмерной сетки.

    Перейти на следующую страницу

    Еще одно преимущество программного обеспечения типа Toolbox заключается в том, что пользователям не нужно тратить много времени и усилий на настройку модели FEA, когда они могут получить более быстрые и столь же точные результаты, используя уравнения и итерации в так называемом закрытом решении, — говорит Халбек. .«KISSsoft не требует создания сетки для компонента. Но когда подшипник нагружен, программа подробно описывает, какая нагрузка приходится на каждый ролик и какое напряжение возникает при каждом контакте на поверхности ролика. На ранних этапах проектирования не имеет смысла использовать стандартный метод расчета конструктивных элементов для зубчатых колес и подшипников, поскольку он требует слишком больших вычислительных ресурсов. Кроме того, Germanischer Lloyd не поддерживает рейтинг шестерен с FEA, если не подтвержден обширными данными испытаний ».

    Хотя сами расчеты зубьев шестерни могут быть не такими совершенными, как с правильно выполненной моделью FEA, говорит Хальбек, они основаны на историческом применении.«Чтобы быть полезным, FEA должен коррелировать с реальными результатами испытаний», — говорит он. Фактически, проект GRC призван замкнуть петлю между инструментами проектирования и проектирования, измерениями и испытаниями и практическим опытом. Включены KISSsoft, Caylx, программы проектирования подшипников, такие как Romax, код, который использует General Electric, и программа микрогеометрии под названием LDP, которая была разработана в Государственном университете Огайо под руководством Дона Хаузера, основателя его Gear Lab.

    «Еще одна область интереса — это микропиттинг», — говорит Халбек.«В настоящее время предложение по стандарту микропиттинга, как говорится,« на улице ». На самом деле это технический документ, который нужно использовать на некоторое время, чтобы увидеть, насколько он соответствует опыту. KISSsoft также включила этот метод оценки в свое программное обеспечение ».

    Дэн Кондриц из Швейцарии, KISSsoft , объясняет дальше. «Мы взяли чертежи Pro / Engineer из предложенной коробки передач в качестве источника данных для настройки моделей внутри программного обеспечения», — говорит он. «Редукторы GRC были собственными планетарными редукторами.Оказалось, что наклон одной из исходных шестерен был отключен, поэтому программа обнаружила проблему на ранней стадии, еще до того, как была обрезана стружка ».

    Интересно, что во время презентаций GRC стало очевидно, что разные инструменты часто дают разные результаты; например, при расчете контакта шестерен, — говорит Кондриц. «И даже среди докторов наук возникли несоответствия в интерпретации данных. Простой пример: единицы измерения — фунты на квадратный дюйм или фунты на квадратный миллиметр. Другие единицы силы и реакции также были неправильно поняты.И общая проблема, не обязательно относящаяся к проекту, — это изготовление с неправильной версией технического чертежа. Вот почему сложные конструкции требуют особого внимания к деталям ».

    Ранние результаты GRC показали, что, вероятно, необходимо установить новый коэффициент обслуживания для ветряных турбин, — говорит Кондриц. «Что это будет, еще предстоит определить. Также была установлена ​​потребность в новом наборе рекомендаций по конструкции подшипников ».

    Моделирование всей коробки передач

    Когда конструкция коробки передач была достаточно завершена, FEA пригодился, чтобы предсказать, как весь механизм будет реагировать на внешнюю нагрузку, продолжает Хальбек.Программное обеспечение от Ansol Inc. , Хиллиард, Огайо, позволяет пользователям моделировать столько машин, сколько они хотят, включая весь корпус, опорную конструкцию, а также контакты шестерен и подшипников.

    «Даже сегодня попытка правильно проанализировать глобальную модель, используя только чистую вычислительную мощность, займет слишком много времени», — говорит Хальбек. «Сандип Виджаякар, протеже Хаузера и основатель Ansol, придумал способ смотреть на такие вещи, как нелинейные контакты, определять их местоположение в сетке и заменять их уравнениями — и делать это автоматически с итерациями.Таким образом, проблемы уменьшаются до приемлемого размера, но все же требуется около месяца, чтобы создать глобальную модель FEA для всего редуктора ветряной турбины ».

    Перейти на следующую страницу

    Ansol предоставляет индивидуальный анализ зубчатых передач, а также программное обеспечение для анализа с 1989 года. «Наше программное обеспечение Calyx подходит после того, как инженеры выполнили несколько проходов с проектом, а затем они хотят глубоко погрузиться в коробку передач и провести реалистичное моделирование», — говорит Виджаякар. . «Практически невозможно реалистично смоделировать редуктор ветряной турбины с помощью универсального кода FE, такого как Nastran, который предназначен для всего.Мы давно использовали общие инструменты, но не могли анализировать более пары шестерен за раз. Поэтому мы начали разрабатывать программное обеспечение специально для анализа коробки передач ».

    У FEA общего назначения возникают проблемы с зубчатыми колесами, поскольку они представляют собой высокоточные детали с точными поверхностями. «Поскольку конечные элементы Calyx были разработаны с учетом зубчатых колес, модели могут иметь точную форму поверхности и высокое разрешение контактов», — говорит Виджаякар. «Программа выполняет точные расчеты контактного давления, что также важно для зубчатых колес.Прогибы коробки передач находятся на микронном уровне, поэтому FEA общего назначения потребует множества крошечных конечных элементов, на выполнение которых потребуется вечность. Таким образом, требовался специализированный метод КЭ, позволяющий выполнять точные вычисления без использования крошечных элементов. По сути, мы изменили математическую формулировку, определяющую элемент. В компьютерной программе есть формулы, описывающие, как контролируется форма и деформация элемента. Наша формулировка отличается, и она дает гораздо более точные изгибы.Кривизна действительно важна при моделировании контакта зуба шестерни или ролика подшипника, потому что контактное давление сильно зависит от кривизны ».

    Ansol также использовал тот факт, что шестерни работают в режиме линейной упругости, — говорит Виджаякар. «Универсальные контактные решатели представляют собой полные нелинейные коды, и они выполняют итерацию решения. Это означает, что они угадывают, каким будет контактное давление, а затем продолжают улучшать это предположение, и этот процесс может продолжаться вечно. Напротив, решающая программа Calyx завершает работу за фиксированное количество шагов.”

    В целях иллюстрации рассмотрим, как щетка стеклоочистителя касается лобового стекла автомобиля, как пример нелинейной задачи, — говорит Виджаякар. «Универсальный ВЭД прекрасно работает в аналогичных режимах», — говорит он. «Но мы нацелены на редукторы и поэтому можем использовать гораздо более быстрое решение для контактов».

    Виджаякар говорит, что Хаузер и его ученики проделали большую часть тяжелого анализа проекта GRC. «Они смоделировали всю коробку передач с входными данными, включая базовую конструкцию, все модификации поверхности шестерни, углы рельефа и свойства материала», — говорит он.«Также включено подробное описание подшипников с геометрией роликов и нагрузкой на подшипники, а также геометрия вала и модель корпуса, включая гибкость корпуса. Дополнительные факторы нагрузки включают вес лопастей, вес, который свисает с гондолы, а также ветровые нагрузки или изгибающий момент, создаваемый ветром. Наконец, учитывается гравитационная нагрузка, потому что коробка передач деформируется под действием собственного веса, что приводит к смещению контактов ».

    По словам Виджаякара, конструкции зубчатых колес, выполненные в САПР, не обладают достаточной точностью в наборах данных о зубчатых колесах.«Таким образом, сбор всех необходимых данных и включение их в программу проектирования зубчатых передач занимает много времени», — говорит он. «Дизайнеры должны поговорить со всеми инженерами и убедиться, что нет ошибок. Они должны внимательно прочитать все рисунки, а затем ввести данные в код. Проект GRC был ценен как для отрасли ветряных турбин, так и для поставщиков программного обеспечения, поскольку он дал разработчикам возможность улучшить свои коды для решения проблем ветряных турбин ».

    Анализ микропиттинга

    Дон Хаузер из лаборатории оборудования штата Огайо говорит, что он и его ученики были вовлечены в GRC около года.«Это стоящее начинание, потому что получить тестовые данные в этой экономике сложно», — говорит он. «Одно из таких мест, где в значительной степени изучается долговечность материалов, — это Мюнхенский университет в Германии. Для этой цели компания располагает около 50 установками для испытания зубчатых передач FZG. В штате Огайо у нас есть три таких машины, и очень немногие другие работают в этой стране ».

    Перейти на следующую страницу

    Одна из целей проекта GRC — лучше понять, что происходит в коробке передач, а затем воспроизвести эти условия в лабораторных условиях для более контролируемых условий испытаний, — говорит Хаузер.«Я уверен, что это дорогостоящее мероприятие, которое может себе позволить только правительство. Мы с нетерпением ждем возможности получить некоторые из этих данных, чтобы проверить нашу модель Calyx, а также то, что наша собственная программа LDP может сделать для прогнозирования прогибов в микромасштабе ».

    Независимо от области применения, главная проблема заключается в том, что шестерни всегда играют второстепенную роль, — говорит Хаузер. «Например, в самолетах и ​​вертолетах шестерни рассматриваются как товар или просто вещь, которую можно купить. Все университетские центры, занимающиеся вертолетами, сосредотачиваются на лопастях, хотя коробка передач поддерживает весь вертолет.Ветряк — это всего лишь перевернутый вертолет ».

    Хаузер и нынешний директор Gear Lab Ахмет Кахраман реализуют другой проект, финансируемый Министерством энергетики США в рамках Закона о восстановлении и реинвестировании, по проведению испытаний роликов и прогнозированию микропиттинга как для шестерен, так и для подшипников. Микропиттинг — это вид контактной усталости из-за высоких поверхностных нагрузок и тепловыделения, которые вместе уменьшают смазочную пленку.

    «Для моделирования микропиттинга мы используем как Calyx, так и наш модуль LDP, который отличается от обычного трибологического моделирования», — говорит Хаузер.«Нормальное моделирование включает уравнения для толщины смазочной пленки и температуры вспышки, которые все основаны на установившемся режиме качения для моделирования подшипников, которые катятся с постоянной скоростью», — говорит он. «Однако зубья шестерни соприкасаются только в течение миллисекунды. Кроме того, поскольку микропиттинг требует действия скольжения, необходимо учитывать изменяющиеся во времени скорость скольжения и изменение радиуса, которые происходят в зубчатых колесах. Это может повлиять на трение и тепловыделение. Наша модель пытается уловить все эти явления.”

    Разбираемся в надежности коробки передач

    В совместном проекте Gearbox Reliability Collaborative участвуют более 70 отраслевых партнеров, включая производителей ветряных турбин, разработчиков программного обеспечения, производителей подшипников, производителей зубчатых передач и исследовательские группы университетов. Системный инженер GRC Франсиско Оягу (который только что перешел в новую ветряную электростанцию, Boulder Wind Power, Boulder, Colo.) Принимал активное участие в анализе. Цели GRC включают понимание глобальной нагрузки, которую видят ветряные турбины, исследование методов прогнозирования прогибов и напряжений и обнаружение деградации в деталях.

    «Коробки передач GRC были переработаны, чтобы отразить конфигурацию коробки передач класса MW, конфигурацию, соответствующую текущим отраслевым стандартам», — говорит Оягу. «Редизайн позволил NREL предоставить участникам GRC информацию о конструкции для выполнения анализа. Это важно, потому что, как правило, довольно сложно получить производственные чертежи, свойства материалов и твердотельные модели из-за закрытого характера информации. Кроме того, еще одна цель GRC — создать надежный набор справочных данных, который можно использовать для проверки новых аналитических инструментов.”

    Идея инструментария редукторов заключается в проверке большого количества допущений, которые обычно используются аналитиками для получения результатов, — говорит Оягу. «Например, некоторые из этих предположений являются граничными условиями, поэтому одна из областей, которые мы пытаемся проверить, — это распределение нагрузки на ролики в планетарной ступени», — говорит он. «Планеты на ветряных турбинах имеют тонкие ободки, чтобы уменьшить общий вес редуктора. Однако высокие нагрузки вызывают деформации планет, которые ранее не учитывались.”

    По словам Оягу, GRC в настоящее время сосредотачивается на планетарной ступени, начальной ступени коробки передач, которая испытывает самые высокие нагрузки и где, по всей видимости, происходит наибольшее количество отказов. «Мы разместили тензодатчики у корней зубьев шестерни в нескольких местах вдоль зубчатого венца. Это позволяет нам видеть напряжения и отслеживать смещение шестерен ».

    Перейти на следующую страницу

    GRC также пытается измерить все, что попадает в трансмиссию от главного вала, как в поле, так и на динамометре.Это обеспечивает скручивающие и изгибающие нагрузки. Кроме того, поскольку коробка передач и генератор установлены на резиновых опорах с гибкой муфтой между ними, группа стремится понять, как коробка передач движется по отношению к основной раме и по отношению к генератору, и как все взаимодействует как единое целое. система.

    Под капотом Calyx модель

    Аарон Талер, аспирант Дона Хаузера, провел обширное моделирование редуктора GRC в Calyx.Он говорит, что коробка передач состоит из планетарной ступени, за которой следуют две параллельные ступени. Передаточное число редуктора позволяет увеличить номинальную скорость входного ротора с 22 об / мин до выходной скорости 1800 об / мин, которая требуется генератору для подачи синхронной энергии в электрическую сеть. Ветряная турбина также может работать на второй номинальной входной скорости 14 об / мин (выходная скорость 1200 об / мин) за счет активного переключения генератора количества магнитных полюсов, используемых для выработки электроэнергии. Входной крутящий момент 323 кНм, создаваемый ветром на лопастях ротора, необходим для работы генератора на полной номинальной мощности и максимальной скорости.

    Редуктор ветряной турбины был смоделирован с использованием трехмерной программы анализа контактов на основе конечных элементов Transmission3D от Ansol. Программное обеспечение позволяет пользователям моделировать всю коробку передач, включая корпус, шестерни, подшипники, валы и водило планетарной передачи. Transmission3D использует программу анализа контактов Calyx для определения контактов в коробке передач. Для этого сначала вычисляются прогибы и силы конечных элементов, а затем используется полуаналитический подход для анализа контактов в зубчатых зацеплениях, подшипниках и шлицах.

    Сколько денег вырабатывает ветряная турбина за счет вырабатываемой электроэнергии?

    Сколько денег вырабатывает ветряная турбина за счет вырабатываемой электроэнергии?



    Хотите знать, сколько денег можно заработать на ветряных турбинах?

    Это общий вопрос, учитывая, сколько стоят ветряные турбины и насколько они велики. Если вы планируете приобрести ветряную турбину, обратите внимание на следующие моменты:

    Сколько стоят ветряные турбины?

    Домашние или фермерские турбины обычно менее 100 киловатт и стоят около 3000–8000 долларов за киловатт мощности.В большом доме потребуется турбина мощностью 10 киловатт, а стоимость ее установки составит около 50–80 тысяч долларов. Меньшие по размеру фермы или жилые турбины стоят меньше, но они дороже в расчете на киловатт производимой энергии.

    С другой стороны, коммерческие ветряные турбины стоят миллионы долларов. Вот разбивка:

    1. Коммерческая ветряная турбина среднего размера (2 мегаватта) стоит около 2,6–4 миллиона долларов.
    2. Стоимость турбины увеличивается вместе с размером турбины.Есть также определенные преимущества от использования более крупных ветряных турбин.
    3. Стоимость также зависит от того, сколько турбин вы закажете, когда будет заключено соглашение, контракты и местоположение проекта.

    Сколько денег приносит ветряная турбина?

    Турбины

    — довольно дорогое вложение, поэтому важно, чтобы они приносили деньги покупателю. Владельцы ветряных турбин могут продавать электроэнергию местным энергокомпаниям для домов и предприятий.Итак, сколько могут производить ветряные турбины?

    Ветряные турбины могут приносить от 3000 до 10 000 долларов в год в зависимости от размера и киловаттной мощности турбины. Фермеры на ветряных электростанциях могут поддерживать собственное производство электроэнергии и гарантировать более низкую цену в течение как минимум 20 лет.

    В 2019 году турбина мощностью 1 мегаватт произвела 61 320 долларов США при 35% мощности, 87 600 долларов США при 50% мощности и 114 880 долларов США при 65% мощности. Турбина мощностью 2,5 мегаватта произвела 153 300 долларов при 35% мощности, 219 000 долларов при 50% мощности и 284 700 долларов при 65% мощности.Наконец, турбина мощностью 4 МВт произвела 245 280 долларов США при 35% мощности, 350 400 долларов США при 50% мощности и 455 520 долларов США при 65% мощности.

    Ветровые турбины могут работать только на 35–65% мощности из-за ветровых условий.

    Стоимость обслуживания ветряной турбины

    После покупки и сборки ветряной турбины необходимо учитывать текущие расходы на техническое обслуживание:

    • 1-2 цента за киловатт-час произведенного
    • 42 000–48 000 долларов в год

    Хотя эти затраты кажутся высокими, ветряные турбины стоят вложенных средств, особенно потому, что они могут окупить затраты самостоятельно.

    Если вы хотите купить или отремонтировать ветряную турбину, вам следует обратиться в авторитетную энергетическую компанию. В Anemoi Energy Services мы предлагаем комплексное обслуживание ветряных турбин и услуги ветряных турбин, чтобы ваши установки работали эффективно и с максимальной производительностью каждый день. Свяжитесь с Anemoi сегодня для любого обслуживания ветряных турбин.

    Все новости

    Как используются редукторы Falk в ветряных турбинах?

    Как чистый источник энергии, ветер не зависит от ископаемого топлива и не загрязняет планету.Ветровые турбины используют кинетическую энергию ветра и преобразуют ее в электрическую энергию. Эта технология появилась в 1887 году, когда Джеймс Блит, шотландский ученый, использовал ветряную турбину для зарядки батарей, которые питали его загородный дом. Одним из важнейших компонентов современных турбин является редуктор Falk, который используется в различных стационарных установках.

    Типы ветряных турбин

    Горизонтально-осевые ветряные турбины

    Горизонтально-осевые ветряные турбины — это типы турбин, которые обычно используются на ветряных электростанциях.У них есть электрический генератор и вал несущего винта наверху башни. Чтобы быть эффективными, компоненты должны быть направлены против ветра с помощью флюгера или датчика ветра и серводвигателя.

    Многие ветряные турбины с горизонтальной осью имеют детали редуктора Falk, которые помогают увеличить скорость вращения лопастей для приведения в действие электрического генератора. Обычно лопасти вращаются со скоростью от 10 до 22 оборотов в минуту. Специалисты по коробкам передач Falk устанавливают редукторы для увеличения скорости генератора.В то время как некоторые турбины работают с постоянной скоростью, турбины с регулируемой скоростью и твердотельный преобразователь энергии, который взаимодействует с системой передачи, собирают больше энергии.

    Ветряные турбины с вертикальной осью

    В ветряных турбинах с вертикальной осью вал главного ротора имеет вертикальное расположение. Конструкция позволяет турбине не сталкиваться с ветром, что отлично подходит для участков с переменным направлением ветра или когда турбина встроена в здание. Вертикальные конструкции не так распространены, как горизонтальные, и производят меньше энергии.

    Турбины с вертикальной осью могут иметь генератор и редуктор Falk рядом с землей. Для облегчения технического обслуживания имеется прямой привод от узла ротора к коробке передач на земле.

    Существует множество ветряных турбин с вертикальной осью, в том числе:

    • Ветряная турбина Дарье : турбины Дарье, похожие на взбиватель яиц из-за изогнутых лопастей, имеют низкий пусковой крутящий момент.
    • Ветряная турбина Girmill : турбины Girmill, или H-образные, являются подтипом турбин Дарье, но в них используются прямые лопасти вместо изогнутых.Он имеет регулируемый шаг, что обеспечивает более высокий пусковой крутящий момент и широкую, более пологую кривую крутящего момента.
    • Ветряная турбина Savonius : Savonius — это ветряные турбины с самозапуском, использующие два или более лопастей. Они преобразуют силу ветра в крутящий момент на вращающемся валу. Подтипы турбин Савониуса включают витые турбины Савониуса и параллельные турбины. Турбины Savonius имеют длинные винтовые лопатки, обеспечивающие плавный крутящий момент, что делает их идеальными для ветряных турбин на крышах и кораблей. Параллельные турбины используют эффект земли и похожи на центробежные вентиляторы.

    Роль редукторов Falk в ветряных турбинах

    Редуктор скорости Falk увеличивает скорость вращения ветряной турбины, преобразуя вращения с низкой скоростью в вращения с высокой скоростью, которые генерируют электричество. Из-за нагрузки и условий окружающей среды, в которых должны работать редукторы Falk, конструкция редуктора ветряной турбины может показаться сложной задачей.

    В ветряных турбинах для коммунальных предприятий обычно используются трехступенчатые редукторы. Первой ступенью обычно является планетарный привод из-за ее высокого крутящего момента.На остальных двух ступенях используются косозубые шестерни. Специалисты по коробкам передач Falk работают со случаями нагружения — датчики на коробках передач измеряют в течение определенного периода времени, — потому что нагрузки постоянно меняются.

    Крутящий момент от ротора турбины создает мощность и прилагает большие усилия к трансмиссии. Следовательно, очень важно убедиться, что коробка передач может выдерживать нагрузки или что трансмиссия изолирует коробку передач для предотвращения внутренних перекосов. Когда коробка передач выходит из строя, специалисты отключают турбину и заменяют ее, что может занять до нескольких недель.

    Если вам нужны запчасти для коробки передач Falk или быстрый качественный ремонт, Mar-Dustrial сделает процесс восстановления скорости быстрым и легким. Наш инвентарь, состоящий из тысяч новых, труднодоступных, избыточных и устаревших компонентов, включая муфты, обеспечит работу редуктора редуктора вашей турбины. Наши услуги по быстрому ремонту в сертифицированной Falk ремонтной мастерской помогут вам сэкономить на расходах. Поговорите с одним из наших опытных специалистов по коробкам передач Falk в любое время дня, семь дней в неделю, для всех ваших потребностей в коробках передач.

    Опубликовано в разделе Falk Gearboxes в среду, 7 марта 2018 г.

    Для получения энергии ветра необходимо масло

    Практически не изменился и способ проведения проверок.

    Исторически, проверка состояния электрической инфраструктуры была обязанностью мужчин, идущих по очереди. Когда везет и есть подъездная дорога, линейные рабочие используют автовышки. Но когда электрические конструкции находятся на заднем дворе, на склоне горы или иным образом вне досягаемости механического лифта, рабочие все равно должны пристегнуть свои инструменты и начать подъем.В отдаленных районах вертолеты несут инспекторов с камерами с оптическим зумом, которые позволяют инспектировать линии электропередач на расстоянии. Эти инспекции на большом расстоянии могут охватывать больше территории, но не могут заменить более пристальный взгляд.

    В последнее время электроэнергетические компании начали использовать дроны для более частого сбора дополнительной информации о своих линиях электропередач и инфраструктуре. Помимо зум-объективов, некоторые устанавливают на дроны термодатчики и лидары.

    Термодатчики улавливают избыточное тепло от электрических компонентов, таких как изоляторы, проводники и трансформаторы.Если игнорировать эти электрические компоненты, они могут вызвать искру или, что еще хуже, взорваться. Лидар может помочь в управлении растительностью, сканировании области вокруг линии и сборе данных, которые программное обеспечение позже использует для создания трехмерной модели области. Модель позволяет менеджерам энергосистемы определять точное расстояние от растительности до линий электропередач. Это важно, потому что, когда ветви деревьев подходят слишком близко к линиям электропередач, они могут вызвать короткое замыкание или воспламенить искру от других неисправных электрических компонентов.

    Алгоритмы на основе ИИ могут обнаруживать участки, в которых растительность посягает на линии электропередач, обрабатывая десятки тысяч аэрофотоснимков за несколько дней. Buzz Solutions

    Хорошая новость — использование любой технологии, которая позволяет проводить более частые и качественные проверки. А это означает, что, используя современные, а также традиционные инструменты мониторинга, основные коммунальные предприятия ежегодно собирают более миллиона изображений своей сетевой инфраструктуры и окружающей среды.

    AI хорош не только для анализа изображений. Он может предсказывать будущее, глядя на закономерности в данных с течением времени.

    А теперь плохие новости.Когда все эти визуальные данные возвращаются в центры обработки данных коммунальных предприятий, выездные техники, инженеры и монтажники тратят месяцы на их анализ — от шести до восьми месяцев на цикл проверки. Это отвлекает их от работы по техническому обслуживанию в полевых условиях. И это слишком долго: к моменту анализа данные уже устарели.

    Пришло время вмешаться ИИ. И он начал это делать. ИИ и машинное обучение начали использоваться для обнаружения неисправностей и разрывов в линиях электропередач.

    Несколько энергетических компаний, в том числе
    Xcel Energy и Florida Power and Light тестируют ИИ для обнаружения проблем с электрическими компонентами на линиях электропередач как высокого, так и низкого напряжения. Эти энергетические компании наращивают свои программы инспекции дронов, чтобы увеличить объем собираемых данных (оптических, тепловых и лидарных), ожидая, что ИИ сможет сделать эти данные более полезными.

    Моя организация,
    Buzz Solutions — одна из компаний, которые сегодня предоставляют подобные инструменты искусственного интеллекта для электроэнергетики.Но мы хотим сделать больше, чем обнаруживать проблемы, которые уже произошли, — мы хотим предсказать их до того, как они произойдут. Представьте, что могла бы сделать энергетическая компания, если бы она знала, где находится оборудование, приближающееся к отказу, позволяя экипажам войти внутрь и принять меры по профилактическому обслуживанию, прежде чем искра вызовет следующий крупный лесной пожар.

    Пора спросить, может ли ИИ быть современной версией старого талисмана Дымчатого медведя Лесной службы США: предотвращение лесных пожаров.
    до они случаются.

    Повреждение оборудования линии электропередачи из-за перегрева, коррозии или других проблем может вызвать пожар. Buzz Solutions

    Мы начали создавать наши системы, используя данные, собранные государственными учреждениями, некоммерческими организациями, такими как
    Исследовательский институт электроэнергетики (EPRI), электроэнергетические компании и поставщики услуг по воздушной инспекции, которые предлагают в аренду вертолеты и дроны. В совокупности этот набор данных включает тысячи изображений электрических компонентов на линиях электропередач, включая изоляторы, проводники, соединители, оборудование, столбы и опоры.Он также включает коллекции изображений поврежденных компонентов, таких как сломанные изоляторы, корродированные разъемы, поврежденные проводники, ржавые конструкции оборудования и треснувшие опоры.

    Мы работали с EPRI и энергосистемами, чтобы создать рекомендации и таксономию для маркировки данных изображений. Например, как именно выглядит сломанный изолятор или корродированный разъем? Как выглядит хороший изолятор?

    Затем нам пришлось объединить разрозненные данные, изображения, снятые с воздуха и с земли с использованием различных датчиков камеры, работающих под разными углами и разрешениями и снятых в различных условиях освещения.Мы увеличили контрастность и яркость некоторых изображений, чтобы попытаться привести их в единый диапазон, мы стандартизировали разрешения изображений и создали наборы изображений одного и того же объекта, снятого под разными углами. Нам также пришлось настроить наши алгоритмы, чтобы сосредоточиться на интересующем объекте в каждом изображении, например, на изоляторе, а не рассматривать все изображение целиком. Для большинства этих корректировок мы использовали алгоритмы машинного обучения, работающие в искусственной нейронной сети.

    Сегодня наши алгоритмы искусственного интеллекта могут распознавать повреждения или неисправности, связанные с изоляторами, соединителями, амортизаторами, полюсами, траверсами и другими конструкциями, а также выделять проблемные области для личного обслуживания.Например, он может обнаруживать то, что мы называем перекрывающимися изоляторами — повреждение из-за перегрева, вызванного чрезмерным электрическим разрядом. Он также может обнаружить износ проводов (что также вызвано перегревом линий), корродированные разъемы, повреждение деревянных опор и траверс и многие другие проблемы.

    Разработка алгоритмов анализа оборудования энергосистемы требовала определения того, как именно выглядят поврежденные компоненты под разными углами в разных условиях освещения.Здесь программное обеспечение отмечает проблемы с оборудованием, используемым для уменьшения вибрации, вызванной ветром. Buzz Solutions

    Но одна из самых важных проблем, особенно в Калифорнии, заключается в том, чтобы наш ИИ распознал, где и когда растительность растет слишком близко к высоковольтным линиям электропередачи, особенно в сочетании с неисправными компонентами, что является опасным сочетанием в стране пожаров.

    Сегодня наша система может обрабатывать десятки тысяч изображений и выявлять проблемы за часы и дни, по сравнению с месяцами для ручного анализа.Это огромная помощь коммунальным предприятиям, пытающимся поддерживать инфраструктуру электроснабжения.

    Но ИИ хорош не только для анализа изображений. Он может предсказывать будущее, глядя на закономерности в данных с течением времени. ИИ уже делает это, чтобы предсказывать
    погодные условия, рост компаний и вероятность возникновения болезней — это лишь несколько примеров.

    Мы считаем, что ИИ сможет предоставить аналогичные инструменты прогнозирования для электроэнергетических компаний, упреждая сбои и отмечая области, где эти сбои потенциально могут вызвать лесные пожары.Мы разрабатываем систему для этого в сотрудничестве с отраслевыми и энергетическими партнерами.

    Мы используем исторические данные проверок линий электропередач в сочетании с историческими погодными условиями для соответствующего региона и передаем их в наши системы машинного обучения. Мы просим наши системы машинного обучения найти закономерности, относящиеся к сломанным или поврежденным компонентам, здоровым компонентам и заросшей растительности вокруг линий, наряду с погодными условиями, связанными со всем этим, и использовать эти закономерности для прогнозирования будущего состояния источника питания. линии или электрические компоненты и растительность вокруг них.

    Программное обеспечение PowerAI от компании

    Buzz Solutions анализирует изображения энергетической инфраструктуры для выявления текущих проблем и прогнозирования будущих

    Прямо сейчас наши алгоритмы могут предсказать на шесть месяцев вперед, что, например, существует вероятность повреждения пяти изоляторов в определенной области, наряду с высокой вероятностью зарастания растительности вблизи линии в то время, что в совокупности создает риск возникновения пожара.

    Сейчас мы используем эту систему прогнозирующего обнаружения неисправностей в пилотных программах с несколькими крупными коммунальными предприятиями — одним в Нью-Йорке, одним в регионе Новой Англии и одним в Канаде.С тех пор, как мы начали наши пилотные проекты в декабре 2019 года, мы проанализировали около 3500 электрических опор. Мы обнаружили среди примерно 19 000 исправных электрических компонентов 5 500 неисправных, которые могли привести к отключению электроэнергии или искрообразованию. (У нас нет данных о произведенных ремонтах или заменах.)

    Куда мы отправимся отсюда? Чтобы выйти за рамки этих пилотных проектов и более широко развернуть прогнозирующий ИИ, нам понадобится огромный объем данных, собранных с течением времени и в разных географических регионах. Это требует работы с несколькими энергетическими компаниями, сотрудничества с их группами по инспекции, техническому обслуживанию и управлению растительностью.У крупных энергетических компаний США есть бюджеты и ресурсы для сбора данных в таком большом масштабе с помощью программ инспекций с помощью дронов и авиации. Но небольшие коммунальные предприятия также получают возможность собирать больше данных, поскольку стоимость дронов падает. Чтобы сделать такие инструменты, как наш, широко полезными, потребуется сотрудничество между крупными и мелкими коммунальными предприятиями, а также поставщиками дронов и сенсорных технологий.

    Перенесемся в октябрь 2025 года. Нетрудно представить западный U.S ждет еще один жаркий, сухой и чрезвычайно опасный пожарный сезон, во время которого небольшая искра может привести к гигантской катастрофе. Люди, живущие в стране пожаров, стараются избегать любых действий, которые могут привести к пожару. Но в наши дни они гораздо меньше обеспокоены рисками, связанными с их электросетью, потому что несколько месяцев назад пришли коммунальные работники, которые ремонтировали и заменяли неисправные изоляторы, трансформаторы и другие электрические компоненты и подрезали деревья, даже те, которые еще не были дойти до линий электропередач.Некоторые спрашивали рабочих, почему такая активность. «О, — сказали им, — наши системы искусственного интеллекта предполагают, что этот трансформатор, расположенный рядом с этим деревом, может искрить при падении, а мы не хотим, чтобы это произошло».

    В самом деле, конечно же, нет.

    Можно ли переработать ветряные турбины?

    По состоянию на конец 2016 года по всему миру вращалось 321 320 ветряных турбин. По мере развития ветроэнергетики становится очевидной одна тенденция: ветряные турбины становятся все больше и выше и обладают большей мощностью выработки электроэнергии.Сейчас в эксплуатации находятся ветряные турбины мощностью 8 мегаватт, высотой 720 футов, с лопастями длиной 260 футов и способными питать около 3000 домов в США. Это означает, что меньшее количество турбин может генерировать больше энергии, чем ветряные турбины прошлых лет. По мере того, как ветряные турбины стареют, важно утилизировать их, чтобы максимизировать экологические преимущества энергии ветра.

    Ветровые турбины рассчитаны на срок службы от 20 до 25 лет. Дания, Германия и Калифорния установили первое поколение современных ветряных электростанций в 1980-х годах и будут в авангарде демонтажа устаревшего оборудования, его утилизации и, вероятно, замены ветряных электростанций меньшим количеством более эффективных турбин.По мере того как мировой парк ветряных электростанций стареет, вывод из эксплуатации и переработка материалов будут становиться все более распространенной проблемой, которую необходимо решать. С какими проблемами мы столкнемся?

    Могут ли ветряные турбины утилизироваться?

    Промышленные ветряные турбины в значительной степени пригодны для вторичной переработки и содержат в основном сталь и медь. Эти материалы широко перерабатываются, но вывод из эксплуатации ветряных электростанций может быть более дорогостоящим, чем этап строительства. Давайте подробнее рассмотрим все перерабатываемые компоненты ветряной турбины, включая ее фундамент, башню и компоненты коробки передач и генератора.

    • Фундамент турбины должен закрепить эти гигантские конструкции на земле и создать прочную основу для этих огромных машин. Строительство ветряной электростанции Сан-Роман включало выемку грунта на глубину почти 10 футов, строительство арматурного каркаса из 68,5 тонн стали, заливку 18 000 кубических футов цемента и засыпку основания.
    • Большинство ветряных турбин имеют стальные трубчатые башни, которые собраны в сегменты от 65 до 100 футов, чтобы упростить производство и транспортировку.Башни имеют коническую форму для большей прочности (более широкие у основания), для чего требуется меньше стали. Открытые решетчатые башни, в которых используется меньше стали, в значительной степени были выведены из эксплуатации из-за долгосрочных структурных проблем и проблем с птицами, гнездящимися на башнях (что увеличивает уровень смертности).
    • Редуктор расположен между лопастями турбины и генератором, и его функция заключается в том, чтобы помогать передавать мощность от вращения относительно медленных лопастей ветряной турбины на стремительный к скорости генератор.Редукторы могут быть слабым звеном в ветряной турбине, потому что они шумные и склонны к выходу из строя. Большинство компонентов коробки передач подлежат вторичной переработке.
    • Генератор преобразует механическую энергию вращающихся лопастей в электричество и содержит редкоземельные магниты. Хотя многие части генератора пригодны для вторичной переработки, последствия утилизации редкоземельных элементов изучены недостаточно.

    Лопатки турбины представляют проблему

    Лопатки турбины

    легче, длиннее и более аэродинамичны, чем лопасти прошлых лет, что обеспечивает лучшую производительность, но они не очень хорошо спроектированы с точки зрения долговечности и возможности вторичной переработки.Некоторые из лопастей самых больших новых ветряных турбин имеют длину 288 футов, что создает серьезную проблему сокращения отходов. К сожалению, лезвия изготавливаются из усиленного композитного стекла или углерода, что создает дилемму вторичной переработки. В отличие от других компонентов ветряных турбин, они не имеют хорошей стоимости лома, что делает их менее привлекательными для переработчиков.

    В настоящее время многие лопасти ветряных турбин попадают на свалки, однако некоторые лопасти ветряных турбин из армированного пластика были переработаны в цементные изделия.В других, более креативных проектах, лопасти ветряных турбин были переделаны для изготовления игровых площадок и сидений на открытом воздухе. Также ведутся исследования по более эффективной переработке турбин в более дорогие товары.

    Планирование вперед

    Большинство ветряных электростанций планируются как минимум на пять лет в будущем, а для морских ветроэнергетических проектов даже дольше. Это означает, что запланированные сегодня ветроэнергетические проекты будут выведены из эксплуатации и переработаны через 25-40 лет. Из-за длительного временного горизонта это представляет некоторые трудности, которые начинают решать многие производители лопастей ветряных турбин.

    К сожалению, вывод из эксплуатации и переработка ветряных турбин был определен как слепое пятно в отрасли ветроэнергетики при рассмотрении общего воздействия энергии ветра на окружающую среду. Многие исследования были сосредоточены в первую очередь на производстве и эксплуатации ветряных электростанций, а не на этапе вывода из эксплуатации. Многие старые ветряные турбины были повторно введены в эксплуатацию и проданы в Восточной Европе и Северной Африке, что продлило срок службы оборудования. Хотя некоторые думали о восстановлении участка ветряной электростанции, во многих случаях в этом нет необходимости в течение длительного времени.Поскольку ветряные турбины нуждаются в замене, некоторые объекты переоснащаются с использованием более новых технологий вместо того, чтобы полностью выводить из эксплуатации проекты.

    По мере развития технологий ветроэнергетики энергия ветра становится более конкурентоспособной и эффективной с точки зрения затрат. Несмотря на некоторые проблемы с утилизацией ветряных турбин, энергия ветра остается одним из самых зеленых источников электроэнергии. Энергия ветра позволяет экономить воду, выбросы углерода, природные ресурсы и во многих областях конкурентоспособна по цене с электроэнергией из ископаемого топлива.

    Официальное фото любезно предоставлено Shutterstock

    Подробнее:
    Можно ли перерабатывать солнечные панели?
    Как американцы используют возможности своего дома
    Как дизайн продукта влияет на будущие темпы переработки

    замороженных ветряных турбин? Работают ли ветряки зимой?

    Ветряки работают зимой.Конечно, есть! Для некоторых ветряных электростанций самое ветреное время года — зима. Сертифицированные ветряные турбины могут работать при температуре до -40 ° без перебоев. В северных регионах турбины работают круглогодично, поскольку имеют особые конструктивные особенности. Эти функции (например, небольшие нагреватели для электроники, датчики скорости ветра, генераторы и трансмиссионное масло) имеют свою стоимость, поэтому ветряные турбины, предназначенные для теплого климата, обычно не имеют этих функций.

    Но почему некоторые ветряные турбины иногда отключаются зимой? Ответ вас удивит!

    Обледенение ветровой турбины: отключение при замерзании датчиков, защита от повреждений и безопасность

    Определенные погодные условия могут привести к образованию льда на лопастях ветряных турбин и критических датчиках, таких как анемометр.При длине каждого лезвия более 150 футов в некоторых случаях вес этого ледяного нароста может стать чрезмерным и вывести лезвия из равновесия. Здесь турбина обнаружит неисправность из-за вибрации и автоматически отключится, чтобы предотвратить повреждение. Но даже если турбины способны нормально работать в холодную погоду, консервативные операторы ветряных парков все равно могут выключить турбины, особенно в экстремальных погодных условиях. В определенных условиях большие куски льда могут падать с ветряных турбин, которые не работают, или даже улетать на некоторое расстояние от работающих ветряных турбин! Падающие куски льда могут быть смертельными, поэтому парки турбин иногда прекращают выработку электроэнергии, если обледенение происходит исключительно по соображениям безопасности.

    Фото: Кент Ларссон, abvee

    На юге США сейчас самая холодная зима за последние десятилетия; снежное покрывало лежит на территории Техас-Хилл-Кантри. Трубы замерзают, тысячи людей без электричества. Автономные обогреватели распроданы в магазинах. Термостаты, естественно, набираются повсюду.

    Обычно техасцы не расходуют много энергии для отопления. Природный газ — предпочтительный метод отопления в северных штатах, но поскольку потребность в отоплении зимой на юге невысока, электричество является дешевым и надежным вариантом.

    Это приводит к серьезным требованиям к электросети, которые могут перерасти в постоянные отключения электроэнергии. Но когда электричество отключено, это может вызвать некоторые… осложнения. Добавьте к этому дешевую электроэнергию, и легко понять, почему электрическое отопление является обычным явлением в южных регионах, где природный газ обычно предпочитается на севере. В итоге

    По данным Управления энергетической информации США, в 2020 году цены на электроэнергию Техаса занимали 9 -е место в стране .

    Общие цены на электроэнергию в Техасе — 9 самые низкие в стране. Сюда входят цены на электроэнергию для жилого, коммерческого, промышленного и коммерческого секторов. Некоторые коммерческие и жилые блоки HVAC работают на газе, но первоначальная стоимость выше, а низкое использование в течение зимы затрудняет возмещение этих затрат. В результате почти все коммерческие «агрегаты» для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха на крыше работают только на электричестве. Эти типы нагревательных элементов являются одними из крупнейших потребителей энергии в сети, и их использование напрямую связано с низкими температурами.Спрос на сеть становится высоким, и могут происходить веерные отключения электроэнергии.

    Источник: Отчет ERCOT о спросе и энергии за 2020 год

    Трубопроводы замороженного газа

    Природный газ составляет 46% от производства электроэнергии Техаса. При экстремально низких температурах южные газовые компании начинают отключать скважины, трубопроводы и генерирующее оборудование из-за замерзания линий и устьев скважин.

    Техас — ветряная электростанция США

    В Техасе все больше, и поэтому Техас производит большое количество электроэнергии для юга США, почти вдвое превышая чистую выработку по сравнению со штатом номер два, Флоридой.Техас является крупнейшим ветроэнергетическим генератором в стране, производящим столько же энергии ветра, сколько Айова, Оклахома, Калифорния и Канзас вместе взятые. Если бы Техас был страной, он бы занимал 5-е место в мире по производству ветровой энергии!

    Отключение электросетей из-за лесных пожаров стало обычным явлением в Калифорнии. С отключениями электроэнергии, возникающими всякий раз, когда ветер слишком сильный, чтобы безопасно эксплуатировать линии распределения электроэнергии. Калифорнийцы в этом регионе уже видят возможности распределенной генерации с помощью ветряных и солнечных установок, которые теперь часто сочетаются с аккумуляторными батареями.Используя новейшую сертифицированную силовую электронику, генераторы распределенной энергии могут распределять электроэнергию, чтобы компенсировать потребности сети. Распределенные генераторы — это солнечные батареи (когда светит солнце), ветряные турбины (когда дует ветер), аккумуляторы (надежные!) Или даже дизельные генераторы! Когда сеть включает распределенное производство энергии, она становится устойчивой к погодным условиям и спросу.

    Ассоциация распределенной энергии ветра (DWEA) поддерживает видение энергетического равенства, при котором отдельные лица, предприятия и сообщества в равной степени получают возможность распределяемых энергоресурсов, существующих вокруг них, особенно ветра.Распределенные энергетические ресурсы всех типов необходимы для обеспечения разнообразной, устойчивой и быстро реагирующей электрической сети. Зимние ветры могут стать отличным источником энергии для удовлетворения потребностей в электрическом отоплении, особенно в Техасе. Локальное обледенение и другие погодные явления всегда могут сократить производство, но ветровые участки, простирающиеся на более крупный регион, могут продолжать производить электроэнергию.

    По этой причине наличие ветряных турбин на широкой площадке важно для надежной, чистой и устойчивой электрической сети.Распределенная ветровая энергия означает, что на каждом участке с адекватным ветром должна быть соответствующая ветряная турбина. Этот распределяет выработку электроэнергии по всей сети и делает ее более устойчивой. Примените это с солнечными батареями, аккумуляторами и интеллектуальными инверторами, реагирующими на спрос, и вы получите электрическую сеть завтрашнего дня. Распределенные ветряные турбины, расположенные в нужном месте в нужное время, окупятся, вырабатывая дешевую электроэнергию, которую можно потреблять на месте или продавать обратно в сеть через стандартный электрический счетчик.

    Исследование, проведенное Национальной лабораторией возобновляемой энергии, пришло к выводу, что общий потенциал выработки электроэнергии для распределенных ветряных электростанций примерно равен общему потенциалу для морского ветра. Ассоциация распределенной ветроэнергетики сосредоточена на обеспечении доступа этих перспективных распределенных ветряных станций к технологиям, финансированию, регулированию и поддержке в регионах по всей территории Соединенных Штатов. Windurance поддерживает DWEA в этом видении и поставляет приводы, инверторы и контроллеры шага лопастей для распределенной ветроэнергетической отрасли.

    Если вы хотите узнать больше о том, как распределенный ветер является тактикой ветроэнергетики будущего, свяжитесь с нами!

    Примечание. Автор, Дэн Клунис, инженер-нефтяник, проработавший десять лет в буровой отрасли, проживая в Хьюстоне. В дни, когда он возвращался домой с буровой, он работал крановщиком, обслуживающим установки HVAC на крыше. Сейчас он живет в Питтсбурге и работает на Виндуранс.

    10 крупнейших ветряных турбин в мире

    Ветряная турбина SeaTitan 10 МВт

    Ветряная турбина SeaTitan ™ 10 МВт, разработанная американской энергетической компанией AMSC, в настоящее время является самой большой ветряной турбиной в мире.Турбина с прямым приводом, с диаметром ротора 190 м, имеет номинальную мощность 10 МВт и высоту ступицы 125 м.

    Конструкция турбины включает генератор высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП) со скоростью 10 об / мин, что делает ее намного меньше и легче, чем у обычного ветряного генератора.

    Компания AMSC начала разработку турбины в 2010 году и завершила проектирование в 2012 году.Генератор для ветряной турбины прошел испытания ВМС США в суровых морских условиях. В настоящее время AMSC ведет переговоры с потенциальными партнерами о строительстве и коммерциализации ветряных турбин SeaTitan мощностью 10 МВт.

    Турбина качения ST10

    Морская ветряная турбина ST10, спроектированная и разработанная норвежской технологической компанией Sway, является второй по величине ветровой турбиной в мире. Он имеет выходную мощность 10 МВт, оснащен ротором диаметром 164 м, имеет номинальную скорость 2 об / мин и лопасти длиной 67 м.Турбина была разработана в период с 2005 по 2012 год с инвестициями в размере 20 миллионов евро (27,4 миллиона долларов) и подходит как для стационарных, так и для плавучих фундаментов.

    Турбина оснащена кольцевым генератором с постоянным магнитом и прямым приводом с сердечником статора без железа. Лопасти установлены на опорной конструкции «А-образной рамы», к которой присоединен внешний обод ротора генератора. Sway Turbine ищет потенциальных партнеров для коммерциализации турбинной технологии ST10.

    (Помимо AMSC и SWAY, Mitsubishi и Sinovel, как сообщается, также разрабатывают ветряные турбины мощностью 10 МВт, детали конструкции этих турбин, однако, не разглашаются.)

    Ветряная турбина Areva 8 МВт

    Ветроустановка 8 МВт французской энергетической компании Areva, запущенная в эксплуатацию в ноябре 2013 года, является третьей по величине ветряной турбиной в мире по номинальной мощности. Морская трехлопастная турбина с ротором диаметром 180 м и среднескоростной гибридной коробкой передач вырабатывает до 8 МВт мощности при средней скорости ветра 12 м / с.

    Конструкция турбины основана на ветряных турбинах Areva серии M5000, установленных на морских ветряных электростанциях Global Tech I и Borkum West II в Германии.

    Areva разрабатывает турбины мощностью 8 МВт для морского рынка Великобритании, а также второй раунд тендера на строительство морской ветряной электростанции мощностью 1 ГВт во Франции. Прототип турбины планируется установить в 2015 году, а коммерческое производство ожидается в 2018 году.

    Вестас V164-8.0 МВт

    Vestas V164-8,0 МВт с номинальной мощностью 8 МВт и диаметром ротора 164 м в настоящее время является четвертой по величине ветряной турбиной в мире.

    Турбина спроектирована для морской эксплуатации и имеет рабочую площадь более 21 000 м². Каждая из трех лопаток турбины имеет длину 80 м и вес 35 т. Номинальная частота вращения ротора турбины 10,5 об / мин.

    Датский производитель ветряных турбин Vestas завершил изготовление прототипа гондолы для турбины в промышленном парке Линдё, Дания, в декабре 2013 года.Прототип гондолы будет установлен в датском национальном испытательном центре в Østerild в первом квартале 2014 года.

    Enercon E-126 / 7,5 МВт

    Ветряная турбина Enercon E-126 / 7,5 МВт, спущенная на воду немецкой компанией Enercon в 2007 году, является пятой по величине ветряной турбиной в мире. Безредукторная турбина мощностью 7,5 МВт имеет высоту ступицы 135 м, диаметр ротора 127 м и рабочую площадь 12 668 м².

    Скорость вращения ротора против ветра при активном регулировании шага варьируется от 5 до 11 об / мин.7 об / мин.

    Турбины эксплуатируются на береговых ветряных электростанциях Магдебург-Ротензее и Эллерн в Германии, а также на береговых ветряных электростанциях Эстиннес в Валлонии, Бельгия. Береговая ветряная электростанция Noordoostpolder в Нидерландах также будет использовать ветряные турбины Enercon E-126 / 7,5 МВт.

    Самсунг S7.0-171

    Ветряная турбина Samsung S7.0-171, разработанная Samsung Heavy Industries, является шестой по величине ветряной турбиной в мире. Морская ветряная турбина имеет диаметр ротора 171 м и номинальную мощность 7 МВт.Рабочая площадь турбины составляет 23 020 м², а высота ступицы — 110 м.

    Турбина оснащена планетарной коробкой передач с гибким штифтом и генератором на постоянных магнитах. Каждая из трех лопаток турбины имеет длину 83,5 м.

    Прототип Samsung S7.0-171 был установлен в энергетическом парке Файф у побережья Шотландии в 2013 году. Коммерческая доступность ветряной турбины мощностью 7 МВт ожидается в 2015 году.

    REpower 6.2M152 / REpower 6.2M126

    Ветровые турбины 6.2M126 и 6.2M152, разработанные компанией Repower группы Suzlon, являются седьмыми по величине ветряными турбинами в мире.Они являются последними в серии REpower 6.XM и имеют диаметр ротора 152 м и 226 м соответственно. Обе турбины имеют номинальную выходную мощность 6,2 МВт.

    К 2014 году планируется построить прототип турбины REpower 6.2M152 с высотой ступицы 124 м на суше в северной Германии.

    Промышленное производство турбины ожидается в 2015 году. Ветряные турбины REpower 6.2M126 уже используются на береговой ветряной электростанции Westre в Германии, на береговых ветряных электростанциях Vlissingen и Westereems в Нидерландах и на прибрежных ветряных электростанциях Thornton Bank II в Бельгии.

    Siemens SWT-6.0-154

    Морская ветряная турбина мощностью 6 МВт Siemens 6.0 MW-154 в настоящее время является восьмой по величине ветряной турбиной в мире. Турбина имеет лопасти длиной 75 м и диаметр ротора 154 м, обеспечивая рабочую площадь 18 600 м². Siemens поставит 300 турбин SWT-6.0-154 для ветряных электростанций у побережья Великобритании в период с 2014 по 2017 год в рамках соглашения на 2,9 млрд евро (3,56 млрд долларов), подписанного с Dong Energy в июле 2012 года.

    Компания Siemens начала испытания турбины в испытательном центре Østerild, Дания, в октябре 2012 года.Прототип турбины с диаметром ротора 120 м был также установлен на испытательном полигоне Ховсоре в Дании в 2011 году.

    Три новых блока ветряных турбин Siemens SWT-6.0-154 были установлены на испытательном полигоне Хантерстон британской компании SSE в октябре 2013 года.

    Ветряная турбина Haliade 150-6MW

    Ветряная турбина Haliade 150-6 МВт Alstom с диаметром ротора 150 м и номинальной мощностью 6 МВт является девятой по величине ветряной турбиной в мире.

    Длина лопастей ветряной турбины с подветренной стороны — 73.5 м, а общая площадь — 17 860 м². Скорость вращения ротора составляет от 4 до 11,5 об / мин. Турбина подходит для эксплуатации как на море, так и на суше, при исходной скорости ветра 50 м / с.

    Прототип ветряной турбины Haliade мощностью 150-6 МВт произвел первую мощность на береговой площадке недалеко от Нанта на западе Франции в июле 2012 года во время программы сертификации. Второй прототип был установлен в ветропарке Белвинд, расположенном в 45 км от побережья Остенде, Бельгия, в ноябре 2013 года.

    Sinovel SL6000

    Крупнейший китайский производитель турбин Sinovel спроектировал и разработал десятую в мире ветряную турбину SL6000 6 МВт.Морская ветряная турбина мощностью 6 МВт имеет ротор диаметром 128 м и имеет рабочую площадь 12 868 м². Это первая ветряная турбина мощностью 6 МВт в Китае, самостоятельно разработанная отечественной компанией.

    Sinovel SL6000 — это усовершенствованная версия Sinovel SL5000. Первый испытательный образец Sinovel SL6000 6MW был установлен в Шэян, провинция Цзянсу, Восточный Китай, в октябре 2011 года.

    Компания Sinovel получила заказ от Huaneng Group в феврале 2012 года на поставку 17 единиц турбин SL6000 для морской ветряной электростанции Shanghai Lingang мощностью 102 МВт.

    Связанное содержание


    Последняя катастрофа на Филиппинах — еще одно трагическое напоминание о необходимости инновационных решений в области энергетики как после, так и до чрезвычайных погодных явлений.

    Россия планирует развернуть свою первую плавучую атомную электростанцию ​​в 2016 году, что станет новым способом обеспечения энергией удаленных арктических населенных пунктов.


    Связанные компании

    Quartzelec Ltd

    Услуги вращающихся машин (до 600 МВт) | Подрядные услуги по высоковольтному / низковольтному оборудованию

    28 августа 2020

    .