Tüketimin ekolojisi. Bilim ve teknoloji: Yelkenli yel değirmeninin en basit ama aynı zamanda var olan en verimsiz yel değirmenlerinden biri olduğunu söyleyebiliriz. Yelkenli rüzgar türbininin KIEV'i teorik olarak bile %20'nin üzerinde olamaz.

İnsanlık çok eski zamanlardan beri, binlerce yıldır yelken kullanıyor. Genel olarak hatırlayabildiği sürece. Aerodinamik hakkında hiçbir fikirleri olmadığında. Ancak yel değirmenleri zaten dönüyordu ve tekneler zaten yelken açıyordu. Doğru, o günlerde genellikle düz yelkenler kullanılıyordu. Orta Çağ'da, daha gelişmiş yelkenler icat edildi, bu da navigasyonun gelişmesinde hemen keskin bir sıçramaya ve sonuç olarak en önemli coğrafi keşiflere yol açtı. Ama şu ana kadar yelken, rüzgar estiği sürece insanlara hizmet etmeye devam ediyor ve edecek.

Yelkenli bir yel değirmeninin neye benzediğini fotoğraflardan anlayacaksınız. Aerodinamiğin ormanına girmeden, yelkenli yel değirmeninin var olan en basit ama aynı zamanda en verimsiz yel değirmenlerinden biri olduğunu söyleyebiliriz. Yelkenli rüzgar türbininin KIEV'i teorik olarak bile %20'nin üzerinde olamaz. Bu, yelkenli yel değirmeninin kanatlarına çarpan rüzgar akışının gücünün yalnızca 1/5'ini alacağınız anlamına gelir. Örneğin rüzgar 5 m/s hızla esiyorsa ve rüzgar değirmeninizin çapı 5 metre ise rüzgarın gücü yaklaşık olarak 100 m/s olacaktır. 1500 Watt. Gerçekten bir yel değirmeninden (en iyi ihtimalle) yalnızca 300 watt'ı çıkartabilirsiniz. Ve bu beş metrelik bir yapıdan!

Neyse ki, yalnızca düşük KIEV (katsayısırüzgar enerjisi kullanımı) yelkenli yel değirmeninin dezavantajları sınırlıdır. O zaman sadece avantajlar var.

Yelkenli yel değirmeni en çok düşük hızlı rüzgar türbini. Hızı nadiren 2'ye yaklaşır, ancak genellikle 1 ila 1,5 aralığındadır. Ve hepsi onun korkunç aerodinamiği yüzünden.

Öte yandan yelken yel değirmeni en hassas yel değirmenlerinden biridir. Rüzgar hızı aralığının en altından, kelimenin tam anlamıyla sakinden başlayarak saniyede 1-2 metreden çalışır. Bu da rüzgarın saniyede 3-5 metreyi nadiren aştığı orta Rusya koşullarında önemli bir faktör. Daha hızlı yel değirmenlerinin çoğunlukla başarısızlıkla sonuçlandığı burada, yelkenli bir yel değirmeni en azından bir şeyler üretecektir. Muhtemelen bildiğiniz gibi Rusya yel değirmenleriyle ünlü olmasa da burası deniz kıyısındaki Hollanda değil ve rüzgarlar bizi bozmuyor. Ama çok sayıda su değirmeni vardı.

Yelkenli yel değirmeninin bir diğer avantajı da tasarımının şaşırtıcı sadeliğidir. Yel değirmeni şaftı, elbette yataklar üzerinde, şaft üzerinde bir göbektir. Göbeğe bağlı olan direkler genellikle 8'den 24'e kadardır. Ve direklerden, genellikle sentetik olan dayanıklı ince malzemeden yapılmış eğik yelkenler gelir. Yelkenin diğer kısmı ise hem yelken açısı düzenleyicisi hem de fırtına koruması görevi gören levhalarla tutturulmuştur. Onlar. en ilkel yelken ekipmanları, en basit yattan daha kolaydır.

Yelkenli yel değirmeninin insanlığın teknik başarılarının arşivlerine bırakılmasına izin vermeyen şey tam da bu tasarım basitliğidir. Taşınabilir, taşınabilir, kamp, ​​acil durum seçeneği için yelkenli yel değirmeni oldukça iyi bir tasarımdır. Monte edildiğinde çadır büyüklüğünde olmayan bir pakettir. Yelkenler sarılmış, direkler katlanmış. Saniyede 5 metrelik bir rüzgarda 2 metrelik yelkenli bir yel değirmeni bile 25-40 Watt'lık güvenilir bir enerji verecektir; bu, pilleri, iletişim ve navigasyon ekipmanlarını şarj etmek ve hatta güçlü LED'ler kullanan basit bir aydınlatma sistemi için fazlasıyla yeterlidir. .

Yelkenli yel değirmeninin doğası gereği düşük gücü, jeneratör olarak benzer güce sahip (30-40 Watt) bir step motorun kullanılmasını önerir. Ayrıca yüksek hızlara ihtiyaç duymaz; dakikada 200-300 yeterlidir. Bu da yel değirmeninin hızına mükemmel bir şekilde uyuyor. Sonuçta 1.5 hız ile bu 200 devri zaten saniyede 4-5 metre rüzgarda üretecek. Hazır bir step motor kullanarak, kendinizi oldukça ciddi bir elektrik jeneratörü yapma zahmetinden kurtaracaksınız. Başlangıçta bir dişli kutusu veya çarpanın varlığı varsayıldığından, yelkenli yel değirmeni ve jeneratörün hızını koordine etmek kolaydır.

Eğer seçeneği hard ( plastik yelkenler), o zaman hareketlilikte bir miktar azalma pahasına da olsa hızı biraz artırmak mümkün olacaktır. Yel değirmeni söküldüğünde daha fazla yer kaplayacaktır.

Bu nedenle, rüzgarı arabanıza yönlendirme hedefiniz, küçük ve orta büyüklükteki pilleri (100 Ah'a kadar) şarj etmek için birkaç on watt'lık güçle sınırlıysa, 220 volta kadar bir invertör kullanarak basit aydınlatma düzenlemek ve enerji tasarruflu lambalar, ardından yelkenli bir yel değirmeni - çok ama çok iyi seçenek. Rüzgar enerjisini kullanma açısından en verimli yöntem bu olmasa da oldukça bütçe dostu ve kendini hızlı amorti eden bir seçenek olacaktır. 2-3 metrelik bir yel değirmeni size günde 1 kW'a kadar enerji sağlayacaktır.

Kamp amaçlı olarak yelkenli bir yel değirmeni, en ucuz benzinli elektrik jeneratöründen daha ucuz olacak ve başlangıçta kendi masrafını çıkaracaktır.

Sabit yelkenli rüzgar türbinleri, düşük KIEV'leri nedeniyle başlangıçta tam olarak büyük inşa edilmiştir. Çapı en az 5-6 metre, yoksa hiçbir anlamı yok. Böyle bir rüzgar türbini sürekli olarak günde 2-3 kW'a kadar enerji üretecektir. Ve dikkatli kullanımla 3-5 kW aydınlatma enerjisine dönüştürülebilirler (örneğin bir seranın veya seranın aydınlatılması için). Ve kullanırken ısı pompası- 20-30 metrekarelik küçük bir bahçe evinin ısıtılmasını sağlayacak 5-6 kW termal enerji. metre ve ciddi oranda yakıt tasarrufu sağlar.

Bu nedenle yelkenli yel değirmeni, arkaik tasarımına rağmen hala ilgiyi hak eden bir rüzgar kullanma yöntemi olmaya devam ediyor. Özellikle rüzgarın az olduğu bölgelerde.

Yelkenli yel değirmeninin çalışma rüzgar hızının üst sınırı saniyede 10-12 metreden fazla değildir. Ve sonra en güvenilir yel değirmenlerinden. Bu nedenle, yelkenli bir yel değirmeni tasarlarken fırtınadan korunmayı ciddi şekilde düşünmelisiniz. Örneğin, Kulikov anteninin tasarımına dayanarak "kırılabilir" direkler yapın veya yelkenleri bayraklara dönüştürmek için çarşafları gevşetmek için bir cihaz bulun veya gergi halatları vb. kullanarak direkleri katlayın. yayınlandı

Yelken tipi rüzgar jeneratörlerinin çözdüğü tek sorun düşük rüzgar hızıdır. Yelken rüzgar jeneratörü, özel tasarımı sayesinde 1 m/s hızından başlayarak en ufak rüzgar esintisine bile tepki verir. Doğal olarak bu benzersiz özellik, bu rüzgar türbinlerinin üretkenliği ve yüksek verimliliği üzerinde yalnızca olumlu bir etkiye sahiptir.

Kanat jeneratörünün, etkili bir şekilde çalışması için orta ila kuvvetli rüzgarlara ihtiyaç duyması gibi önemli bir dezavantajı vardır.

Yelken tasarımına sahip jeneratörler için artık ne monte edildiği yer ne de yükseklik önemli. Bu yadsınamaz avantajlar, dünyanın hemen her yerinde elektrik üretmeyi mümkün kılmaktadır.

• Avantajları:
• izin verilen minimum rüzgar hızı – 0,5 m/s;
• hava akışına anında tepki;
• yapının toplam ağırlığını hafifleten hafif yelken kanatları;
• rüzgar yükünün yelken rüzgar jeneratörüne geçmesi nedeniyle hasar riskinin azaltılması;
• operasyon sırasında yüksek bakım kolaylığı;
• kompozit plastikten farklı olarak malzemeye erişilebilirlik;
• tüm yapıyı kendi ellerinizle inşa etme yeteneği;
• tasarım çeşitliliği (dikey, yatay);
• çalışma sırasında radyo parazitinin olmaması;
• insanlar ve çevre için tam güvenlik;
• kurulum kolaylığı, kompaktlık;

evin tamamına ve içindeki cihazlara elektrik sağlama yeteneği.

Tek bir dezavantajı var; çok kuvvetli rüzgarlarda avantaj kaybı.

Nasıl seçilir

Bugün çok çeşitli yelken tipi rüzgar jeneratörleri var. Yapının tipi, gücü, ağırlığı - tüm bunlar operasyona ve üretilen elektriğe yansır, bu da seçim yaparken bu parametrelerin dikkate alınması gerektiği anlamına gelir.

Rüzgar türbini "Vetrolov" kurulumu

1. Üç bileşeni anlayabilmek de aynı derecede önemlidir:
2. Rotor. Rotor çapı performansı etkiler ve bu da tüm rotorun dönüş hızına ve boyutlarına bağlıdır.
3. Toplam ağırlık ve tek tek parçalar. Çok fazla ağırlığa ihtiyacınız olmayacak, ancak daha fazla stabilite için tüm kurulumun sağlam olmasını istiyorsunuz.

Bıçaklar. Kanatların belirli aerodinamik özelliklere sahip olması ve aynı zamanda güvenilir bir şekilde yapılmış olması gerekir çünkü en büyük yükü taşıyan kanatlar onlardır.

Kurulum yeri

Aerodinamik yasaları öyledir ki rüzgarın gücünün yarısını kullanarak enerjisinin yalnızca 1/8'ini alabilirsiniz. Ve tam tersi - mümkün olan maksimum akışı yakalayarak sekiz kat daha fazla enerji elde edebilirsiniz. Şunu da çok dikkate almalısınız: önemli nüans– Hukuk açısından bir görünüm.

Çoğu ülkenin mevzuatı, gücü normu aşarsa, her türlü yel değirmenine (hava jeneratörü dahil) para cezası ve ardından el konulmasını öngörmektedir.

Bu oran ülkeye ve bölgeye göre değişiklik gösterebilir. Bu nedenle, saçma bir duruma düşmemek için yasayı incelemek daha iyidir - kurulum sırasında masraflara maruz kalmak ve ardından devletten ceza almak şeklinde.

1. Çeşitleri nelerdir?
2. Savonius tipi. İki veya daha fazla yarım silindir bir eksen etrafında dönmektedir. Avantajı: Rüzgar yönünden bağımsız olarak dönüş sabittir. Dezavantajı: düşük verimlilik.
3. Ortogonal tip. Bıçaklar eksene paraleldir ve ondan belli bir mesafede bulunur. Avantajı: daha fazla verimlilik. Dezavantajı: Çalışma sırasında oluşan gürültü. Daria'nın tipi. İki veya daha fazla düz, kemerli şerit. Avantajı: düşük gürültü, düşük maliyetli
4. . Dezavantajı: Çalışmaya başlamak için bir başlatma sistemi gerektirir.
5. Helikoid tip. Birkaç (genellikle üç) kanat eksenden uzaktır ve eğimlidir. Avantajı: Tasarım daha dayanıklıdır. Dezavantajı: yüksek maliyet.

Çok bıçaklı tip. Bir eksen etrafında iki sıra bıçak. Avantajı: çok yüksek performans. Dezavantaj: çalışma sırasında gürültü.

En önemli şey güç

Yelken tipi rüzgar santrali yapmayı planlıyorsanız en azından yaklaşık olarak ne kadar güç üreteceğini hesaplamanız gerekir. Bunu yapmanıza izin veren evrensel bir formül var:

Güç (kW) = hava yoğunluğu (kg/m3) * kanat alanı yarıçapı (m2) * rüzgar hızı (m/s) * 3,14

Rüzgar türbininin çalışma prensibi

1. Şunları dikkate alıyoruz:
2. Artan ve düşen sıcaklıklarla hava yoğunluğu değişir. Örneğin yazın hava yoğunluğu yaklaşık 1,1 kg/m3, kışın ise 1,2-1,4 kg/m3'tür.
3. Rüzgar hızı sabit değildir.

Bıçak yarıçapının arttırılması gücü orantılı olarak artırır. İster bir istasyon satın alın, ister kendiniz yapın; her durumda, uzun vadede tasarruf sağlar. Modern dünya

Rusya rüzgar enerjisi kaynakları açısından ikili bir konuma sahiptir. Bir yandan, toplam alanın çok büyük olması ve düz alanların çokluğu nedeniyle, genellikle çok fazla rüzgar vardır ve çoğunlukla eşit şiddettedir. Öte yandan rüzgarlarımız ağırlıklı olarak düşük potansiyelli ve yavaştır, bkz. Üçüncüsü, seyrek nüfuslu bölgelerde rüzgarlar şiddetli esiyor. Buna dayanarak, çiftliğe bir rüzgar jeneratörü kurma görevi oldukça önemlidir. Ancak oldukça pahalı bir cihaz mı satın alacağınıza yoksa kendiniz mi yapacağınıza karar vermek için, hangi türün (ve birçoğunun) hangi amaç için seçileceğini dikkatlice düşünmeniz gerekir.

Temel Kavramlar

1. KIEV – rüzgar enerjisi kullanım katsayısı. Düz rüzgarın mekanik modelini hesaplamak için kullanıldığında (aşağıya bakın), bir rüzgar enerjisi santralinin (WPU) rotorunun verimliliğine eşittir.
2. Verimlilik – gelen rüzgardan elektrik jeneratörünün terminallerine veya tanka pompalanan su miktarına kadar APU'nun uçtan uca verimliliği.
3. Minimum çalışma rüzgar hızı (MRS), rüzgar değirmeninin yüke akım sağlamaya başladığı hızdır.
4. İzin verilen maksimum rüzgar hızı (MAS), enerji üretiminin durduğu hızdır: otomasyon ya jeneratörü kapatır ya da rotoru rüzgar gülüne koyar ya da katlayıp gizler ya da rotorun kendisi durur ya da APU basitçe yok edilir.
5. Başlangıç ​​rüzgar hızı (SW) - bu hızda, rotor yüksüz olarak dönebilir, dönebilir ve çalışma moduna girebilir, ardından jeneratör açılabilir.
6. Negatif başlangıç ​​hızı (OSS) - bu, APU'nun (veya rüzgar türbini - rüzgar enerjisi ünitesi veya WEA, rüzgar enerjisi ünitesinin) herhangi bir rüzgar hızında başlaması için harici bir enerji kaynağından zorunlu dönüş gerektirdiği anlamına gelir.
7. Başlangıç ​​(başlangıç) torku, hava akışında zorla frenlenen bir rotorun şaft üzerinde tork oluşturma yeteneğidir.
8. Rüzgar türbini (WM), rotordan jeneratörün veya pompanın miline veya diğer enerji tüketicisine kadar APU'nun bir parçasıdır.
9. Döner rüzgar jeneratörü - rotorun hava akışında döndürülmesiyle rüzgar enerjisinin kuyruk mili üzerinde torka dönüştürüldüğü bir APU.
10. Rotorun çalışma hızı aralığı, nominal yükte çalışırken MMF ve MRS arasındaki farktır.
11. Düşük hızlı yel değirmeni - içinde doğrusal hız Rotorun akıştaki bazı kısımları rüzgar hızını önemli ölçüde aşmıyor veya ondan daha düşük. Akışın dinamik basıncı doğrudan kanat itme kuvvetine dönüştürülür.
12. Yüksek hızlı yel değirmeni - kanatların doğrusal hızı rüzgar hızından önemli ölçüde (20 kat veya daha fazla) yüksektir ve rotor kendi hava dolaşımını oluşturur. Akış enerjisini itmeye dönüştürme döngüsü karmaşıktır.

Notlar:

1. Düşük hızlı APU'lar, kural olarak, yüksek hızlı olanlardan daha düşük bir KIEV'e sahiptir, ancak yükü ayırmadan jeneratörü döndürmek için yeterli bir başlangıç ​​​​torkuna ve sıfır TAC'ye sahiptir, yani. Kesinlikle kendi kendine çalışmaya başlar ve en hafif rüzgarlarda bile kullanılabilir.
2. Yavaşlık ve hız göreceli kavramlardır. 300 rpm'deki bir ev tipi yel değirmeni düşük hızlı olabilir, ancak rüzgar enerjisi santralleri ve rüzgar santralleri alanlarının monte edildiği (şekle bakın) ve rotorları yaklaşık 10 rpm yapan EuroWind gibi güçlü APU'lar yüksek hızlıdır, çünkü böyle bir çapta, kanatların doğrusal hızı ve açıklığın çoğundaki aerodinamiği oldukça "uçağa benzer", aşağıya bakınız.

Ne tür bir jeneratöre ihtiyacınız var?

Evsel bir yel değirmeni için bir elektrik jeneratörü, geniş bir dönüş hızı aralığında elektrik üretmeli ve otomasyona veya harici güç kaynaklarına ihtiyaç duymadan kendi kendine çalışabilmelidir. Kural olarak yüksek KIEV ve verime sahip olan OSS'li (döndürmeli rüzgar türbinleri) APU kullanılması durumunda, bunun da tersine çevrilebilir olması gerekir, yani. motor olarak çalışabilir. 5 kW'a kadar güçlerde bu koşul, niyobyum bazlı kalıcı mıknatıslara (süper mıknatıslar) sahip elektrikli makineler tarafından karşılanır; çelik veya ferrit mıknatıslarda 0,5-0,7 kW'tan fazlasına güvenemezsiniz.

Not: asenkron alternatif akım jeneratörleri veya mıknatıslanmamış statorlu kollektörler tamamen uygun değildir. Rüzgar kuvveti azaldığında, hızı MPC'ye düşmeden çok önce "dışarı çıkacaklar" ve sonra kendileri başlamayacaklar.

APU'nun 0,3 ila 1-2 kW gücündeki mükemmel "kalbi", yerleşik bir redresöre sahip bir alternatif akım kendi kendine jeneratöründen elde edilir; bunlar artık çoğunlukta. İlk olarak, harici elektronik dengeleyiciler olmadan oldukça geniş bir hız aralığında 11,6-14,7 V'luk bir çıkış voltajını korurlar. İkinci olarak, sarımdaki voltaj yaklaşık 1,4 V'a ulaştığında silikon vanalar açılır ve bundan önce jeneratör yükü "görmez". Bunu yapmak için jeneratörün oldukça düzgün bir şekilde döndürülmesi gerekiyor.

Çoğu durumda, bir kendi kendine jeneratör, bir dişli veya kayış tahriki olmadan, yüksek hızlı, yüksek basınçlı bir motorun şaftına doğrudan bağlanabilir, kanat sayısını seçerek hızı seçebilir, aşağıya bakın. "Yüksek hızlı trenler" düşük veya sıfır başlangıç ​​torkuna sahiptir, ancak rotor, yükü ayırmadan bile, valfler açılmadan ve jeneratör akım üretmeden önce yeterince dönmek için zamana sahip olacaktır.

Rüzgara göre seçim

Ne tür bir rüzgar jeneratörü yapacağımıza karar vermeden önce yerel aerolojiye karar verelim. Gri-yeşilimsi renkte Rüzgar haritasının (rüzgarsız) alanları, yalnızca yelkenli rüzgar motoru herhangi bir kullanımda olacaktır(Onlar hakkında daha sonra konuşacağız). Sabit bir güç kaynağına ihtiyacınız varsa, bir güçlendirici (voltaj dengeleyicili doğrultucu), şarj cihazı, güçlü bir akü, 12/24/36/48 V DC ila 220/380 V 50 Hz AC invertör eklemeniz gerekecektir. Böyle bir tesisin maliyeti 20.000 dolardan az olmayacak ve uzun vadede 3-4 kW'ın üzerindeki gücün kesilmesi mümkün olmayacaktır. Genel olarak, alternatif enerjiye yönelik sarsılmaz bir arzu ile başka bir kaynak aramak daha iyidir.

Sarı-yeşil, rüzgarın az olduğu yerlerde 2-3 kW'a kadar elektriğe ihtiyacınız varsa düşük hızlı dikey rüzgar jeneratörünü kendiniz kullanabilirsiniz.. Sayısızca geliştirildi ve KIEV ve verimlilik açısından neredeyse endüstriyel olarak üretilen “bıçak bıçakları” kadar iyi tasarımlar var.

Eviniz için bir rüzgar türbini almayı planlıyorsanız, yelken rotorlu bir rüzgar türbinine odaklanmak daha iyidir. Pek çok tartışma var ve teoride her şey henüz net değil, ama işe yarıyorlar. Rusya Federasyonu'nda Taganrog'da 1-100 kW gücünde “yelkenli tekneler” üretiliyor.

Kırmızı, rüzgarlı bölgelerde seçim gerekli güce bağlıdır. 0,5-1,5 kW aralığında ev yapımı "dikeyler" haklıdır; 1,5-5 kW – satın alınan “yelkenli tekneler”. “Dikey” de satın alınabilir ancak yatay APU'dan daha pahalıya mal olur. Ve son olarak, 5 kW veya daha fazla güce sahip bir rüzgar türbinine ihtiyacınız varsa, o zaman satın alınan yatay "kanatlar" veya "yelkenli tekneler" arasında seçim yapmanız gerekir.

Not: Pek çok üretici, özellikle ikinci kademe, 10 kW'a kadar güce sahip bir rüzgar jeneratörünü kendiniz monte edebileceğiniz parça kitleri sunmaktadır. Böyle bir kit, kurulumlu hazır bir kitten% 20-50 daha ucuza mal olacaktır. Ancak satın almadan önce, amaçlanan kurulum yerinin aerolojisini dikkatlice incelemeniz ve ardından spesifikasyonlara göre uygun tip ve modeli seçmeniz gerekir.

Güvenlik hakkında

Evde kullanılan bir rüzgar türbininin çalışır durumdaki parçaları, 120 ve hatta 150 m/s'yi aşan doğrusal hıza sahip olabilir ve 20 g ağırlığındaki herhangi bir katı maddenin bir parçası, 100 m/s hızla "başarılı bir şekilde" uçabilir. ” Vurmak, sağlıklı bir adamı doğrudan öldürür. 20 m/s hızla hareket eden 2 mm kalınlığındaki çelik veya sert plastik plaka onu ikiye bölüyor.

Ayrıca gücü 100 W'tan fazla olan rüzgar türbinlerinin çoğu oldukça gürültülüdür. Birçoğu, ultra düşük (16 Hz'den az) frekanslarda (infrasound) hava basıncı dalgalanmaları üretir. İnfrasoundlar duyulamaz ancak sağlığa ve çok uzaklara seyahate zararlıdır.

Not: 80'lerin sonlarında Amerika Birleşik Devletleri'nde bir skandal yaşandı - o zamanlar ülkenin en büyük rüzgar santrali kapatılmak zorunda kaldı. Rüzgar santralinin sahasına 200 km uzaklıktaki bir bölgede yaşayan Hintliler, rüzgar santralinin faaliyete geçmesinden sonra hızla artan sağlık bozukluklarının infraseslerden kaynaklandığını mahkemede kanıtladı.

Yukarıdaki nedenlerden dolayı, APU'ların en yakın konut binalarından yüksekliklerinin en az 5'i kadar mesafeye kurulumuna izin verilmektedir. Özel evlerin avlularına, uygun şekilde sertifikalandırılmış, endüstriyel olarak üretilmiş yel değirmenleri kurmak mümkündür. APU'ları çatılara monte etmek genellikle imkansızdır - çalışmaları sırasında, düşük güçlü olanlar bile, bina yapısının rezonansına ve yıkımına neden olabilecek alternatif mekanik yükler ortaya çıkar.

Not: APU'nun yüksekliği, süpürülmüş diskin (kanatlı rotorlar için) en yüksek noktası veya geometrik şekil (şaft üzerinde rotor bulunan dikey APU'lar için) olarak kabul edilir. APU direği veya rotor ekseni daha da yükseğe çıkarsa, yükseklik üst kısımlarına göre hesaplanır.

Rüzgar, aerodinamik, KIEV

Ev yapımı bir rüzgar jeneratörü, bilgisayarda hesaplanan fabrika jeneratörüyle aynı doğa kanunlarına uyar. Ve ev hanımının işinin temellerini çok iyi anlaması gerekir; çoğu zaman pahalı, son teknoloji malzemelere sahip değildir ve teknolojik ekipman. APU'nun aerodinamiği o kadar zor ki...

Rüzgar ve KIEV

Sözde seri fabrika APU'larını hesaplamak için. rüzgarın düz mekanik modeli. Aşağıdaki varsayımlara dayanmaktadır:

• Etkin rotor yüzeyi içerisinde rüzgar hızı ve yönü sabittir.
• Hava sürekli bir ortamdır.
• Rotorun etkin yüzeyi süpürülen alana eşittir.
• Hava akışının enerjisi tamamen kinetiktir.

Bu koşullar altında birim hava hacmi başına maksimum enerji, normal koşullardaki hava yoğunluğunun 1,29 kg*kübik olduğu varsayılarak okul formülü kullanılarak hesaplanır. m. 10 m/s rüzgar hızında, bir küp hava 65 J taşır ve rotorun etkin yüzeyinin bir karesinden tüm APU'nun %100 verimliliğiyle 650 W çıkarılabilir. Bu çok basitleştirilmiş bir yaklaşımdır; rüzgarın asla tam olarak eşit olmadığını herkes bilir. Ancak ürünlerin tekrarlanabilirliğini sağlamak için bunun yapılması gerekiyor; teknolojide yaygın bir durum.

Düz model göz ardı edilmemelidir; mevcut rüzgar enerjisinin net bir minimumunu verir. Ancak hava öncelikle sıkıştırılabilir ve ikinci olarak çok akışkandır (dinamik viskozite yalnızca 17,2 μPa*s'dir). Bu, akışın süpürülen alan etrafında akabileceği, etkili yüzeyi ve en sık gözlemlenen KIEV'i azaltabileceği anlamına gelir. Ancak prensipte bunun tersi de mümkündür: rüzgar rotora doğru akar ve bu durumda etkili yüzey alanı süpürülen yüzey alanından daha büyük olacaktır ve düz bir rüzgar için KIEV buna göre 1'den büyük olacaktır.

İki örnek verelim. Birincisi oldukça ağır bir gezi yatıdır; yat sadece rüzgara karşı değil, aynı zamanda rüzgardan daha hızlı da yelken açabilir. Rüzgar dış anlamına gelir; Görünen rüzgar yine de daha hızlı olmalı, yoksa gemiyi nasıl çekecek?

İkincisi havacılık tarihinin bir klasiğidir. MIG-19'un testleri sırasında, ön cephedeki avcı uçağından bir ton daha ağır olan önleyicinin daha hızlı hızlandığı ortaya çıktı. Aynı uçakta aynı motorlarla.

Teorisyenler ne düşüneceklerini bilmiyorlardı ve enerjinin korunumu yasasından ciddi şekilde şüphe duyuyorlardı. Sonunda sorunun, radar anten kaportasının hava girişinden çıkıntı yapan konisi olduğu ortaya çıktı. Ayak ucundan kabuğa kadar, sanki yanlardan motor kompresörlerine doğru tırmıklıyormuş gibi bir hava sıkışması ortaya çıktı. O zamandan bu yana, şok dalgalarının yararlı olduğu teoride sağlam bir şekilde yerleşmiştir ve modern uçakların muhteşem uçuş performansının büyük bir kısmı onların ustaca kullanılmasına bağlıdır.

Aerodinamik

Aerodinamiğin gelişimi genellikle iki döneme ayrılır - N. G. Zhukovsky'den önce ve sonra. 15 Kasım 1905 tarihli “Ekli Girdaplar Üzerine” raporu havacılıkta yeni bir dönemin başlangıcı oldu.

Zhukovsky'den önce düz yelkenlerle uçuyorlardı: yaklaşmakta olan akışın parçacıklarının tüm momentumlarını kanadın ön kenarına verdiği varsayılıyordu. Bu, diş kırılmasına ve çoğunlukla analitik olmayan matematiğe yol açan vektör miktarından (açısal momentum) derhal kurtulmayı, çok daha uygun skaler saf enerji ilişkilerine geçmeyi ve sonuçta yüzey üzerinde hesaplanmış bir basınç alanı elde etmeyi mümkün kıldı. yük taşıyan düzlem, az çok gerçek olana benzer.

Bu mekanik yaklaşım, yol boyunca herhangi bir yere çarpmadan, en azından havaya uçabilen ve bir yerden başka bir yere uçabilen cihazların yaratılmasını mümkün kıldı. Ancak hızı, yük kapasitesini ve diğer uçuş niteliklerini artırma arzusu, orijinal aerodinamik teorinin kusurlarını giderek daha fazla ortaya çıkardı.

Zhukovsky'nin fikri şuydu: yukarı ve aşağı doğru alt yüzeyler Hava kanatta farklı bir yol kat eder. Ortamın sürekliliği koşulundan (havada vakum kabarcıkları kendiliğinden oluşmaz), arka kenardan inen üst ve alt akışların hızlarının farklı olması gerektiği sonucu çıkar. Havanın küçük ama sınırlı viskozitesi nedeniyle hız farkından dolayı orada bir girdap oluşmalıdır.

Girdap döner ve enerjinin korunumu kanunu kadar değişmez olan momentumun korunumu kanunu da vektör büyüklükleri için geçerlidir; Ayrıca hareketin yönü de dikkate alınmalıdır. Bu nedenle, tam orada, arka kenarda, aynı torka sahip, ters yönde dönen bir girdap oluşmalıdır. Ne yüzünden? Motorun ürettiği enerjiden dolayı.

Havacılık uygulamaları için bu bir devrim anlamına geliyordu: Uygun kanat profilini seçerek, kanadın çevresine G dolaşımı şeklinde bağlı bir girdap göndermek ve kaldırma kuvvetini artırmak mümkündü. Yani, motor gücünün çoğunu kanattaki yüksek hızlar ve yükler için harcayarak, cihazın etrafında bir hava akışı oluşturarak daha iyi uçuş kalitesi elde etmenizi sağlayabilirsiniz.

Bu, havacılığı havacılığın bir parçası değil, havacılığın bir parçası haline getirdi: artık uçak, uçuş için gerekli ortamı kendisi için yaratabilir ve artık hava akımlarının oyuncağı olamaz. İhtiyacınız olan tek şey, daha güçlü bir motor ve giderek daha da güçlü...

yine KIEV

Ancak yel değirmeninin motoru yoktur. Tam tersine enerjiyi rüzgardan alıp tüketicilere vermesi gerekiyor. Ve işte ortaya çıktı - bacakları çekildi, kuyruğu sıkıştı. Rotorun kendi dolaşımı için çok az rüzgar enerjisi kullandık - zayıf olacak, kanatların itme kuvveti düşük olacak ve KIEV ve güç düşük olacak. Dolaşıma çok şey vereceğiz - rotor açık olacak rölantide deli gibi dönüyor, ancak tüketiciler yine çok az şey alıyor: yükü zar zor uyguluyorlar, rotor yavaşlıyor, rüzgar dolaşımı bozuyor ve rotor duruyor.

Enerjinin korunumu yasası tam ortada “altın ortalamayı” veriyor: Enerjinin %50'sini yüke veriyoruz, geri kalan %50'si için de akışı optimuma çıkarıyoruz. Uygulama varsayımları doğrulamaktadır: Eğer iyi bir çekme pervanesinin verimliliği %75-80 ise, o zaman dikkatlice hesaplanan ve bir rüzgar tünelinde üflenen kanatlı bir rotorun verimliliği de %38-40'a ulaşır, yani. fazla enerjiyle elde edilebilecek olanın yarısına kadar.

Modernite

Günümüzde modern matematik ve bilgisayarlarla donanmış aerodinamik, giderek kaçınılmaz olarak basitleştirici modellerden uzaklaşarak gerçek bir cismin davranışını doğru bir şekilde tanımlamaya doğru ilerlemektedir. gerçek akış. Ve burada, genel çizgiye ek olarak - güç, güç ve bir kez daha güç! – yan yollar keşfedilir, ancak tam olarak sisteme giren enerji miktarı sınırlı olduğunda umut vericidir.

Ünlü alternatif havacı Paul McCready, 80'lerde 16 hp gücünde iki motorlu testere motorlu bir uçak yarattı. 360 km/saat gösteriyor. Üstelik şasisi üç tekerlekli bisikletti, geri çekilemezdi ve tekerlekleri kaportasızdı. McCready'nin cihazlarından hiçbiri çevrimiçi olmadı ya da savaş görevine çıkmadı, ancak ikisi (biri pistonlu motorlara ve pervanelere, diğeri jete sahipti) tarihte ilk kez aynı benzin istasyonuna inmeden dünyanın etrafında uçtu.

Teorinin gelişimi, orijinal kanadı doğuran yelkenleri de oldukça önemli ölçüde etkiledi. "Canlı" aerodinamik, yatların 8 knot'luk rüzgarlarda çalışmasına olanak sağladı. deniz otobüsü üzerinde durun (şekle bakın); Böyle bir canavarı bir pervane ile gerekli hıza çıkarmak için en az 100 hp'lik bir motor gerekir. Yarış katamaranları aynı rüzgarda yaklaşık 30 knot hızla seyreder. (55 km/saat).

Tamamen önemsiz olmayan bulgular da var. En nadir ve en ekstrem sporun (temel atlama) hayranları, özel bir kanat kıyafeti giyerek, kanat kıyafeti giyerek, motorsuz uçar, 200 km/s'nin üzerinde bir hızda manevra yapar (sağdaki resim) ve ardından sorunsuz bir şekilde ön platforma iner. -seçili yer. İnsanlar hangi masalda kendi başlarına uçarlar?

Doğanın birçok gizemi de çözüldü; özellikle bir böceğin uçuşu. Klasik aerodinamiğe göre uçma kabiliyeti yoktur. Tıpkı hayalet uçağın kurucusu gibi elmas şeklindeki kanadıyla F-117 de havalanamıyor. Ve bir süredir kuyruktan uçabilen MIG-29 ve Su-27 de hiçbir fikre uymuyor.

Peki neden eğlenceli bir şey değil, kendi türünü yok etmek için bir araç değil, hayati bir kaynağın kaynağı olan rüzgar türbinleri üzerinde çalışırken, düz rüzgar modeliyle zayıf akış teorisinden uzaklaşmanız gerekiyor? Gerçekten ilerlemenin bir yolu yok mu?

Klasiklerden ne beklenir?

Ancak hiçbir durumda klasiklerden vazgeçmemek gerekir. İnsanın ona güvenmeden daha yükseğe çıkamayacağı bir temel sağlar. Tıpkı küme teorisinin çarpım tablosunu ortadan kaldırmaması ve kuantum renk dinamiğinin elmaları ağaçlardan havaya uçurmaması gibi.

Peki ne zaman bekleyebilirsiniz? klasik yaklaşım? Şimdi resme bakalım. Sol tarafta rotor türleri bulunmaktadır; şartlı olarak tasvir edilirler. 1 – dikey karusel, 2 – dikey ortogonal (rüzgar türbini); 2-5 – kanatlı rotorlar farklı miktarlar optimize edilmiş profillere sahip bıçaklar.

Yatay eksen boyunca sağda rotorun bağıl hızı, yani kanadın doğrusal hızının rüzgar hızına oranı bulunur. Dikey yukarı - KIEV. Ve aşağı - yine göreceli tork. Tek bir (%100) torkun, %100 KIEV ile akışta zorla frenlenen bir rotor tarafından oluşturulan tork olduğu kabul edilir; tüm akış enerjisi dönme kuvvetine dönüştürüldüğünde.

Bu yaklaşım geniş kapsamlı sonuçlara varmamızı sağlar. Örneğin, bıçak sayısı istenen dönüş hızına göre sadece çok fazla seçilmemelidir: 3 ve 4 bıçaklar, iyi çalışan 2 ve 6 bıçaklara kıyasla KIEV ve tork açısından hemen çok şey kaybeder. yaklaşık olarak aynı hız aralığında. Ve dışa benzer atlıkarınca ve dik, temelde farklı özelliklere sahiptir.

Genel olarak, son derece düşük maliyetli, basit, bakım gerektirmeyen, otomasyon olmadan kendi kendine çalışmaya başlamanın gerekli olduğu ve bir direğe kaldırmanın imkansız olduğu durumlar dışında kanatlı rotorlar tercih edilmelidir.

Not: Özellikle yelken rotorlarından bahsedelim; klasiklere pek uymuyorlar.

Dikeyler

Dikey dönme eksenine sahip APU'ların günlük yaşamda yadsınamaz bir avantajı vardır: bakım gerektiren bileşenleri altta yoğunlaşmıştır ve kaldırmaya gerek yoktur. Her zaman olmasa bile, baskı destekli kendinden hizalamalı bir yatak kalır, ancak güçlü ve dayanıklıdır. Bu nedenle basit bir rüzgar jeneratörü tasarlarken seçeneklerin seçimi dikeylerle başlamalıdır. Ana türleri Şekil 2'de sunulmaktadır.

Güneş

İlk konumda en basit olanıdır ve çoğunlukla Savonius rotoru olarak adlandırılır. Aslında, 1924 yılında SSCB'de J. A. ve A. A. Voronin tarafından icat edildi ve Finlandiyalı sanayici Sigurd Savonius, Sovyet telif hakkı sertifikasını göz ardı ederek buluşu utanmadan sahiplendi ve seri üretime başladı. Ancak gelecekte bir buluşun ortaya çıkması çok şey ifade ediyor, bu nedenle geçmişi karıştırmamak ve merhumun küllerini rahatsız etmemek için bu yel değirmenine Voronin-Savonius rotoru veya kısaca VS adını vereceğiz.

Uçak,% 10-18'lik “lokomotif” KIEV dışında ev yapımı adam için iyidir. Ancak SSCB'de bunun üzerinde çok çalıştılar ve gelişmeler var. Aşağıda çok daha karmaşık olmayan geliştirilmiş bir tasarıma bakacağız, ancak KIEV'e göre bu, blade'lere bir avantaj sağlıyor.

Not: iki kanatlı uçak dönmüyor, ancak sarsıntılı bir şekilde sarsılıyor; 4 bıçaklı bıçak sadece biraz daha pürüzsüzdür ancak KIEV'de çok şey kaybeder. İyileştirmek için, 4 oluklu bıçaklar çoğunlukla iki kata bölünür - altta bir çift bıçak ve üstlerinde yatay olarak 90 derece döndürülmüş başka bir çift. KIEV korunur ve mekanik üzerindeki yanal yükler zayıflar, ancak bükülme yükleri bir miktar artar ve 25 m/s'den fazla rüzgarda böyle bir APU şaftın üzerindedir, yani. Rotorun üzerine kablolarla gerilmiş bir yatak olmadığında "kuleyi yıkar."

Daria

Sırada Daria rotoru var; KIEV – %20'ye kadar. Daha da basit: Bıçaklar, herhangi bir profili olmayan basit bir elastik banttan yapılmıştır. Darrieus rotorunun teorisi henüz yeterince gelişmemiştir. Sadece tümseğin ve bant cebinin aerodinamik direncindeki fark nedeniyle gevşemeye başladığı ve ardından bir nevi yüksek hıza ulaşarak kendi dolaşımını oluşturduğu açıktır.

Dönme momenti küçüktür ve rotorun rüzgara paralel ve dik başlangıç ​​​​pozisyonlarında tamamen yoktur, bu nedenle kendi kendine dönüş yalnızca tek sayıda kanatla (kanatlarla?) Mümkündür. Her durumda, yük Çalıştırma sırasında jeneratörle olan bağlantı kesilmelidir.

Daria rotorunun iki kötü özelliği daha var. İlk olarak, dönerken bıçağın itme vektörü, aerodinamik odağına göre düzgün değil, sarsıntılı bir şekilde tam bir dönüşü tanımlar. Bu nedenle Darrieus rotoru, sabit bir rüzgarda bile mekaniğini hızla bozar.

İkincisi, Daria sadece gürültü yapmakla kalmıyor, aynı zamanda kaset kırılana kadar çığlık atıyor ve ciyaklıyor. Bu onun titreşimi nedeniyle olur. Ve ne kadar çok bıçak olursa kükreme de o kadar güçlü olur. Yani, eğer bir Daria yaparlarsa, pahalı, yüksek mukavemetli ses emici malzemelerden (karbon, mylar) iki kanatlıdır ve direk direğinin ortasında dönmek için küçük bir uçak kullanılır.

Ortogonal

Poz. 3 – profilli kanatlara sahip dik dikey rotor. Ortogonaldir çünkü kanatlar dikey olarak dışarı çıkar. BC'den ortogonale geçiş Şekil 2'de gösterilmektedir. sol.

Kanatların aerodinamik odaklarına temas eden daireye teğete göre kanatların montaj açısı, rüzgar kuvvetine bağlı olarak pozitif (şekilde) veya negatif olabilir. Bazen bıçaklar döndürülür ve üzerlerine otomatik olarak "alfa"yı tutan rüzgar gülleri yerleştirilir, ancak bu tür yapılar sıklıkla kırılır.

Merkezi gövde (şekilde mavi), KIEV'i neredeyse% 50'ye çıkarmanıza olanak tanır. Üç kanatlı bir ortogonalde, hafif dışbükey kenarlara ve yuvarlatılmış köşelere sahip bir üçgen şeklinde olmalıdır. daha fazla sayıda bıçak için basit bir silindir yeterlidir. Ancak diklik teorisi kesin bir optimal bıçak sayısı verir: bunlardan tam olarak 3 tane olmalıdır.

Ortogonal, OSS'li yüksek hızlı rüzgar türbinlerini ifade eder; mutlaka devreye alma sırasında ve sakinleştikten sonra terfi gerektirir. Ortogonal şemaya göre, 20 kW'a kadar güce sahip seri bakım gerektirmeyen APU'lar üretilmektedir.

Helikoid

Helisel rotor veya Gorlov rotoru (madde 4), düzgün dönüş sağlayan bir tür diktir; düz kanatlı bir ortogonal, iki kanatlı bir uçaktan yalnızca biraz daha zayıf "yırtılır". Kanatların bir helikoid boyunca bükülmesi, eğriliklerinden dolayı CIEV kayıplarının önlenmesine olanak tanır. Kavisli bıçak, akışın bir kısmını kullanmadan reddetmesine rağmen, aynı zamanda bir kısmını en yüksek doğrusal hız bölgesine çekerek kayıpları telafi eder. Helikoidler diğer rüzgar türbinlerine göre daha az kullanılır çünkü Üretim karmaşıklığından dolayı eşit kalitedeki muadillerine göre daha pahalıdırlar.

Namlu tırmıklama

5 konum için. – Bir kılavuz kanatçıkla çevrelenmiş BC tipi rotor; diyagramı Şekil 2'de gösterilmektedir. Sağ. Endüstriyel uygulamalarda nadiren bulunur çünkü pahalı arazi edinimi kapasite artışını telafi etmez ve malzeme tüketimi ve üretimin karmaşıklığı yüksektir. Ancak işten korkan kendi işini yapan bir kişi artık bir usta değil, bir tüketicidir ve 0,5-1,5 kW'tan fazlasına ihtiyacınız yoksa, o zaman onun için "varil tırmıklama" bir çerezdir:

• Bu tip bir rotor kesinlikle güvenlidir, sessizdir, titreşim yaratmaz ve herhangi bir yere, hatta oyun alanına bile monte edilebilir.
• Galvanizli bir "oluğu" bükmek ve bir boru çerçevesine kaynak yapmak saçma bir iştir.
• Dönüş kesinlikle tekdüzedir, mekanik parçalar en ucuzdan veya çöpten alınabilir.
• Kasırgalardan korkmuyorum - çok kuvvetli bir rüzgar "namluya" giremez; çevresinde aerodinamik bir girdap kozası belirir (bu etkiyle daha sonra karşılaşacağız).
• Ve en önemlisi, “namlu” yüzeyinin içindeki rotorun yüzeyinden birkaç kat daha büyük olması nedeniyle, KIEV aşırı birlik olabilir ve dönme momenti zaten 3 m/s'lik bir “namlu” için 3 m/s'dir. çapı üç metre olacak şekilde maksimum yüke sahip 1 kW'lık bir jeneratörün seğirmemesinin daha iyi olduğunu söylüyorlar.

Video: Lenz rüzgar jeneratörü

SSCB'deki 60'lı yıllarda E. S. Biryukov,% 46 KIEV'e sahip bir atlıkarınca APU'sunun patentini aldı. Kısa bir süre sonra V. Blinov, aynı prensibe dayalı bir tasarımla KIEV'in %58'ini elde etti, ancak testlerine ilişkin veri yok. Ve Biryukov'un APU'sunun tam ölçekli testleri "Mucit ve Yenilikçi" dergisinin çalışanları tarafından gerçekleştirildi. 0,75 m çapında ve 2 m yüksekliğinde çift katlı rotor taze rüzgar 1,2 kW'lık asenkron jeneratörü tam güçte çalıştırdı ve arıza olmadan 30 m/s hıza dayandı. Biryukov'un APU'sunun çizimleri Şekil 1'de gösterilmektedir.

1. galvanizli çatıdan yapılmış rotor;
2. kendinden hizalamalı çift sıralı bilyalı rulman;
3. örtüler – 5 mm çelik kablo;
4. eksen-şaft – çelik boru 1,5-2,5 mm et kalınlığına sahip;
5. aerodinamik hız kontrol kolları;
6. hız kontrol bıçakları – 3-4 mm kontrplak veya plastik levha;
7. hız kontrol çubukları;
8. hız kontrol cihazı yükü, ağırlığı dönüş hızını belirler;
9. tahrik kasnağı - lastiksiz ve tüplü bir bisiklet tekerleği;
10. baskı yatağı - baskı yatağı;
11. tahrikli kasnak – standart jeneratör kasnağı;
12. jeneratör.

Biryukov, Silahlı Kuvvetleri için çeşitli telif hakkı sertifikaları aldı. Öncelikle rotorun kesimine dikkat edin. Hızlanırken bir uçak gibi çalışarak büyük bir başlangıç ​​torku yaratır. Döndükçe kanatların dış ceplerinde bir girdap yastığı oluşur. Rüzgâr açısından bakıldığında, kanatlar profilli hale gelir ve rotor, sanal profilin rüzgâr gücüne göre değişmesiyle yüksek hızlı dik açılı hale gelir.

İkinci olarak kanatlar arasındaki profilli kanal çalışma hızı aralığında merkezi gövde görevi görmektedir. Rüzgar yoğunlaşırsa, içinde rotorun ötesine uzanan bir girdap yastığı da oluşturulur. Aynı girdap kozası, kılavuz kanatlı APU'nun etrafında görünür. Oluşumu için gereken enerji rüzgardan alınır ve artık yel değirmenini kırmaya yetmez.

Üçüncüsü, hız kontrol cihazı öncelikle türbin için tasarlanmıştır. KIEV açısından hızını optimum seviyede tutuyor. Ve optimum jeneratör dönüş hızı, mekanik aktarım oranının seçimiyle sağlanır.

Not: 1965 yılında IR'de yayınlandıktan sonra Ukrayna Silahlı Kuvvetleri Biryukova unutulmaya yüz tuttu. Yazar yetkililerden hiçbir yanıt alamadı. Birçok Sovyet icadının kaderi. Bazı Japonların düzenli olarak Sovyet popüler teknik dergilerini okuyarak ve dikkate değer her şeyin patentini alarak milyarder haline geldiğini söylüyorlar.

Lopastniki

Belirtildiği gibi klasiklere göre kanatlı rotorlu yatay rüzgar jeneratörü en iyisidir. Ancak öncelikle en azından orta kuvvette sabit bir rüzgara ihtiyacı var. İkincisi, kendin yap işi yapan birinin tasarımı birçok tuzakla doludur, bu yüzden çoğu zaman uzun süreli sıkı çalışmanın meyvesi en iyi ihtimalle bir tuvaleti, koridoru veya sundurmayı aydınlatır ve hatta yalnızca kendi kendine gevşeyebildiği ortaya çıkar. .

Şekil 2'deki diyagramlara göre. Daha yakından bakalım; pozisyonlar:

• İncir. A:

1. rotor kanatları;
2. jeneratör;
3. jeneratör çerçevesi;
4. koruyucu rüzgar gülü (kasırga küreği);
5. akım toplayıcı;
6. şasi;
7. döner ünite;
8. çalışan rüzgar gülü;
9. direk;
10. örtüler için kelepçe.

• İncir. B, üstten görünüm:

1. koruyucu rüzgar gülü;
2. çalışan rüzgar gülü;
3. koruyucu rüzgar gülü yay gerginliği regülatörü.

• İncir. G, akım toplayıcı:

1. bakır sürekli halka baralara sahip toplayıcı;
2. yaylı bakır-grafit fırçalar.

Not: Çapı 1 m'den fazla olan yatay bir kanat için kasırga koruması kesinlikle gereklidir, çünkü kendi etrafında bir girdap kozası yaratma yeteneğine sahip değildir. Daha küçük boyutlarda propilen kanatlarla 30 m/s'ye kadar rotor dayanıklılığı elde etmek mümkündür.

Peki nerede tökezleyeceğiz?

Bıçaklar

Sıklıkla tavsiye edildiği gibi, kalın duvarlı plastik borudan kesilen her boyuttaki kanatlarla jeneratör şaftında 150-200 W'ın üzerinde bir güç elde edilmesini beklemek umutsuz bir amatörün umududur. Bir boru bıçağı (sadece boşluk olarak kullanılacak kadar kalın olmadığı sürece) bölümlü bir profile sahip olacaktır; üst veya her iki yüzeyi bir dairenin yayları olacaktır.

Parçalı profiller, örneğin hidrofiller veya kanatlar gibi sıkıştırılamaz ortamlar için uygundur pervane. Gazlar için değişken profilli ve adımlı bir kanat gereklidir, örneğin bkz. Şekil; açıklık - 2 m Bu, tam teoride özenli hesaplamalar, bir boruya üfleme ve tam ölçekli testler gerektiren karmaşık ve emek yoğun bir ürün olacaktır.

Jeneratör

Rotor doğrudan şaftının üzerine monte edilirse, standart yatak kısa sürede kırılır - yel değirmenlerinde tüm kanatlar üzerinde eşit yük yoktur. Özel destek yatağına sahip bir ara mile ve ondan jeneratöre mekanik şanzımana ihtiyacınız var. Büyük yel değirmenleri için destek yatağı kendiliğinden hizalanan çift sıralıdır; V en iyi modeller– üç katmanlı, Şek. Şekil 2'de D. daha yüksek. Bu, rotor şaftının yalnızca hafifçe bükülmesine değil, aynı zamanda bir yandan diğer yana veya yukarı ve aşağı doğru hafifçe hareket etmesine de olanak tanır.

Not: EuroWind tipi APU için bir destek yatağının geliştirilmesi yaklaşık 30 yıl sürdü.

Acil durum rüzgar gülü

Çalışma prensibi Şekil 2'de gösterilmektedir. B. Şiddetlenen rüzgar küreğe baskı yapar, yay esner, rotor eğilir, hızı düşer ve sonunda akışa paralel hale gelir. Her şey yolunda gibi görünüyor ama kağıt üzerinde pürüzsüzdü...

Rüzgarlı bir günde, bir kazan kapağını veya büyük bir tencereyi sapından rüzgara paralel tutmayı deneyin. Dikkatli olun; kıpırdayan demir parçası yüzünüze o kadar sert çarpabilir ki burnunuzu kırabilir, dudağınızı kesebilir, hatta gözünüzü kırabilir.

Düz rüzgar yalnızca teorik hesaplamalarda ve pratikte yeterli doğrulukla rüzgar tünellerinde meydana gelir. Gerçekte, bir kasırga, bir kasırga küreğiyle yel değirmenlerine tamamen savunmasız olanlardan daha fazla zarar verir. Her şeyi yeniden yapmaktansa hasarlı bıçakları değiştirmek daha iyidir. Endüstriyel tesislerde ise durum farklıdır. Burada kanatların eğimi, her biri ayrı ayrı, araç bilgisayarının kontrolü altındaki otomasyonla izleniyor ve ayarlanıyor. Ve su borularından değil, ağır hizmet kompozitlerinden yapılmıştır.

Akım toplayıcı

Bu düzenli olarak bakımı yapılan bir ünitedir. Herhangi bir enerji mühendisi, fırçalı bir komütatörün temizlenmesi, yağlanması ve ayarlanması gerektiğini bilir. Ve direk nereden nargile. Tırmanamıyorsanız, ayda bir veya iki kez, yel değirmeninin tamamını yere atmanız ve sonra tekrar almanız gerekir. Böyle bir "önlemeye" ne kadar dayanacak?

Video: bir kulübeye güç sağlamak için kanatlı rüzgar jeneratörü + güneş paneli

Mini ve mikro

Ancak kürek boyutu küçüldükçe zorluk çark çapının karesine göre düşüyor. 100 W'a kadar güce sahip yatay kanatlı bir APU'yu kendi başınıza üretmeniz zaten mümkün. 6 kanatlı olanı ideal olacaktır. Daha fazla kanat kullanıldığında, aynı güç için tasarlanan rotorun çapı daha küçük olacaktır, ancak bunların göbeğe sıkı bir şekilde takılması zor olacaktır. 6'dan az kanatlı rotorların dikkate alınmasına gerek yoktur: 2 kanatlı 100 W rotorun çapı 6,34 m'dir ve aynı güçte 4 kanatlı bir rotorun çapı 4,5 m'dir. güç-çap ilişkisi şu şekilde ifade edilir:

• 10 W – 1,16 m.
• 20 W – 1,64 m.
• 30 W – 2 m.
• 40 W – 2,32 m.
• 50 W – 2,6 m.
• 60 W – 2,84 m.
• 70 W – 3,08 m.
• 80 W – 3,28 m.
• 90 W – 3,48 m.
• 100 W – 3,68 m.
• 300 W – 6,34 m.

10-20 W'lık bir güce güvenmek en uygunudur. İlk olarak, açıklığı 0,8 m'den fazla olan bir plastik kanat, ek koruma önlemleri olmadan 20 m/s'den fazla rüzgarlara dayanamayacaktır. İkincisi, aynı 0,8 m'ye kadar kanat açıklığı ile uçlarının doğrusal hızı rüzgar hızını üç kattan fazla aşmayacak ve bükümlü profil oluşturma gereklilikleri büyüklük sıralarına göre azaltılacaktır; burada bölümlü boru profiline sahip bir “oluk”, konum. Şekil 2'de B. Ve 10-20 W, bir tablete güç sağlayacak, bir akıllı telefonu şarj edecek veya ev tasarrufu sağlayan bir ampulü aydınlatacaktır.

Ardından bir jeneratör seçin. Bir Çin motoru mükemmeldir - elektrikli bisikletler için tekerlek göbeği, konum. Şekil 1'de 1. Motor olarak gücü 200-300 W'tır, ancak jeneratör modunda yaklaşık 100 W'a kadar çıkacaktır. Peki hız açısından bize yakışır mı?

6 kanat için hız endeksi z 3'tür. Yük altında dönüş hızını hesaplama formülü N = v/l*z*60'tır; burada N dönüş hızıdır, 1/dak, v rüzgar hızıdır ve l rotor çevresi. 0,8 m'lik kanat açıklığı ve 5 m/s'lik rüzgarla 72 devir/dakika elde ederiz; 20 m/s – 288 rpm'de. Bisiklet tekerleği de yaklaşık aynı hızda dönüyor, yani 10-20 W gücümüzü 100 W üretebilen bir jeneratörden çıkaracağız. Rotoru doğrudan şaftının üzerine yerleştirebilirsiniz.

Ama sonra ortaya çıkıyor sonraki sorun: En azından bir motora çok fazla iş ve para harcadıktan sonra... bir oyuncak aldık! 10-20, peki, 50 W nedir? Ancak evinizde bir televizyona bile güç verebilecek kanatlı bir yel değirmeni yapamazsınız. Hazır bir mini rüzgar jeneratörü satın almak mümkün mü, daha ucuz olmaz mıydı? Hala mümkün olduğu kadar ve hatta daha ucuz, bkz. poz. 4 ve 5. Ayrıca mobil de olacak. Bir kütüğün üzerine yerleştirin ve kullanın.

İkinci seçenek, eski bir 5 veya 8 inçlik disket sürücüden gelen bir step motorun bir yerde bulunması veya bir kağıt sürücüsünden veya kullanılamaz bir mürekkep püskürtmeli taşıyıcıdan veya nokta vuruşlu yazıcı. Bir jeneratör olarak çalışabilir ve kutulardan bir atlıkarınca rotorunun ona takılması (konum 6), konum 2'de gösterilene benzer bir yapının montajından daha kolaydır. 3.

Genel olarak, "bıçak bıçakları" ile ilgili sonuç açıktır: Ev yapımı olanların kalbinizin içeriğini düzeltmesi daha olasıdır, ancak gerçek uzun vadeli enerji çıkışı için değildir.

Video: Bir yazlık evi aydınlatmak için en basit rüzgar jeneratörü

Yelkenli tekneler

Yelkenli rüzgar jeneratörü uzun zamandır biliniyor, ancak yüksek mukavemetli, aşınmaya dayanıklı sentetik kumaşların ve filmlerin ortaya çıkmasıyla kanatlarındaki yumuşak paneller (şekle bakın) yapılmaya başlandı. Sert yelkenli çok kanatlı yel değirmenleri, düşük güçlü otomatik su pompalarının tahriki olarak dünya çapında yaygın olarak dağıtılmaktadır, ancak teknik özellikleri atlıkarıncalarınkinden bile daha düşüktür.

Ancak yel değirmeni kanadı gibi yumuşak bir yelkenin o kadar basit olmadığı ortaya çıktı. Mesele rüzgar direnci değil (üreticiler izin verilen maksimum rüzgar hızını sınırlamazlar): yelkenli denizciler rüzgarın bir Bermuda yelkeninin panelini yırtmasının neredeyse imkansız olduğunu zaten biliyorlar. Büyük olasılıkla, ıskota yırtılacak veya direk kırılacak veya tüm gemi "aşırı dönüş" yapacak. Enerjiyle ilgili.

Ne yazık ki kesin test verileri bulunamıyor. Kullanıcı incelemelerine dayanarak, 5 m rüzgar çarkı çapına, 160 kg rüzgar kafası ağırlığına ve dönüş hızına sahip Taganrog yapımı bir rüzgar türbini-4.380/220.50'nin kurulumu için “sentetik” bağımlılıklar oluşturmak mümkün oldu. 40 1/dak'ya kadar; Şekil 2'de sunulmaktadırlar.

Elbette %100 güvenilirliğin garantisi olamaz ama burada düz mekanizmalı bir modelin kokusunun olmadığı da açık. 5 metrelik bir tekerleğin, 3 m/s'lik düz bir rüzgarda yaklaşık 1 kW üretmesi, 7 m/s'lik bir güç platosuna ulaşması ve ardından şiddetli bir fırtınaya kadar bunu koruması mümkün değildir. Bu arada üreticiler, yerel aeroloji çalışmalarının sonuçlarına dayanarak, nominal 4 kW'ın 3 m/s'de elde edilebileceğini, ancak kuvvetlerle kurulduğunda belirtiyorlar.

Ayrıca niceliksel bir teori de bulunamadı; Geliştiricilerin açıklamaları belirsiz. Ancak insanlar Taganrog rüzgar türbinlerini satın aldıkları ve çalıştıkları için, beyan edilen konik dolaşımın ve itici etkinin bir kurgu olmadığını ancak varsayabiliriz. Her durumda mümkündürler.

Daha sonra, momentumun korunumu yasasına göre rotorun ÖNÜNDE konik bir girdap da ortaya çıkması gerektiği, ancak genişleyen ve yavaş olduğu ortaya çıktı. Ve böyle bir huni rüzgarı rotora doğru yönlendirecektir. etkili yüzey daha fazla süpürülecek ve KIEV aşırı birim olacak.

Rotorun önündeki basınç alanının saha ölçümleri, ev tipi aneroidle bile bu konuya ışık tutabilir. Yanlardan daha yüksek olduğu ortaya çıkarsa, o zaman gerçekten de yelkenli APU'lar bir böcek sineği gibi çalışır.

Ev yapımı jeneratör

Yukarıda söylenenlerden, ev yapımı ustaların dikey veya yelkenli teknelerle uğraşmasının daha iyi olduğu açıktır. Ancak her ikisi de çok yavaştır ve yüksek hızlı bir jeneratöre iletim yapılması ekstra iş gerektirir. ekstra maliyetler ve kayıplar. Verimli bir düşük hızlı elektrik jeneratörünü kendiniz yapmak mümkün mü?

Evet, sözde niyobyum alaşımından yapılmış mıknatıslarda yapabilirsiniz. süper mıknatıslar. Ana parçaların üretim süreci Şekil 1'de gösterilmektedir. Bobinler - ısıya dayanıklı yüksek mukavemetli emaye yalıtımlı, PEMM, PETV vb. 55 turluk 1 mm bakır telin her biri. Sargıların yüksekliği 9 mm'dir.

Rotor yarımlarındaki anahtarların oluklarına dikkat edin. Mıknatısların (manyetik çekirdeğe epoksi veya akrilik ile yapıştırılmışlardır) montajdan sonra zıt kutuplarla birleşecek şekilde konumlandırılmaları gerekir. “Krepler” (manyetik çekirdekler) yumuşak bir manyetik ferromıknatıstan yapılmalıdır; Normal yapısal çelik yeterli olacaktır. “Kreplerin” kalınlığı en az 6 mm'dir.

Genel olarak eksenel delikli mıknatıslar satın almak ve vidalarla sıkmak daha iyidir; süper mıknatıslar korkunç bir kuvvetle çekerler. Aynı sebepten dolayı, “krepler” arasındaki şaftın üzerine 12 mm yüksekliğinde silindirik bir ara parça yerleştirilmiştir.

Stator bölümlerini oluşturan sargılar, Şekil 2'de de gösterilen şemalara göre bağlanmıştır. Lehimlenen uçlar gerilmemeli, ilmek oluşturmalıdır, aksi takdirde statorun doldurulacağı epoksi sertleşip telleri kırabilir.

Stator kalıba 10 mm kalınlığa kadar dökülür. Merkezlemeye veya dengelemeye gerek yoktur, stator dönmez. Rotor ve stator arasındaki boşluk her iki tarafta 1 mm'dir. Jeneratör mahfazasındaki stator, yalnızca eksen boyunca yer değiştirmeye karşı değil, aynı zamanda dönmeye karşı da güvenli bir şekilde sabitlenmelidir; yükte akım bulunan güçlü bir manyetik alan onu da kendisiyle birlikte çekecektir.

Video: DIY yel değirmeni jeneratörü

Çözüm

Peki sonunda elimizde ne var? "Bıçak bıçaklarına" olan ilgi daha çok muhteşem olmalarıyla açıklanıyor dış görünüş gerçek olandan performans nitelikleri V ev yapımı performans ve düşük güçte. Ev yapımı bir atlıkarınca APU'su, bir araba aküsünü şarj etmek veya küçük bir eve güç sağlamak için "bekleme" gücü sağlayacaktır.

Ancak yelkenli APU'larda, özellikle 1-2 m çapında bir tekerleğe sahip mini versiyonda, yaratıcı bir çizgiye sahip ustalarla denemeye değer. Geliştiricilerin varsayımları doğruysa, yukarıda açıklanan Çin motor jeneratörünü kullanarak 200-300 W'ın tamamını bundan çıkarmak mümkün olacaktır.

Andrey şunları söyledi:

Ücretsiz danışmanlığınız için teşekkür ederim... Ve "şirketlerden" fiyatlar pek pahalı değil ve taşralı ustaların sizinkine benzer jeneratörler yapabileceğini düşünüyorum. Ve Çin'den Li-po piller sipariş edilebilir. Chelyabinsk'teki invertörler çok iyi olanları üretiyor (düzgün sinüslü). Ve yelkenler, kanatlar veya rotorlar, becerikli Rus adamlarımızın düşünce uçuşunun bir başka nedenidir.

İvan şunları söyledi:

soru:
Dikey eksene (konum 1) ve “Lenz” seçeneğine sahip yel değirmenleri için, ek bir parça eklemek mümkündür - rüzgarın yönünü gösteren ve işe yaramaz tarafı (rüzgara doğru giden) kapatan bir pervane. . Yani rüzgar bıçağı yavaşlatmayacak, ancak bu “perdeyi” yavaşlatacaktır. Yel değirmeninin arkasında, kanatların (sırtların) altında ve üstünde bulunan “kuyruk” ile rüzgar yönünde konumlandırma. Makaleyi okudum ve bir fikir doğdu.

“Yorum ekle” butonuna tıklayarak siteyi kabul ediyorum.

Bu bölümde yelken tipi rüzgar jeneratörlerinin çeşitli tasarımları sunulmaktadır. Yelkenli rüzgar jeneratörleri yüksek bir rüzgar enerjisi kullanım katsayısına, yani verimliliğe sahip olmasa da, düşük rüzgar hızlarında rüzgar çarkı ile birlikte iyi bir torka sahiptirler. büyük çap bir çarpan aracılığıyla jeneratörden iyi bir güç elde etmenizi sağlar.

Genellikle bu tür rüzgar jeneratörleri, suyu doğrudan mekanik aktarımla doğrudan pompaya ısıtmak veya kaldırmak için kullanılır. Kural olarak, bu tür rüzgar jeneratörleri küçük yapılmaz ve rüzgar çarkının normal çapı 5 metreden başlar. Burada düşük KIEV, vidanın geniş alanı ile telafi edilir ve düşük hızlar çarpan tarafından jeneratörün çalışması için gerekli hızlara dönüştürülür.

>

Projenin Tarihçesi Yelkenli yel değirmeni bölüm 1

Projenin Tarihçesi Yelkenli yel değirmeni bölüm 2

Her şey, nasıl çalıştığını incelemek ve anlamak için bir yelkenli rüzgar jeneratörünün çalışma modelinin yapımıyla başladı ve ardından rüzgar jeneratörü metalden yapılmaya başlandı, ilk bıçaklar saclardan dikildi.

>

Yelkenli rüzgar türbini - Suyu yükseltmek için "Su pompası"

Suyu yükseltmek için yelkenli rüzgar jeneratörü. Tasarım mümkün olduğu kadar basittir; suyu kaldırmak için kullanılan pompa tamamen ev yapımıdır, membran tipidir. Yel değirmeni, tabiri caizse, rüzgar pompasının performansını kontrol etmek için mümkün olduğu kadar basit yapılmış olup, 6 m/s'lik rüzgarda 15 dakikada yaklaşık 10 litre salınır.

>

DIY yelken rüzgar jeneratörü.

DIY rüzgar jeneratörü, fotoğraflarda yelkenli rüzgar jeneratörü. Yel değirmeninin nasıl yapıldığına ve kurulduğuna dair küçük bir fotoğraf raporu, özel bir veri yok. Lambaların yük altında maksimum gücünün 4 kW*saat'e ulaştığı bilinmektedir. Rüzgar jeneratörü 155Ah 12 volt aküyü şarj ederken.

>

Yelkenli rüzgar jeneratörü 4Kv.

Kısa bir fotoğraf raporu ve pilleri şarj etmek için yelken tipi bir rüzgar jeneratörünün oluşturulmasının açıklaması. Rüzgar başlığı bir çarpandan ve ikiden monte edilir araba jeneratörleri 24 voltta. Çarpan şaftından tahrik, her jeneratör için ayrı ayrı olmak üzere kayışla tahrik edilir. Rüzgar türbininin çapı 5 metre olup, yelkenleri afiş kumaşından yapılmıştır.

Hem bireysel insanların hem de günümüz insanlığının tamamının faaliyetleri elektrik olmadan neredeyse imkansızdır. Ne yazık ki, hızla artan petrol ve gaz, kömür ve turba tüketimi, gezegendeki bu kaynakların rezervlerinin azalmasına yol açıyor. Dünyalılar hâlâ tüm bunlara sahipken ne yapılabilir? Uzmanların sonuçlarına göre, küresel ekonomik ve finansal krizlerin sorunlarını çözebilecek olan şey enerji komplekslerinin geliştirilmesidir. Bu nedenle yakıtsız enerji kaynaklarının aranması ve kullanılması giderek daha acil hale geliyor.

Yenilenebilir, ekolojik, yeşil

Belki de yeni olan her şeyin iyice unutulduğunu hatırlatmaya değmez. İnsanlar çok uzun zaman önce mekanik enerji üretmek için nehir akışının gücünü ve rüzgar hızını kullanmayı öğrendiler. Güneş suyumuzu ısıtır, arabaları hareket ettirir ve uzay gemilerine güç verir. Orta Çağ'da derelerin ve küçük nehirlerin yataklarına yerleştirilen çarklar tarlalara su sağlıyordu. Çevredeki birçok köye un sağlanabilir.

Şu anda basit bir soruyla ilgileniyoruz: Evinize ucuz ışık ve ısı nasıl sağlanır, kendi ellerinizle yel değirmeni nasıl yapılır? 5 kW veya biraz daha az güç, asıl önemli olan, elektrikli aletleri çalıştırmak için evinize akım sağlayabilmenizdir.

İlginç bir şekilde, dünyada kaynak verimliliği seviyesine göre binaların bir sınıflandırması vardır:

• geleneksel, 1980-1995'ten önce inşa edilmiş;
• düşük ve ultra düşük enerji tüketimi ile - 1 kW/m başına 45-90 kWh'ye kadar;
• pasif ve uçucu olmayan, yenilenebilir kaynaklardan akım alan (örneğin, kendi ellerinizle bir döner rüzgar jeneratörü (5 kW) veya bir güneş paneli sistemi kurarak bu sorunu çözebilirsiniz);
• İhtiyaç duyduğundan daha fazla elektrik üreten, enerji verimli binalar, parayı şebeke aracılığıyla diğer tüketicilere aktararak para kazanıyor.

Çatılara ve avlulara kurulan kendi ev mini istasyonlarınızın, sonunda büyük enerji tedarikçilerine karşı bir tür rekabet haline gelebileceği ortaya çıktı. Evet ve hükümetler farklı ülkeler yaratımı mümkün olan her şekilde teşvik etmek ve aktif kullanım

Kendi enerji santralinizin karlılığı nasıl belirlenir

Araştırmacılar rüzgarların rezerv kapasitesinin yüzyıllar boyunca biriken tüm yakıt rezervlerinden çok daha fazla olduğunu kanıtladılar. Yenilenebilir kaynaklardan enerji elde etme yöntemleri arasında rüzgar türbinleri yer almaktadır. özel yerÇünkü üretimleri güneş panellerinin oluşturulmasından daha basittir. Aslında, mıknatıslar, bakır tel, kontrplak ve kanatlar için metal dahil olmak üzere gerekli bileşenlere sahip olan 5 kW'lık bir rüzgar jeneratörünü kendi ellerinizle monte edebilirsiniz.

Uzmanlar, yalnızca doğru şekle sahip değil, aynı zamanda doğru yere inşa edilmiş bir yapının üretken ve dolayısıyla karlı olabileceğini söylüyor. Bu, her bir durumda ve hatta belirli bir bölgede hava akışlarının varlığını, sabitliğini ve hatta hızını dikkate almanın gerekli olduğu anlamına gelir. Bölgede periyodik olarak sakin, sakin ve rüzgarsız günler yaşanıyorsa, jeneratörlü direk takılması hiçbir fayda sağlamayacaktır.

Kendi ellerinizle (5 kW) bir yel değirmeni yapmaya başlamadan önce, modelini ve tipini düşünmeniz gerekir. Zayıf bir tasarımdan büyük bir enerji çıkışı beklememelisiniz. Ve tam tersi, kulübenizde yalnızca birkaç ampulü çalıştırmanız gerektiğinde, kendi ellerinizle devasa bir yel değirmeni inşa etmenin bir anlamı yok. 5 kW, neredeyse tüm aydınlatma sistemine ve ev aletlerine elektrik sağlamaya yeterli bir güçtür. Sürekli rüzgar varsa ışık olur.

Kendi elinizle bir rüzgar jeneratörü nasıl yapılır: eylem dizisi

Yüksek direk için seçilen yerde, jeneratörün bağlı olduğu yel değirmeni güçlendiriliyor. Üretilen enerji kablolar vasıtasıyla istenilen odaya iletilir. Direk tasarımı ne kadar yüksek olursa, rüzgar çarkının çapı o kadar büyük ve hava akışı ne kadar güçlü olursa, tüm cihazın verimliliği de o kadar yüksek olur. Gerçekte her şey tam olarak böyle değil:

• örneğin güçlü bir kasırga kanatları kolaylıkla kırabilir;
• bazı modeller normal bir evin çatısına kurulabilir;
• Doğru seçilmiş bir türbin kolayca çalışır ve çok düşük rüzgar hızlarında bile mükemmel çalışır.

Başlıca rüzgar türbini türleri

Rotorun yatay dönme eksenine sahip tasarımlar klasik kabul edilir. Genellikle 2-3 bıçağı vardır ve yerden yüksek bir yüksekliğe monte edilirler. Böyle bir kurulumun en büyük verimliliği, sabit bir yönde ve 10 m/s hızında kendini gösterir. Bu kanat tasarımının önemli bir dezavantajı, sık sık değişen, fırtınalı koşullar sırasında kanatların dönüşünün başarısız olmasıdır. Bu, ya verimsiz çalışmaya ya da tüm tesisin tahrip olmasına yol açar. Böyle bir jeneratörü durdurduktan sonra çalıştırmak için kanatların zorla ilk dönüşü gereklidir. Ayrıca bıçaklar aktif olarak döndüğünde insan kulağına hoş olmayan sesler çıkarırlar.

Dikey bir rüzgar jeneratörü (“Volchok” 5 kW veya başka bir) farklı bir rotor yerleşimine sahiptir. H şeklindeki veya namlu şeklindeki türbinler her yönden rüzgarı yakalar. Bu yapılar boyut olarak daha küçüktür, en zayıf hava akımlarında (1,5-3 m/s) bile başlar, yüksek direk gerektirmez ve kentsel ortamlarda bile kullanılabilir. Ayrıca, kendi kendine monte edilen yel değirmenleri (5 kW - bu gerçektir) nominal güçlerine 3-4 m/s rüzgar hızlarında ulaşır.

Yelkenler gemide değil karadadır

Rüzgar enerjisindeki popüler trendlerden biri de yumuşak kanatlara sahip yatay bir jeneratörün oluşturulmasıdır. Temel fark, hem üretim malzemesi hem de şeklin kendisidir: kendin yap yel değirmenleri (5 kW, yelken tipi) 4-6 üçgen kumaş kanadına sahiptir. Üstelik geleneksel yapılardan farklı olarak merkezden çevreye doğru kesitleri artmaktadır. Bu özellik yalnızca zayıf rüzgarları "yakalamanıza" değil, aynı zamanda kasırga hava akışı sırasında kayıpları önlemenize de olanak tanır.

Yelkenli teknelerin avantajları aşağıdaki göstergeleri içerir:

• yavaş dönüşte yüksek güç;
• bağımsız yönlendirme ve herhangi bir rüzgara göre ayarlama;
• yüksek rüzgar gülü ve düşük atalet;
• tekerleği dönmeye zorlamaya gerek yok;
• yüksek hızlarda bile tamamen sessiz dönüş;
• titreşim ve ses bozukluklarının olmaması;
• inşaatın göreceli ucuzluğu.

DIY yel değirmenleri

5 kW'lık gerekli elektrik birkaç yolla elde edilebilir:

• basit bir rotor yapısı oluşturun;
• aynı eksen üzerinde art arda konumlandırılmış birkaç yelken tekerleğinden oluşan bir kompleksin bir araya getirilmesi;
• neodim mıknatıslı bir aks tasarımı kullanın.

Bir rüzgar çarkının gücünün, rüzgar hızının kübik değeri ile türbinin süpürme alanı çarpımı ile orantılı olduğunu unutmamak önemlidir. Peki 5 kW'lık rüzgar jeneratörü nasıl yapılır? Aşağıdaki talimatlar.

Temel olarak bir araba göbeği ve fren disklerini kullanabilirsiniz. 32 mıknatıs (25 x 8 mm), gelecekteki rotor diskleri (jeneratörün hareketli kısmı) üzerine bir daireye paralel olarak yerleştirilir, disk başına 16 adettir ve artılar eksilerle değişmelidir. Karşıt mıknatısların olması gerekir farklı anlamlar direkler. İşaretleme ve yerleştirme sonrasında daire üzerindeki her şey epoksi ile doldurulur.

Statorun üzerine bakır tel bobinleri yerleştirilir. Sayıları mıknatıs sayısından az yani 12 olmalıdır. Öncelikle tüm teller çıkarılıp yıldız veya üçgen şeklinde birbirine bağlanır, ardından içleri de epoksi yapıştırıcı ile doldurulur. Dökmeden önce bobinlerin içine hamuru parçaları yerleştirilmesi tavsiye edilir. Reçine sertleşip çıkarıldıktan sonra statorun havalandırılması ve soğutulması için gerekli delikler kalacaktır.

Her şey nasıl çalışıyor?

Statora göre dönen rotor diskleri manyetik bir alan oluşturur ve bobinlerde bir elektrik akımı ortaya çıkar. Ve çalışma yapısının bu kısımlarını hareket ettirmek için bir makara sistemiyle bağlanan yel değirmenine ihtiyaç vardır. Kendi ellerinizle rüzgar jeneratörü nasıl yapılır? Bazı insanlar bir jeneratör monte ederek kendi elektrik santrallerini kurmaya başlıyor. Diğerleri - dönen bir bıçak parçasının oluşturulmasından.

Yel değirmeninin şaftı, rotor disklerinden birine kayan bir bağlantıyla bağlanır. Mıknatıslı alt ikinci disk güçlü bir yatağın üzerine yerleştirilmiştir. Stator ortada bulunur. Tüm parçalar kontrplak çemberine uzun cıvatalar kullanılarak bağlanır ve somunlarla sabitlenir. Bütün bu "kreplerin" arasında ayrılmaları gerekiyor minimum mesafeler Rotor disklerinin serbest dönüşü için. Sonuç 3 fazlı bir jeneratördür.

"Varil"

Geriye sadece yel değirmenleri yapmak kalıyor. 3 daire kontrplaktan ve en ince ve en hafif duralumin tabakasından kendi ellerinizle 5 kW'lık dönen bir yapı yapabilirsiniz. Metal dikdörtgen kanatlar kontrplak üzerine cıvata ve köşebentlerle tutturulmuştur. İlk olarak, dairenin her düzleminde, içine tabakaların yerleştirildiği dalga şeklindeki kılavuz oyuklar açılır. Ortaya çıkan çift katlı rotor, birbirine dik açılarla tutturulmuş 4 dalgalı kanattan oluşur. Yani, göbeklere tutturulmuş her iki kontrplak krepin arasında dalga şeklinde kavisli 2 adet duralumin bıçak bulunur.

Bu yapı, torku jeneratöre iletecek olan çelik bir pimin üzerine merkeze monte edilmiştir. Bu tasarımın kendi kendine yapılan yel değirmenleri (5 kW), yaklaşık 16-18 kg ağırlığında, 160-170 cm yüksekliğinde ve 80-90 cm taban çapındadır.

Dikkate alınması gerekenler

3-4 metre yüksekliğinde bir kule yeterli olmasına rağmen, bir binanın çatısına bile bir “varil” yel değirmeni monte edilebilir. Ancak jeneratör muhafazasını doğal yağışlardan korumak zorunludur. Ayrıca bir batarya enerji depolama cihazının kurulması da tavsiye edilir.

3 fazlı doğru akımdan alternatif akım elde etmek için devreye bir dönüştürücünün de dahil edilmesi gerekir.

Bölgede yeterince rüzgarlı gün varsa, kendi kendine monte edilen bir yel değirmeni (5 kW) yalnızca TV'ye ve ampullere değil aynı zamanda video gözetim sistemine, klimaya, buzdolabına ve diğer elektrikli ekipmanlara da akım sağlayabilir.