В последнее время поклонники возобновляемых источников энергии отдают предпочтение вертикальным конструкциям ветряков. Горизонтальные уходят в историю. Дело не только в том, что смастерить вертикальный ветрогенератор своими руками легче, чем горизонтальный. Основным мотивом такого выбора является эффективность и надежность.
Преимущества вертикального ветряка
1. Вертикальная конструкция ветряка лучше ловит ветер: нет необходимости определять, откуда он дует и ориентировать лопасти под воздушный поток. 2. Установка такого оборудования не требует высокого его расположения, а это значит, что вертикальный ветряк своими руками будет легче обслужить. 3. Конструкция содержит меньше движущихся деталей, что повышает ее надежность. 4. Оптимальный профиль лопастей повышает КПД ветряка. 5. Многополюсный генератор, использующийся для выработки электроэнергии, является менее шумным.
Расскажем о том, как изготовить детали и собрать вертикальный ветрогенератор своими руками.
Алгоритм действий при изготовлении турбины своими руками
1. Опоры (верхняя и нижняя) лопастей представляют собой две концентрические окружности одинаковых по размеру. Изготавливают их из ABS пластика – вырезают лобзиком. В одной из них (она будет верхней) проделывают отверстие диаметром 300 мм.
2. Нижняя опора должна опираться на хаб, в качестве которой можно использовать ступицу легкового автомобиля. Для соединения деталей нужно разметить и высверлить 4 отверстия. 3. Собирая вертикальный ветрогенератор своими руками, особое внимание уделяют креплению лопастей. Для правильного расположения лопастей нужен шаблон. На нижней опоре чертим шестиконечную звезду (звезду Давида), углы которой будут находиться на краю окружности. Проецируем чертеж на верхнюю опору. Лопасти изготавливаем из тонкого листового металла в виде полоски длиной 1160 мм, ширина которых – чуть больше стороны луча звезды.
4. Крепят лопасти двумя уголками вверху и внизу, при этом они должны быть изогнуты так, чтобы образовалась четверть круга. Располагают их друг за другом по окружности, устанавливая на грани лучей.
Изготавливаем ротор
1. Основания для ротора диаметром 400 мм выпиливают из фанеры толщиной 10 мм. По внешнему радиусу с помощью жидких гвоздей или эпоксидного клея крепят постоянные неодимовые магниты с высокой индуктивностью. Располагают их аналогично цифрам на часовом циферблате (ровно 12 шт) с соблюдением полярности (их рекомендуется промаркировать). Чтобы магниты не сошли со своего места, их временно фиксируют распорками из деревянных клиньев.
2. Второй ротор делают аналогично и симметрично первому. Разница в полярности магнитов – она должна быть противоположной.
Как собрать статор
Статор собирается из 9-ти катушек индуктивности. Должно быть з группы последовательно соединенных катушек (по 3 шт. в группе): конец предыдущей соединяется с началом следующей (конфигурация «звезда»). Располагаются катушки симметрично в вершинах трех треугольников, вписанных в окружность. Намотка выполняется медным проводом 0,51 мм в диаметре (тип – 24 AWG). Необходимо 320 витков. Это позволит получить на выходе генератора напряжение 100 В при 120 об/мин. турбины. Вертикальный ветрогенератор своими руками можно смастерить с различными параметрами выходного напряжения и тока путем уменьшения/увеличения количества витков и диаметра намоточного провода статора. Витки катушек наматываются одинаково. Необходимо соблюдать направление намотки и отмечать ее начало и конец. Поверх наружного витка наносится эпоксидный клей и наматывается в четырех местах изолента – для препятствования разматыванию.
Правила и нюансы соединения катушек
Концы катушек необходимо очистить от лаковой изоляции. Соединения выполняются пайкой. Подготовленные таким образом катушки укладывают на бумажный лист, на который наносят схему их расположения (в соответствии с положением постоянных магнитов ротора). Фиксируют их скотчем. Все свободные поля бумаги (кроме центров катушек) заклеивают стеклотканью, заливая эпоксидную смолу с отвердителем. Выводы обмоток должны располагаться снаружи или внутри статора. Для крепления кронштейна в статоре проделывают отверстия.
Окончательная сборка и установка
На одну ось собираются (сверху – вниз): нижняя опора лопастей, диск с постоянными магнитами (верхнее основание ротора), статор, нижнее основание ротора и ступица. Все составляющие крепятся шпильками к кронштейну. Для хорошего контакта используем болты из нержавеющей стали. Доработав остальные мелочи, получаем готовое устройство. Вертикальный ветряк своими руками следует устанавливать на отрытой местности, там, где сила ветра наибольшая. Желательно, чтобы вблизи не было высоких сооружений. Тогда ветрогенератор будет эффективно вырабатывать электроэнергию, что поможет сэкономить средства.
Деятельность как отдельных людей, так и всего нынешнего человечества практически невозможна без электроэнергии. К сожалению, быстро увеличивающийся объем потребления нефти и газа, угля и торфа ведет к уменьшению запасов этих ресурсов на планете. Что же возможно сделать, пока все это еще есть у землян? Согласно выводам специалистов, именно развитием энергетических комплексов можно решить проблемы мировых экономических и финансовых кризисов. Поэтому наиболее актуальными становятся поиск и использование бестопливных источников энергии.
Возобновляемая, экологическая, «зеленая»
Возможно, не стоит напоминать, что все новое - это хорошо забытое старое. Силу течения реки и скорость ветра люди научились применять для получения механической энергии очень давно. Солнце нагревает нам воду и двигает автомобили, питает космические корабли. Колеса, установленные в руслах ручьев и небольших рек, подавали воду на поля еще в Средние века. Одна могла обеспечить мукой несколько окрестных деревень.
В настоящий момент нас интересует простой вопрос: как обеспечить свое жилище дешевым светом и теплом, как сделать ветряк своими руками? 5 кВт-ной мощности или чуть менее, главное, чтобы можно было снабдить свое жилище током для работы электроприборов.
Интересно, что в мире существует классификация зданий по уровню ресурсоэффективности:
- обычные, построенные до 1980-1995 гг.;
- с низким и ультранизким уровнем энергопотребления - до 45-90 кВч на 1 кВ/м;
- пассивные и энергонезависимые, получающие ток из возобновляющихся источников (например, установив ветрогенератор роторный (5 кВт) своими руками или систему солнечных панелей, можно решить эту задачу);
- энергоактивные здания, вырабатывающие электричества больше, чем им требуется, получают деньги, отдавая ее через сеть другим потребителям.
Получается, что собственные, домашние мини-станции, установленные на крышах и во дворах, могут со временем составить своеобразную конкуренцию крупным поставщикам тока. Да и правительства разных стран всячески поощряют создание и активное использование
Как определить рентабельность собственной электростанции
Исследователи доказали, что резервные возможности ветров намного больше всех накопившихся многовековых топливных запасов. Среди способов получения энергии из возобновляемых источников ветрякам отведено особое место, так как их изготовление проще, чем создание солнцеулавливающих панелей. По сути, ветрогенератор на 5 кВт своими руками можно собрать, имея нужные составляющие, среди которых магниты, медная проволока, фанера и металл для лопастей.
Знатоки утверждают, что производительной и, соответственно, выгодной может стать конструкция не только правильной формы, но и построенная в правильном месте. Это значит, что необходимо учитывать наличие, постоянство и даже скорость воздушных потоков в каждом отдельном случае и даже в конкретном регионе. Если в местности периодически наступают штили, спокойные и безветренные дни, устройство мачты с генератором не принесет никакой пользы.
Прежде чем начинать делать ветряк своими руками (5 кВт), необходимо продумать его модель и вид. Не стоит ожидать от слабой конструкции большого выхода энергии. И наоборот, когда нужно запитать только пару лампочек на даче, нет смысла строить огромный ветряк своими руками. 5 кВт - мощность, достаточная для обеспечения электроэнергией практически всей системы освещения и домашних приборов. Будет постоянный ветер - будет и свет.
Как сделать ветрогенератор своими руками: последовательность действий
На выбранном для высокой мачты месте укрепляют сам ветряк с присоединенным к нему генератором. Вырабатываемая энергия по проводам поступает к нужному помещению. Считается, что чем выше конструкция мачты, больше диаметр ветряного колеса и сильнее воздушный поток, тем выше КПД всего устройства. На деле все не совсем так:
- например, сильный ураган может запросто поломать лопасти;
- некоторые модели можно установить на крыше обычного дома;
- правильно выбранная турбина легко запускается и отлично работает даже при ветре с очень слабой скоростью.
Основные виды ветряков
Классическими считаются конструкции с горизонтальным размещением оси вращения ротора. Обычно они имеют 2-3 лопасти и устанавливаются на большой высоте от земли. Наибольшая эффективность такой установки проявляется при постоянного направления и его скорости в 10 м/с. Существенным недостатком этой лопастной конструкции является сбой вращения лопастей при часто меняющемся, порывистом Это приводит либо к непродуктивной работе, либо к разрушению всей установки. Чтобы запустить такой генератор после остановки, необходима принудительная начальная раскрутка лопастей. Кроме того, при активном вращении лопасти издают специфические, неприятные человеческому уху звуки.
Вертикальный ветрогенератор («Волчок» 5 кВт или другой) имеет иное размещение ротора. Н-образными или бочкообразными турбинами захватывается ветер любого направления. Эти конструкции имеют меньшие размеры, запускаются даже при самых слабых воздушных потоках (при 1,5-3 м/с), не требуют высоких мачт, их можно использовать даже в городских условиях. Кроме того, номинальной мощности ветряки, своими руками (5 кВт - это реально) собранные, достигают при ветре в 3-4 м/с.
Паруса не на кораблях, а на суше
Одним из популярных направлений в ветроэнергетике сейчас стало создание горизонтального генератора с мягкими лопастями. Основным отличием является как материал изготовления, так и сама форма: созданные ветряки своими руками (5 кВт, парусный тип) имеют 4-6 треугольных тканевых лопастей. Притом, в отличие от традиционных конструкций, их сечение увеличивается в направлении от центра к периферии. Эта особенность позволяет не только «поймать» слабый ветер, но и избежать потерь при ураганном воздушном потоке.
Плюсами парусников можно назвать следующие показатели:
- большая мощность при медленном вращении;
- самостоятельная ориентировка и подстройка под любой ветер;
- высокая флюгерность и малая инерция;
- отсутствие необходимости принудительного раскручивания колеса;
- совершенно беззвучное вращение даже при больших оборотах;
- отсутствие вибраций и звуковых возмущений;
- относительная дешевизна конструкции.
Ветряки своими руками
5 кВт необходимой электроэнергии можно получить несколькими способами:
- построить простейшую роторную конструкцию;
- собрать комплекс из нескольких последовательно расположенных на одной оси парусных колес;
- использовать аксильную конструкцию с неодимовыми магнитами.
Важно помнить, что мощность ветряного колеса пропорциональна произведению кубического значения скорости ветра на ометаемую площадь турбины. Итак, как сделать ветрогенератор на 5 кВт? Инструкция далее.
За основу можно взять автомобильную ступицу и тормозные диски. 32 магнита (25 на 8 мм) располагают параллельно по кругу на будущих дисках ротора (подвижной части генератора) на каждый диск по 16 штук, притом плюсы обязательно чередуют с минусами. У противолежащих магнитов должны быть разные значения полюсов. После разметки и размещения все находящееся на круге заливают эпоксидкой.
Катушки медной проволоки располагают на статоре. Их количество должно быть меньше, чем число магнитов, то есть 12. Предварительно все провода выводят и соединяют между собой звездой или треугольником, затем тоже заливают эпоксидным клеем. Рекомендуется перед заливкой вставить внутрь катушек кусочки пластилина. После затвердения смолы и их извлечения останутся отверстия, которые нужны для вентиляции и остывания статора.
Как все это работает
Диски ротора, вращаясь относительно статора, образуют магнитное поле, и в катушках возникает электроток. А ветряк, присоединенный посредством системы шкивов, и нужен для того, чтобы двигать эти части рабочей конструкции. Как сделать ветрогенератор своими руками? Некоторые начинают изготовление собственной электростанции со сборки генератора. Другие - с создания лопастной вращающейся части.
Вал от ветряка сцепляют скользящим соединением с одним из дисков ротора. На сильный подшипник ставится нижний, второй диск с магнитами. Статор располагают посередине. Все части крепятся к фанерному кругу с помощью длинных болтов и фиксируются гайками. Между всеми «блинами» обязательно оставляют минимальные зазоры для свободного вращения дисков ротора. В итоге получается 3-фазный генератор.
«Бочка»
Осталось изготовить ветряки. Своими руками 5 кВт-ную вращающуюся конструкцию можно сделать из 3 кругов фанеры и листа самого тонкого и легкого дюраля. Металлические прямоугольные крылья крепятся к фанере болтиками и уголками. Предварительно в каждой плоскости круга выдалбливаются направляющие канавки в форме волны, в которые вставляются листы. Получившийся двухэтажный ротор имеет 4 волнистых лопасти, прикрепленные друг к другу под прямым углом. То есть между каждыми двумя скрепленными ступицами фанерными блинами расположены по 2 изогнутых в форме волны дюралевых лопасти.
Данная конструкция насажена по центру на стальную шпильку, которая и будет передавать крутящий момент генератору. Ветряки, своими руками (5 кВт) созданные, такой конструкции весят примерно 16-18 кг при высоте 160-170 см и диаметре основы 80-90 см.
Что нужно учесть
Ветряк-«бочку» можно установить даже на крыше здания, хотя вполне достаточно вышки высотой 3-4 метра. Однако обязательно нужно защитить от природных осадков корпус генератора. Рекомендуется также установить аккумуляторный накопитель энергии.
Для получения из постоянного 3-фазного тока переменного обязательно в схему нужно включить и преобразователь.
При достаточном количестве ветреных дней в регионе ветряк, своими руками (5 кВт) собранный, может обеспечить током не только телевизор и лампочки, но и систему видеонаблюдения, кондиционер, холодильник и другую электротехнику.
Для обеспечения хорошей тяги в дымоходе необходимо установить конструкцию, которая способна усилить скорость вывода продуктов сгорания из дымового канала. Поэтому, если вы являетесь обладателем дома или пристройки с печным отоплением или же вентиляционной шахтой, то вам необходим турбодефлектор. С его помощью можно не только увеличить тягу, но и обеспечить защиту дымохода от проникновения угарного газа, мусора или осадков, а также предотвратить возникновение эффекта обратной тяги. Стоимость подобного устройства достаточно большая. Однако можно сэкономить, сделав турбодефлектор своими руками, используя подручные материалы и инструменты.
Виды дефлекторов
Существует несколько разновидностей дефлекторов. Отличаются они друг от друга по форме и количеству деталей. При этом материалы, которые используются для их создания, вы можете выбрать на свой вкус. Это может быть:
- Оцинкованная сталь
- Нержавеющая сталь
Их форма может быть самой разнообразной: от цилиндрической до круглой. Верхняя часть конструкции дефлектора может иметь зонтик в виде конуса или двускатную крышу. Также устройство может оснащаться разными декоративными элементами, например, флюгером.
Разберем подробнее несколько разновидностей:
- Дефлектор ЦАГИ
Конструкция, детали которой соединены фланцевым или иным способом. Производится такое устройство из нержавеющей стали, реже — из оцинкованной. Его особенностью является цилиндрическая форма.
- Круглый волпер
По своей форме напоминает дефлектор ЦАГИ, однако основным его отличием является верхняя часть. Такое устройство чаще всего устанавливают на дымоходах в небольших пристройках, например, в банях.
- Дефлектор Григоровича
Если объект расположен в районе с низким ветром, то такое устройство будет обеспечивать отличную тягу в течение многих лет. Специалисты называют его модифицированным вариантом дефлектора ЦАГИ.
- Тарельчатый Astato
Данная разновидность устройства отличается своей простотой и эффективностью. Такой дефлектор открытого типа производится из оцинкованной или нержавеющей стали, что позволяет улучшить эффективность тяги при любом направлении ветра.
- Дефлектор Н-образной формы
Его конструкция отличается особой надежностью, так как дефлектор производится из нержавеющей стали, а все детали соединяются фланцевым методом. Устанавливать его можно на участках с любым направлением ветра.
- Флюгер-дефлектор
Данный вариант устройства является самым популярным и распространённым. Он имеет вращающийся корпус, на котором закреплен небольшой флюгер. Производится конструкция из нержавеющей стали.
- Вращающийся дефлектор
Такое устройство позволяет обеспечить максимальную защиту канала от засорения мусором и попадания осадков. Вращение производится только в одном направлении. Стоит отметить, что необходимо следить за его состоянием, так как при обледенении, а также в штиль, дефлектор работать не будет. Поэтому многие устанавливают его на газовые котлы. Также он используется в качестве ротационной турбины, которая необходима для вентиляции жилых и офисных посещений.
Кроме того, существует дефлектор Ханжонкова. Однако в настоящее время его не используют, так как на рынке можно найти более модифицированные модели устройств.
Принцип работы
Классический дефлектор состоит из нескольких деталей:
- цилиндр
- диффузор
- зонт, который защищает дымоход от проникновения мусора и осадков
- кольцевые отбои, которые монтируются в нижней части устройства и вокруг него
Устройство устанавливается на дымовой трубе, что позволяет ему создать препятствие воздушному потоку. Таким образом, ветер разбивается на огромное количество мелких воздушных потоков, которые имеют очень низкую интенсивность. Это необходимо для того, чтобы ветряной поток захватил дым, который выходит из дымового канала, что позволяет увеличить тягу. Кроме этого, дефлектор не позволяет ударному газу, выходящему из трубы, попасть обратно.
Как отмечают специалисты, при неправильном расположении дымохода на объекте дефлектор не может работать в полную мощность, поэтому перед установкой обязательно проверьте правильность монтажа канала.
Также, дефлектор может служить вентиляционной турбиной, которая устанавливается в системах с естественной вентиляцией. Далее мы подробно расскажем, как сделать вентиляционный дефлектор своими руками.
Турбодефлектор своими руками
Если вы хотите сэкономить свои средства и изготовить турбо дефлектор самостоятельно, то для начала работы необходимо подготовить все необходимые материалы, инструменты и чертежи всех деталей.
Необходимые инструменты
- Лист стали. Он может быть нержавеющим или оцинкованным. Толщина должна составлять от 0, 5 до 1 мм.
- Ножницы для резки по металлу.
- Заклепочник.
- Дрель и сверла по металлу.
- Несколько листов картона.
Подготовка чертежа
Перед тем, как начать изготовление деталей, необходимо выполнить подробный чертеж будущего дефлектора. Если вы хотите сделать устройство быстро, мы рекомендуем воспользоваться готовыми чертежами из Интернета. При этом обязательно проверьте, чтобы все параметры совпадали с необходимыми и подходили вашему конкретному случаю.
Если же вы хотите сделать чертёж дефлектора самостоятельно, то можете воспользоваться нашими советами и рекомендациями, которые помогут вам сделать это максимально правильно.
| Посадочный диаметр | Ширина | Высота | Высота основания |
| 160 | 270 | 260 | 70 |
| 200 | 290 | 290 | 70 |
| 250 | 350 | 345 | 110 |
| 300 | 400 | 365 | 110 |
| 315 | 400 | 365 | 110 |
| 355 | 450 | 385 | 110 |
| 400 | 495 | 465 | 140 |
| 500 | 615 | 635 | 225 |
| 630 | 790 | 700 | 250 |
Основой чертежа является внутренний диаметр дымохода. После получения его размера, нужно выбрать высоту дефлектора, а также ширину диффузора.
Если ваши размеры не совпадают с теми, которые указаны в таблице, то вы можете рассчитать их самостоятельно в соответствии с пропорциями:
- Высота дефлектора должна быть от 1, 6 до 1, 7 внутреннего диаметра вашего дымохода.
- Ширина диффузора должна составлять от 1, 2 до 1, 3 внутреннего диаметра.
- Ширина дефлектора должна достигать от 1, 7 да 10 внутреннего диаметра канала.
После этого необходимо выполните на ватмане детальный чертеж будущего дефлектора в соответствии с теми характеристиками, которые вы рассчитали. Чертёж можно сделать вручную при помощи карандаша или в программах Adobe Photoshop или Adobe Illustrator. Размеры всех деталей должны быть в натуральную величину.
Если вы не можете самостоятельно подготовить чертеж, обратитесь к специалистам, которые сделают все замеры и в короткие сроки подготовят необходимый чертеж.
Пример чертежа, который должен получиться:
Инструкция
После того, как вы сделали подробный чертеж, необходимо вырезать каждую деталь из бумаги.
Как только будут готовы все бумажные заготовки, их нужно закрепить на листе нержавеющей или оцинкованной стали. Обведите маркером каждую заготовку. Также для этого можно использовать специальный мел по металлическим покрытиям.
При помощи ножниц для резки по металлу вырезается каждая деталь. Стоит отметить, что на срезах края необходимо подогнуть примерно на 5 мм. Для этого воспользуйтесь пассатижами. После этого при помощи молотка отбейте места загибов. Это необходимо для того, чтобы края будущих деталей стали в два раза тоньше.
Заготовку будущего диффузора сверните в цилиндр. Далее просверлите отверстия для закрепления деталей при помощи болтов или заклепок. Некоторые рекомендуют воспользоваться сваркой-полуавтомат, которая не позволит насквозь прожечь металлические листы.
Сделайте то же самое с внешним цилиндром, а заготовку для колпака сверните конусовидной формы и соедините концы при помощи заклепочника.
Далее необходимо из остатков листов стали вырезать 3-4 линии, ширина которых составляет около 6 см, а длина — 20 см. Подогните их с обеих сторон с отступом в 6 см. Просверлите несколько отверстий под болты на расстоянии от края в 5 см. Закрепите их на колпаке. После этого воспользуйтесь заклепками и соедините их сначала с внешним цилиндром, а после – с колпаком.
Установка
Как только ваш диффузор полностью готов, его необходимо установить на дымоход. Это можно сделать двумя методами:
- Монтаж на сам дымоход.
- Монтаж на трубу, которая после надевается на дымоходный канал.
Пользователи в интернете отмечают, что второй метод установки турбодефлектора является безопаснее по причине того, что все самые сложные процедуры можно выполнить заранее, а готовую конструкцию быстро установить на крышу.
Поэтому мы расскажем, как выполнить установку именно этим способом:
- В первую очередь необходимо подготовить саму трубу. Ее диаметр должен быть несколько больше диаметра дымохода. На одном ее конце нужно отступить примерно 15 см и отметить места для сверления. То же самое нужно сделать на нижней части дефлектора.
- После этого просверлите отверстия в обеих деталях и проверьте, совпадают ли они.
- Зафиксируйте трубу и дефлектор при помощи болтов.
- Далее готовую конструкцию можете надеть на дымоход и прочно закрепить хомутом, чтобы не оставалось зазоров.
Если вы хотите обеспечить дополнительную защиту, можете обработать соединения герметиком, обладающим стойкостью к высоким температурам.
Изготовление дефлектора Григоровича своими руками
Материалы
Для изготовления дефлектора Григоровича необходимо подготовить следующие материалы:
- Лист оцинкованной или нержавеющей стали, толщина которого должна достигать до 1 мм.
- Металлические заклепки или болты.
- Бумага или плотный картон для создания чертежа будущего изделия.
- Ножницы для резки по металлу.
- Дрель и сверла по металлу.
- Заклепочник.
Этапы создания
Сначала необходимо подготовить чертеж на листе ватмана. Как и в предыдущем варианте, за основу берется внутренний диаметр дымохода. Далее необходимо рассчитать следующие параметры в соотношениях:
- Высота конструкции должна составлять примерно от 1, 7 диаметра.
- Ширина защитного Санта должна быть в 2 раза больше внутреннего диаметра дымоходного канала.
- Ширина диффузора должна быть примерно 1, 3 диаметра.
После этого вам необходимо подготовить чертеж, который должен выглядеть примерно так:
С каждого края загибайте примерно 5 мм для закрепления деталей. Отбейте молотком каждый загиб, уменьшив его толщину примерно в 2 раза. Просверлите в них 2-3 отверстия и соедините детали между собой так, чтобы диффузор имел форму цилиндра, а защитный зонт — конуса.
Как и в предыдущей инструкции, сделайте несколько полос и с их помощью соедините колпак и сам диффузор.
Наиболее частой проблемой в системах вентиляции и дымоотводах является слабая тяга. Из-за недостаточной циркуляции загрязнённый воздух не может выводиться наружу, а дым из котла вовсе попадает обратно в помещение. Исправить все эти проблемы поможет турбодефлектор для вентиляции частного дома и других зданий.
Устройство и как работает
Ротационная турбина используется в системах с естественной вентиляцией. Состоит из активной головки дефлектора с лопастями, установленной на основание с помощью подшипников с нулевым сопротивлением. Благодаря последним турбина вращается с одной и той же скоростью даже в условиях порывистого ветра.
Принцип действия следующий: ветер, попадая в лопасти, заставляет двигаться головку устройства, тем самым разряжая воздух в системе и улучшая тягу. Для того чтобы турбина начала работать, достаточно ветра скоростью 0,5 м/с, так как все детали сделаны из тонкого и лёгкого материала. Чем сильнее ветер, тем выше мощность турбодефлектора. По сравнению с обычными дефлекторами эффективность этого устройства выше в 2 раза.
Принцип работы Обратите внимание! Головка всегда крутится только в одну сторону, вне зависимости от направления ветра, что крайне важно для систем, подключённых к газовым колонкам. В случае сильного порыва ветра пламя не потухнет.
Ротационные турбины производятся с тремя разными видами оснований:
- круглые;
- квадратные;
- плоские квадратные.
Выпускаются с размерами насадок от 10 до 68 см.
Область применения
Использовать турбодефлектор можно не только для частных домов и других жилых помещений, но и для промышленных и сельскохозяйственных. В животноводческих комплексах турбины устанавливают для удаления газов и влажности, а на перерабатывающих предприятиях для экономии электроэнергии, чтобы снизить производственные затраты. Ротационные дефлекторы подходят и для бассейнов, спортивных комплексов и других общественных мест.
Турбодефлекторы с размером основания от 11 до 19,5 см рекомендуется устанавливать для вентиляции погребов, гаражей и комнат. От 20 до 31,5 см используются для помещений с площадью до 50 м2, от 35 до 68 см применяются для многоквартирных домов и зданий с большой площадью, в том числе животноводческих ферм, складов и так далее.
Достоинства и недостатки
Преимущества турбодефлектора по сравнению с другими подобными устройствами:
- не потребляет электричество – ротационная турбина работает за счёт силы ветра, поэтому для её работы не требуется электрический ток;
- исключена вероятность попадания в систему вентиляции или дымоотвода атмосферных осадков, а также из-за закрытой и подвижной верхней части внутрь не сможет попасть мусор или залететь птица;
- детали турбины сделаны из высококачественного алюминия или нержавеющей и оцинкованной стали;
- подвижная головка эффективнее неподвижных устройств разряжает воздух, не позволяя в жаркую погоду перегреваться помещению, тем самым снижая расходы электричества на кондиционирование;
- выводит излишки влажности, не давая образовываться конденсату на стенах и под крышей здания, а также накапливаться в утеплителе и других материалах, тем самым продлевая их срок эксплуатации;
- количество наростов наледи в вентиляционных каналах с вращающейся турбиной заметно меньше, чем у неподвижных дефлекторов;
- все детали ротационного турбодефлектора надёжно скреплены, даже при сильном порыве ветра устройство не будет сорвано с трубы или перекошено;
- имеет эстетичный внешний вид, благодаря чему его можно использовать и на жилых зданиях;
- экологически безопасное устройство и простое обслуживание;
- срок эксплуатации турбодефлектора 15 лет.
Преимущества турбодефлектора Основной недостаток – в случае полного отсутствия ветра активная головка ротационной турбины прекратит движение. Если она остановилась в период заморозков с атмосферными осадками, то существует вероятность её примерзания, из-за чего устройство не сможет снова начать вращаться.
Правила выбора и монтаж своими руками
Для монтажа турбодефлектора не нужно обладать специальными навыками и техникой. Благодаря малому весу и надёжной конструкции его легко может установить один человек. Среднее время монтажа составляет не более двух часов. Установку устройства проводят на самой высокой точке крыши и вдоль конька (на расстоянии от 4 до 6 м до следующего дефлектора). Если поставить турбину высоко, то это исключит вероятность попадания внутрь вентиляционного канала снега, при образовании возле неё наносов. В воздуховодах можно использовать задвижки для регулирования вентиляции.
При установке ротационной турбины на дымовую трубу, следует учесть, что температура в ней не должна быть более +100°C. Для систем с высокими температурами необходимо использовать высокотемпературные насадки.
Схема установки дефлектора на часть вентиляционных каналов с переходом Рекомендация! Производителей, которые утверждают что их продукция самая лучшая, крайне много. Но перед тем как купить турбодефлектор, следует внимательно изучить рынок, и выбрать то устройство, которое имеет сертификаты проверок на качество и безопасность, а также гарантийный срок и длительный срок эксплуатации.
Сделать турбодефлектор можно и своими руками, но по сравнению с более простыми неподвижными моделями этот займёт больше времени, и потребуется вырезать множество одинаковых лепестков. Также важны точные расчёты и чертёж. Перед тем как приступить к нарезке металла, рекомендуется сделать выкройки из картона.
Цена
Стоимость ротационной турбины напрямую зависит от размеров присоединительного канала и материала, из которого она сделана. Турбодефлекторы из оцинкованной стали стоят дешевле, чем модели, произведённые из нержавейки. Средняя цена оцинкованной ротационной турбины ТД-110 начинается от 2200 рублей, а нержавеющей от 3400 рублей.
Турбодефлектор экономит значительное количество электроэнергии и помогает держать комфортную температуру в помещениях. Ротационная турбина решает проблему с излишней сыростью и затхлостью воздуха даже в больших многоэтажных зданиях, выводит пыль и пары вредных веществ. Благодаря постоянному движению активной головки полностью исключается вероятность опрокидывания тяги. Уже в первый год использования турбодефлектор окупает себя за счёт экономии электроэнергии.
Невероятно! Но скоро это произойдет. Альтернативные источники энергии третьего поколения перевернут мир в целом. Начало уже заложено. Ветряные турбины - вот электроэнергетическое будущее человечества.
Введение
Несмотря на то что альтернативным видам энергетики, таким как ветряные турбины, например, все еще незаслуженно мало уделяется внимания, они продолжают усиленно развиваться. Возможно, в скором времени сильные мира сего поймут, что невменяемая добыча полезных ископаемых больше приносит вреда, чем пользы, и природные виды энергетики прочно войдут в нашу повседневную жизнь. Такая надежда тесно связана с тем, что некоторое время назад было объявлено о появлении ветрогенератора третьего поколения.
Что такое ветряной генератор третьего поколения
Традиционно принято считать, что устройствами первого поколения, которые преобразовывали энергию ветра, были обычные корабельные паруса и мельничные крылья. Чуть более века назад, с развитием авиации, появился ветрогенератор второго поколения - механизм, в основе работы которого лежали принципы аэродинамики крыла.
Это был прорыв того времени! Хотя, если взять в целом, то ветряки второго поколения маломощны, так как из-за конструктивных особенностей не могут работать при сильных ветрах. Поэтому для того чтобы получать больше электроэнергии приходилось увеличивать в размерах, что тянуло за собой дополнительные финансовые расходы на разработку, производство, установку и его эксплуатацию. Естественно, что долго так оставаться не могло.
В начале 2000-х готов специалисты-разработчики объявили о появлении ветрогенератора третьего поколения - ветротурбины. Конструкция, принцип работы, установка, а самое главное мощность нового устройства коренным образом отличается от его предшественников.
Устройство
Простота. Это именно то слово, которым можно охарактеризовать конструкцию ветротурбинного генератора. По сравнению с лопастными ветрогенераторами, ветряная турбина имеет гораздо меньшее количество рабочих узлов и гораздо больше неподвижных элементов, благодаря чему более стойко переносит различные статические и динамические нагрузки.
Устройство ветротурбины:
- обтекатель, бывает внутренний и наружный;
- обтекатель узла турбогенератора;
- гондола;
- турбина;
- генератор;
- динамичный крепежный узел.
Из дополнительных систем ветрогенератор оснащен блоками инвертирования, аккумуляции и управления. Отсутствуют традиционные для лопастного ветрогенератора системы регулировки лопастей и ориентации на ветер. Последнюю заменяет обтекатель, который также выступает в роли сопла, улавливает ветер и увеличивает его мощность. Если учитывать, что энергия ветряного потока равняется его скорости в кубе V3, то благодаря наличию сопла эта формула выглядит следующим образом: V3х4 = Eх64. При этом благодаря своей цилиндрической конструкции обтекатель имеет свойство самонастраиваться на направление ветра.
Преимущества
Любой новый продукт или изобретение всегда должны существенным образом выделяться на фоне своих предшественников, и обязательно в лучшую сторону. Все это можно сказать и про новый ветрогенератор с турбоконструкцией. Одно из главных преимуществ ветротурбины - это ее устойчивость к сильным ветрам. Ее конструкция устроена таким образом, что она будет эффективно и безопасно работать за пределами, которые для обычных лопастных ветряков, являются критическими: от 25 м/сек до 60 м/сек. Но это не единственное преимущество, которыми обладает ветряная турбина, их несколько:
- Отсутствие инфразвуковых волн. Наконец-то ученым удалось решить одну из важных проблем, которыми обладают ветрогенераторные установки. Именно из-за существования такого побочного эффекта ВСУ (ветросиловая установка) подвергалось критике со стороны противников альтернативной энергетики, инфразвук отрицательно сказывается на окружающей живой среде. Но теперь ветрогенератор турбинного типа благодаря отсутствию инфразвуковых волн, могут устанавливать даже в городской черте.
- Отсутствие лопастей снимает сразу несколько задач, которые стояли перед конструкторами и изготовителями ветрогенератора. Первое, снимаются значительные затраты сил и средств на эксплуатационный контроль лопастных ветряков. Второе, лопасть ветряного колеса - это самый сложный элемент ветрогенератора в изготовлении. Львиную долю стоимости обычной ВЭУ составляют затраты именно на изготовление лопастей. К тому же известны случаи, когда при сильных порывах ветра, лопасть ломалась, разбрасывая осколки на сотни метров.
- Простота сборки и установки. Все сложные конструкции или узлы изготавливает и собирает завод-производитель, на месте происходит лишь последний этап сборки и установка на мачту. Плюс легкость конструкционных элементов, позволяет использовать при монтаже ветрогенераторасамую обычную грузоподъемную технику.
- Схема подключения. В отличие от лопастной ВСУ турбина подключается по стандартной схеме. На этот факт никак не влияют те технические условия, который выдвигает будущий владелец ВЭУ.
- Большой срок эксплуатации обусловлен материалами, из которых изготавливается ветрогенератор и его отдельные части. Учитывая профилактические работы, которые обязательны при эксплуатации ветротурбины, срок службы устройства может составлять до 50 лет.
- Небезопасность лопастных ВЭУ.
- Инфразвук, который они издают.
- Минимальная скорость ветра для работы лопастного ветрогенератора 4 м/сек.
География эксплуатации турбинной ВСУ
Самым реальным и оптимальным местом установки турбинного ветрогенератора будет берег озера или моря. Рядом с водоемами такой ветрогенератор будет работать практически круглый год, потому что благодаря своему сопельному устройству, он является очень чувствительным к легким бризам и другим малейшим проявлениям ветра скоростью от 2 м/сек.
С таким же успехом ВСТ будут работать и в черте города, там, где обычный ветрогенератор работать, неспособен по ряду известных причин:
Интересный факт, который доказывает преимущество ВТУ
Одним из краеугольных камней, на которых базируется позиция противников альтернативной энергетики, заключается в том, что ветряные электростанции препятствуют работе локационного оборудования. Во время работы ветрогенератор создает помехи, для прохождения радиоволн. Учитывая размеры отдельных ветроэлектростанций, а они могут составлять от нескольких десятков до сотен квадратных километров, понятно, почему правительства многих стран начали блокировать проекты альтернативной энергетики на государственном уровне - это прямая угроза национальной безопасности.
По этой причине французская компания, производящая комплектующие на ветрогенератор, взялась за непростую задачу с точки зрения исполнения - сделать невидимыми для радаров непосредственно ветросиловые установки, а не пространство вокруг ветрогенератора. Для этого будет использоваться опыт, полученный при изготовлении самолетов Стелс. Новые комплектующие планируют выпустить на рынок уже в 2015 году.
Но где, же факт, который доказывает преимущество ВСТ перед лопастной ВЭУ? А факт заключается в том, что ветротурбины не создают помех, для работы локационного оборудования и без дорогостоящей технологии Стелс.
Перспективы развития альтернативной ветроэнергетики
Первые попытки начать использовать ветрогенератор в промышленных масштабах предпринимались еще в середине прошлого века, но оказались неудачными. Это было обусловлено тем, что нефтяные ресурсы были сравнительно дешевыми, а строительство ветроэнергетических станций было нерентабельно затратным. Но буквально через 25 лет ситуация в корне изменилась.
Альтернативные источники энергии усилено начали развиваться в 70-х годах прошлого века, после того, как в мире резко выросли темпы машиностроения и страны столкнулись с дефицитом нефти, что привело к нефтяному кризису 1973 года. Тогда впервые сектор нетрадиционной энергетики в некоторых странах получил государственную поддержку и ветрогенератор стал использоваться в промышленных масштабах. В 80-х годах мировая ветроэнергетика начала выходить на самоокупаемость, и сегодня такие страны, как Дания, Германия и Австралия почти на 30% обеспечивают себя за счет альтернативных источников энергии, в числе которых и ветроэлектростанции.
К сожалению, а возможно, и к счастью, прошлогодняя тенденция нефтяного рынка с нестабильной ценой на нефть, заставляют всерьез задуматься о том, что времена, когда дешевая нефть - это было хорошо остались в прошлом. Сегодня для многих стран, чем дешевле нефть, тем выгоднее развивать нетрадиционную энергетику в первую очередь это касается стран СНГ. Поэтому предпосылки для того, что ветроэнергетика будет развиваться - есть. Как это будет - посмотрим.