Skip to content

Самодельные ветрогенераторы: Как самому сделать ветрогенератор?

Содержание

Самодельный ветрогенератор: особенностью конструирования, монтажа и эксплуатации

Вопросы изготовления ветрогенераторов в домашних условиях поднимаются практически на каждом энергетическом форуме в сети. Пользователей больше всего интересуют конструкции ветрогенераторов, которые можно было бы собрать самостоятельно, и электрические параметры уже собранного ветряка, проанализировав которые можно сделать вывод о пригодности той или иной модели самодельного ветрогенератора для своих нужд. В статье рассмотрим основные этапы проектирования и сборки ветрогенератора в домашних условиях.

Исходные данные для проектирования ветрогенератора это мощность установки, тип и конструкция ветрогенератора. Мощность ветряка зависит от энергопотребления (количества одновременно подключенных электроприборов к сети) и количества аккумуляторных батарей для запаса энергии. Если ветрогенератор необходим для обеспечения бесперебойного отопления или подогрева воды, то его мощность необходимо существенно завышать, что непременно скажется и на конструкции лопастей, мачты и самого электрического генератора.

Горизонтальный ветрогенератор: типы, основные особенности
Ветрогенераторы парусного типа: устройство, основные характеристики

В качестве оценки параметров будущего ветрогенератора приведем пример ветряка компании AVIC W-HR2: мощность 2кВт; диаметр лопастей 3м; высота мачты 8м. Для установки такого ветрогенератора потребуется достаточно мощный фундамент и грузоподъемный кран для монтажа всей конструкции. Приняв за постоянные величины КПД редуктора (0,9) и электрического генератора (0,8), а также с учетом коэффициента использования ветра 0,35 и скорости ветра в 4м/с, при самостоятельном проектировании ветряка можно воспользоваться следующей таблицей:

В приведенной таблице отображена зависимость мощности ветрогенератора от диаметра крыльчатки генератора и количества лопастей на ней. При увеличении скорости ветра с сохранением параметров количества и размеров лопастей, мощность ветрогенератора будет увеличиваться пропорционально скорости потока ветра в кубе: при скорости ветра 8м/с (увеличение в 2 раза) мощность увеличиться в 8 раз.

Изготовление лопастей для ветрогенератора из ПВХ труб, аллюмния, стекловолокна

Количество и размеры лопастей ветрогенератора определяют конструктивные особенности ветряка. Двухлопастные ветряки существенно увеличивают нагрузку на центральную ось генератора, мачту и элементы ее крепления к фундаменту, в то время как центробежная сила постоянно стремится разорвать лопасти на куски. С увеличением количества лопастей нагрузка на ось генератора снижается, поэтому оптимальным количеством лопастей для самодельного ветряка считается от 4 до 8 лопастей. Помимо этого лопасти ветрогенератора должны отвечать определенным аэродинамическим характеристикам, от которых зависит коэффициент использования ветрового потока и уровень шума, который возникает при работе (двухлопастные ветряки более шумные, т.к. их лопасти очень сложно сбалансировать).

Элементы защиты ветрогенератора

Асинхронный электродвигатель в качестве генератора для ветряка
Мачта для ветрогенератора: конструкция, установка и эксплуатация

В домашних условиях достаточно трудно изготовить идеальные лопасти, провести балансировку колеса и рассчитать требуемый запас прочности для мачты ветрогенератора. Мощные ветрогенераторы с диаметром лопастей от 2м обладают высокими показателями аэродинамического сопротивления. При этом на всю конструкцию ветряка воздействует огромная ветровая нагрузка. При превышении скорости ветра 10 м/с или при сильном переменчивом ветре необходимо принудительно ограничивать работу ветрогенератора. В качестве одного из устройств, которое ограничивало бы работу ветрогенератора при больших ветровых нагрузках, можно использовать так называемую боковую лопату: при сильном ветровом потоке, давление на ветроколесо превышает силу давления пружины защиты, в результате чего срабатывает защита. Когда генератор начинает складываться, ветровой поток попадает на ветрогенератор под углом, что серьезно сокращает его мощность. При очень сильном ветре защита полностью складывает генератор параллельно направлению ветрового потока, полностью прекращая работу ветряка.

Правила ухода за ветрогенератором

При эксплуатации самодельных ветрогенераторов стоит соблюдать следующие правила:
1. Периодически проводить ревизию всех болтовых соединений в элементах крепления мачты к фундаменту и генератора к мачте.
2. Проводить смазку подшипников генератора и поворотного устройства ветрогенератора.
3. Следить за балансировкой колеса ветрогенератора.
4. Проверять состояние изоляции электрооборудования не реже 1 раза в 6 месяцев.

Если же процесс создания и эксплуатации ветрогенератора, сделанного своими руками, для Вас кажется очень сложным, тогда можно заказать готовый ветрогенератор для дома и оградить себя от различных неприятностей. Однако в таком случае необходимо позаботится о наличии достаточного количества финансовых средств для оплаты работы проектировщиков, монтажников и обслуживающего персонала.

Как построить простейший ветрогенератор за один день: «бочкогенератор»

Ветряк своими руками, бочкогенератор

Каждый, кто хотя бы немного  ходил по парусом, изведал  силу ветра.  Хороший порыв ветра рвет шкот из рук с силой лошади, а легкий швербот буквально  выпрыгивает из воды.   Если же при попутном ветре развернуть  паруса бабочкой, то и не всякий катер за вами поспеет. И никакого керосина, только вода  ворчит  за бортом.

За рубежом уделяется  большое внимание  ветрогенераторам. Сегодня в Европе трудно найти место, из которого не были бы видны их  большие,  медленно вращающиеся пропеллеры. Ветрогенераторы для выработки электроэнергии используются на фермах, в лесхозах, в поселках  и даже в частных домах.

Бочкогенератор,ветрогенератор,ветряк,самодельный генератор,ветряк своими руками,генератор своими руками,мощность генератора,самодельный ветрогенератор,энергия ветра, альтернативная энергия

Мало кто знает, но  в нашей стране  в 1913  г существовали  сотни тысяч деревянных ветряных мельниц, а по некоторым данным около  миллиона, от которых,  после  коллективизации, не осталось даже  следов.

Сегодня интерес к ветроагрегатам  появляется и в России. Однако, промышленные ветрогенераторы, а тем более импортные  очень дороги. Государственной поддержки ветроэнергетическим разработкам не существует. Поэтому,  в нашей стране  ветрогенератор  остается заморской диковиной, а увидеть живьем  можно скорее  самодельные ветрогенераторы.

К сожалению, в русском языке  слово «самодеятельность»  приобрело несколько ироничный,  негативный  оттенок. Но самодельщиками,  были,  например,    К.Циолковский,  Г.Форд, С.Королев и, даже, — Б.Гейтс.

Самодеятельность — основа основ  бизнеса в  странах, которые принято теперь называть цивилизованными. Впрочем самодеятельность важна  не только в  бизнесе, но и в общественной жизни, творчестве, благотворительности и т.д.

Тем не менее, постройка даже небольшого ветрогенератора своими руками  традиционной конструкции ( с горизонтальной осью вращения пропеллера) — не самая легкая  задача.

Схема ветрогенератора с вертикальной осью  похожа  на схему классического  анемометра — прибора для измерения скорости ветра, см на фотографии слева.

Гораздо проще  конструкции ветрогенераторов  с вертикальной осью вращения ветрового колеса и они менее дорогие.

Этюд на тему бочки

На мой взгляд, легче всего  построить небольшой дешевый ветрогенератор, изготовив  ветроколесо  из легкой  металлической  бочки  — стальной или алюминиевой, например, из под  мебельного лака, клея и т.п.

Бочки  изготавливаются из хорошего металла, имеют  высокую точность и жесткость. Бочки недорогие, а в некоторых местах — например на севере — они вообще ничего не стоят. Для ветрогенератора можно использовать и ненужную пластиковую бочку. В зависимости от потребной мощности ветрогенератора, бочку можно взять емкостью на 50- 100 литров или более. Мощность генератора  увеличивается пропорционально  диаметру и высоте бочки. Можно поставить две -три бочки друг на друга.

Для того, что бы вырезать  простейшее ветряное колесо из бочки, нужна только болгарка, и эта  работа займет   всего несколько минут. На боковой поверхности бочки делают прорези, как показано на рисунке, а затем — аккуратно отгибают  передние  и задние  кромки  лопастей  на нужный угол. Уточнить форму лопастей ветрогенератора можно при помощи киянки.  Количество лопастей ветроколеса может быть различным, от двух  и более. В качестве оси ветроколеса можно использовать, например,  отрезок    трубки или арматуры.


Рисование  чертежа у меня заняло гораздо больше времени, чем изготовление действующего макета ветроколеса. Макет был сделан при помощи острого ножа   из  консервной банки, (которая очень похожа  на  бочку),   и показал неплохие крутильные качества.  Каждый может легко повторить этот опыт и попробовать цилиндрическое ветроколесо в действии.

Снять энергию с вертикального ветроколеса не представляет  сложности, даже без применения сварки  для соединения деталей.   Для передачи энергии можно использовать, например,  велоцепь,  ремень или обрезиненный ролик. В качестве электрогенератора можно использовать, например,  подходящий по мощности микроэлектродвигатель  на постоянных магнитах или готовый велосипедный или мотоциклетный генератор. Можно также смонтировать простейший возбудитель генератора  на постоянных магнитах  прямо на днище бочки  или  на оси ветроколеса. Вертикальная схема ветрогенератора позволяет  без труда  организовать  кривошипный  механизм и обеспечить возвратно-поступательное даижение исполнительного механизма. Например, к  кривошипу можно «привязать»  поршневой или мембранный насос. Не исключается и кулачковая пара , например кулачок-бензонасос, или кулачок и  линейный электрогенератор, т.е. катушка — магнит и т.д. и т.п. Один изобретатель для извлечения электричества недавно  приладил к миниатюрному ветрогенератору  пъезоэлемент.

Можно придумать большое количество вариантов использования старых бочек для изготовления ветрогенераторов,  например, см следующие две схемы:  а  — из одной бочки, б  — из двух бочек.


Самое сложное — сделать первый шаг. Отметим только, что любой фрагмент бочки — это уже готовая лопасть ветрогенератора, которую даже не нужно изгибать. Соединять их   можно на  винтах — саморезах, болтиках или заклепках.

Нагрузки на детали в небольшом ветрогенераторе не  велики. Вариантов вырезывания лопастей из бочек  и соединения их в пространственные конструкции может быть великое множество — только вопрос фантазии. Бочку можно резать вдоль, поперек и наискосок — кому как нравится. Наличие сварочного аппарата  делает возможности формотворчества неограниченными. Из фрагментов бочки можно построить все известные и новые виды ветро-роторов.

Я бы назвал эти конструкции в шутку бочкогенераторами. Возможно, они не самые совершенные с точки зрения  аэродинамики, но зато — очень простые  в изготовлении. Своего рода игра.

Малогабаритный ветрогенератор может петь  и мигать лампочками, его можно использовать для зарядки аккумуляторов, питания электронных приборов, освещения, подачи и подогрева воды, вентиляции помещений, сушки древесины, аэрации водоёмов и т.д., в местах, удаленных от постоянных источников энергии. Например, — на пастбище, бахче, огороде, полевом стане, на пограничной заставе и т.д.

и т.п. Небольшой ветрогенератор с вертикальным ветроколесом  может быть просто привязан к дереву. Изготовить ветрогенератор  из подручных материалов способен  даже школьник.

Между прочим,  когда  С.И.Мосин  изобретал свою знаменитую трехлинейную винтовку,  с электричеством в нашей стране были большие проблемы. Поэтому  токарный станок, на котором он вытачивал детали винтовки, пририводился  в движение  ветрогенератором. И этот  ветрогенератор знаменитый оружейник построил на крыше собственного дома.

Следует помнить, что ветрогенератор, даже при небольшом ветре,  может нанести своими лопастями   удар большой силы. Всякий движущийся механизм опасен !  Все острые кромки деталей должны быть тщательно притуплены.

В мировой сети огромное количество информации о ветрогенераторах. Мощьность генератора ит.д. Например:

Энергия ветра, альтернативная энергия, ветрогенератор, ветряк своими руками,ветрогенератор своими руками.

Между прочим, бочка отлично плавает, поэтому из нее можно соорудить и плавучий водяной генератор, запустив его в ручье или реке, своего рода микро-гэс, которой не нужна никакая плотина. Но конструктивно это задача несколько сложнее.

Бочкогенератор своими руками,ветрогенератор,ветряк,ветряк своими руками,генератор своими руками,мощность генератора,самодельный ветрогенератор,энергия ветра, втрогенератор своими руками

 

Как построить простейший ветрогенератор за один день из ненужной бочки: бочкогенератор


Каждый, кто хотя бы немного  ходил по парусом, изведал  силу ветра.  Хороший порыв ветра рвет шкот из рук с силой лошади, а легкий швербот буквально  выпрыгивает из воды.  Если же при попутном ветре развернуть  паруса бабочкой, то и не всякий катер за вами поспеет. И никакого керосина, только вода  ворчит  за бортом…

За рубежом уделяется  большое внимание  ветрогенераторам. Сегодня в Европе трудно найти место, из которого не были бы видны их  большие,  медленно вращающиеся пропеллеры. Ветрогенераторы для выработки электроэнергии используются на фермах, в лесхозах, в поселках  и даже в частных домах.

Мало кто знает, но  в нашей стране  в 1913  г существовали  сотни тысяч деревянных ветряных мельниц, а по некоторым данным около  миллиона, от которых,  после  коллективизации, не осталось даже  следов.

Сегодня интерес к ветроагрегатам  появляется и в России. Однако, промышленные ветрогенераторы, а тем более импортные  очень дороги. Государственной поддержки ветроэнергетическим разработкам не существует. Поэтому,  в нашей стране  ветрогенератор  остается заморской диковиной, а увидеть живьем  можно скорее  самодельные ветрогенераторы.

К сожалению, в русском языке  слово «самодеятельность»  приобрело несколько ироничный,  негативный  оттенок. Но самодельщиками,  были,  например,    К.Циолковский,  Г.Форд, С.Королев и, даже, — Б.Гейтс.

Самодеятельность — основа основ  бизнеса в  странах, которые принято теперь называть цивилизованными. Впрочем самодеятельность важна  не только в  бизнесе, но и в общественной жизни, творчестве, благотворительности и т.д.



Тем не менее, постройка даже небольшого ветрогенератора  традиционной конструкции ( с горизонтальной осью вращения пропеллера) — не самая легкая  задача.

Гораздо проще  конструкции ветрогенераторов  с вертикальной осью вращения ветрового колеса и они менее дорогие. Его схема   похожа  на схему классического  анемометра — прибора для измерения скорости ветра, см на фотографии слева.


Этюд на тему бочки

На мой взгляд, легче всего  построить небольшой дешевый ветрогенератор, изготовив  ветроколесо  из легкой  металлической  бочки  — стальной или алюминиевой, например, из под  мебельного лака, клея и т.п.

Бочки  изготавливаются из хорошего металла, имеют  высокую точность и жесткость. Бочки недорогие, а в некоторых местах — например на севере — они вообще ничего не стоят. Для ветрогенератора можно использовать и ненужную пластиковую бочку. В зависимости от потребной мощности ветрогенератора, бочку можно взять емкостью на 50- 100 литров или более. Мощность генератора  увеличивается пропорционально  диаметру и высоте бочки. Можно поставить две -три бочки друг на друга.

Для того, что бы вырезать  простейшее ветряное колесо из бочки, нужна только болгарка, и эта  работа займет   всего несколько минут. На боковой поверхности бочки делают прорези, как показано на рисунке, а затем — аккуратно отгибают  передние  и задние  кромки  лопастей  на нужный угол. Уточнить форму лопастей ветрогенератора можно при помощи киянки.  Количество лопастей ветроколеса может быть различным, от двух  и более. В качестве оси ветроколеса можно использовать, например,  отрезок    трубки или арматуры.



Рисование  чертежа у меня заняло гораздо больше времени, чем изготовление действующего макета ветроколеса. Макет был сделан при помощи острого ножа   из  консервной банки, (которая очень похожа  на  бочку),   и показал неплохие крутильные качества.  Каждый может легко повторить этот опыт и попробовать цилиндрическое ветроколесо в действии.

Снять энергию с вертикального ветроколеса не представляет  сложности, даже без применения сварки  для соединения деталей.   Для передачи энергии можно использовать, например,  велоцепь,  ремень или обрезиненный ролик. В качестве электрогенератора можно использовать, например,  подходящий по мощности микроэлектродвигатель  на постоянных магнитах или готовый велосипедный или мотоциклетный генератор. Можно также смонтировать простейший возбудитель генератора  на постоянных магнитах  прямо на днище бочки  или  на оси ветроколеса. Вертикальная схема ветрогенератора позволяет  без труда  организовать  кривошипный  механизм и обеспечить возвратно-поступательное даижение исполнительного механизма. Например, к  кривошипу можно «привязать»  поршневой или мембранный насос. Не исключается и кулачковая пара , например кулачок-бензонасос, или кулачок и  линейный электрогенератор, т.е. катушка — магнит и т.д. и т.п. Один изобретатель для извлечения электричества недавно  приладил к миниатюрному ветрогенератору  пъезоэлемент.

Можно придумать большое количество вариантов использования старых бочек для изготовления ветрогенераторов,  например, см следующие две схемы:  а  — из одной бочки, б  — из двух бочек.



Самое сложное — сделать первый шаг. Отметим только, что любой фрагмент бочки — это уже готовая лопасть ветрогенератора, которую даже не нужно изгибать. Соединять их   можно на  винтах — саморезах, болтиках или заклепках. Нагрузки на детали в небольшом ветрогенераторе не  велики. Вариантов вырезывания лопастей из бочек  и соединения их в пространственные конструкции может быть великое множество — только вопрос фантазии. Бочку можно резать вдоль, поперек и наискосок — кому как нравится. Наличие сварочного аппарата  делает возможности формотворчества неограниченными. Из фрагментов бочки можно построить все известные и новые виды ветро-роторов.

Я бы назвал эти конструкции в шутку бочкогенераторами. Возможно, они не самые совершенные с точки зрения  аэродинамики, но зато — очень простые  в изготовлении. Своего рода игра.

Малогабаритный ветрогенератор может петь  и мигать лампочками, его можно использовать для зарядки аккумуляторов, питания электронных приборов, освещения, подачи и подогрева воды, вентиляции помещений, сушки древесины, аэрации водоемов и т.д., в местах, удаленных от постоянных источников энергии. Например, — на пастбище, бахче, огороде, полевом стане, на пограничной заставе и т.д. и т.п. Небольшой ветрогенератор с вертикальным ветроколесом  может быть просто привязан к дереву. Изготовить ветрогенератор  из подручных материалов способен  даже школьник.

Между прочим,  когда  С.И.Мосин  изобретал свою знаменитую трехлинейную винтовку,  с электричеством в нашей стране были большие проблемы. Поэтому  токарный станок, на котором он вытачивал детали винтовки, пририводился  в движение  ветрогенератором. И этот  ветрогенератор знаменитый оружейник построил на крыше собственного дома.

Следует помнить, что ветрогенератор, даже при небольшом ветре,  может нанести своими лопастями   удар большой силы. Всякий движущийся механизм опасен !  Все острые кромки деталей должны быть тщательно притуплены.

В мировой сети огромное количество информации о ветрогенераторах. Например:

Посмотреть больше картинок о вертикальных ветрогенераторах

Между прочим, бочка отлично плавает, поэтому из нее можно соорудить и плавучий водяной генератор, запустив его в ручье или реке, своего рода микро-гэс, которой не нужна никакая плотина. Но конструктивно это задача несколько сложнее.

апр 2006


А вот это построил украинский умелец Анатолий Батрак , см. подробное описание конструкции генератора http://rosinmn.ru/sam/baa/baa.htm.

Также развитие этой темы в статье http://alter-power.ru/?p=34, 

Есть еще видео ветряков из бочек:

http://ca.youtube.com/watch?v=RZJ7tWRQy4w&NR=1 — ветряк из двух бочек с автомобильным генератором
http://ca.youtube.com/watch?v=ucfEyMAw8yM&feature=related — он же перед установкой
http://ca.youtube.com/watch?v=9UPe6A_UVPc&feature=related — как сделать не дорогую вертикальную турбину из пластиковой бочки
http://ca.youtube.com/watch?v=KnE_aVFxJQE&feature=related продолжение
и еще варианты
http://ca.youtube.com/watch?v=Rq9N_6j5GjU&feature=related
http://ca.youtube.com/watch?v=3tzQ6Bg8ZDM




Россия напала на Украину!

Россия напала на Украину!

Мы, украинцы, надеемся, что вы уже знаете об этом. Ради ваших детей и какой-либо надежды на свет в конце этого ада –  пожалуйста, дочитайте наше письмо .

Всем нам, украинцам, россиянам и всему миру правительство России врало последние два месяца. Нам говорили, что войска на границе “проходят учения”, что “Россия никого не собирается захватывать”, “их уже отводят”, а мирное население Украины “просто смотрит пропаганду”. Мы очень хотели верить вам.

Но в ночь на 24-ое февраля Россия напала на Украину, и все самые худшие предсказания  стали нашей реальностью .

Киев, ул. Кошица 7а. 25.02.2022

 Это не 1941, это сегодня. Это сейчас. 
Больше 5 000 русских солдат убито в не своей и никому не нужной войне
Более 300 мирных украинских жителей погибли
Более 2 000 мирных людей ранено

Под Киевом горит нефтебаза – утро 27 февраля, 2022.

Нам искренне больно от ваших постов в соцсетях о том, что это “все сняли заранее” и “нарисовали”, но мы, к сожалению, вас понимаем.

Неделю назад никто из нас не поверил бы, что такое может произойти в 2022.

Метро Киева, Украина — с 25 февраля по сей день

Мы вряд ли найдем хоть одного человека на Земле, которому станет от нее лучше. Три тысячи ваших солдат, чьих-то детей, уже погибли за эти три дня. Мы не хотим этих смертей, но не можем не оборонять свою страну.

И мы все еще хотим верить, что вам так же жутко от этого безумия, которое остановило всю нашу жизнь.

Нам очень нужен ваш голос и смелость, потому что сейчас эту войну можете остановить только вы. Это страшно, но единственное, что будет иметь значение после – кто остался человеком.

ул. Лобановского 6а, Киев, Украина. 26.02.2022

Это дом в центре Киева, а не фото 11-го сентября. Еще неделю назад здесь была кофейня, отделение почты и курсы английского, и люди в этом доме жили свою обычную жизнь, как живете ее вы.

P.S. К сожалению, это не “фотошоп от Пентагона”, как вам говорят. И да, в этих квартирах находились люди.

«Это не война, а только спец. операция.»

Это война.

Война – это вооруженный конфликт, цель которого – навязать свою волю: свергнуть правительство, заставить никогда не вступить в НАТО, отобрать часть территории, и другие. Обо всем этом открыто заявляет Владимир Путин в каждом своем обращении.

«Россия хочет только защитить ЛНР и ДНР.»

Это не так.

Все это время идет обстрел городов во всех областях Украины, вторые сутки украинские военные борются за Киев.

На карте Украины вы легко увидите, что Львов, Ивано-Франковск или Луцк – это больше 1,000 км от ЛНР и ДНР. Это другой конец страны. 25 февраля, 2022 – места попадания ракет

25 февраля, 2022 – места попадания ракет «Мирных жителей это не коснется. «

Уже коснулось.

Касается каждого из нас, каждую секунду. С ночи четверга никто из украинцев не может спать, потому что вокруг сирены и взрывы. Тысячи семей должны были бросить свои родные города.
Снаряды попадают в наши жилые дома.

Больше 1,200 мирных людей ранены или погибли. Среди них много детей.
Под обстрелы уже попадали в детские садики и больницы.
Мы вынуждены ночевать на станциях метро, боясь обвалов наших домов.
Наши жены рожают здесь детей. Наши питомцы пугаются взрывов.

«У российских войск нет потерь.»

Ваши соотечественники гибнут тысячами.

Нет более мотивированной армии чем та, что сражается за свою землю.
Мы на своей земле, и мы даем жесткий отпор каждому, кто приходит к нам с оружием.

«В Украине – геноцид русскоязычного народа, а Россия его спасает. «

Большинство из тех, кто сейчас пишет вам это письмо, всю жизнь говорят на русском, живя в Украине.

Говорят в семье, с друзьями и на работе. Нас никогда и никак не притесняли.

Единственное, из-за чего мы хотим перестать говорить на русском сейчас – это то, что на русском лжецы в вашем правительстве приказали разрушить и захватить нашу любимую страну.

«Украина во власти нацистов и их нужно уничтожить.»

Сейчас у власти президент, за которого проголосовало три четверти населения Украины на свободных выборах в 2019 году. Как у любой власти, у нас есть оппозиция. Но мы не избавляемся от неугодных, убивая их или пришивая им уголовные дела.

У нас нет места диктатуре, и мы показали это всему миру в 2013 году. Мы не боимся говорить вслух, и нам точно не нужна ваша помощь в этом вопросе.

Украинские семьи потеряли больше 1,377,000 родных, борясь с нацизмом во время Второй мировой. Мы никогда не выберем нацизм, фашизм или национализм, как наш путь. И нам не верится, что вы сами можете всерьез так думать.

«Украинцы это заслужили.»

Мы у себя дома, на своей земле.

Украина никогда за всю историю не нападала на Россию и не хотела вам зла. Ваши войска напали на наши мирные города. Если вы действительно считаете, что для этого есть оправдание – нам жаль.

Мы не хотим ни минуты этой войны и ни одной бессмысленной смерти. Но мы не отдадим вам наш дом и не простим молчания, с которым вы смотрите на этот ночной кошмар.

Искренне ваш, Народ Украины

Самодельный вертикальный ветрогенератор – черчежи

Самодельные ветрогенераторы становятся с каждым днем все более популярными. Это связано в первую очередь с тем, что современные тенденции приводят к необходимости иметь под рукой альтернативный источник энергии. Не говоря уже о том, что, к примеру, очень многие регионы России не имеют подключения к централизованной энергосети.

Как известно, приобрести уже готовый ветряк достаточно дорого. Хотя такие установки окупают себя с лихвой. Но как же замечательно, если Вы имеете возможность поработать над подобной установкой самостоятельно. Причем, сегодня совершенно не проблематично добыть чертежи самодельного ветрогенератора.



На вопрос о том, как сделать ветрогенератор своими руками мы ответим чуть ниже. Массу предложений от тех, кто занимается наукой на дому, можно встретить на просторах интернета. Можно провести анализ технологий и найти действительно стоящие внимания конструкции.

Ветрогенераторы самодельные вертикальные – выгодно ли это?

Да, это, безусловно, выгодно. Но, стоит учитывать, что среднегодовая скорость ветра не должна быть меньше 4м/с. Удобство и преимущество вертикальных ветряков состоит в том, что они способны работать даже при минимальной скорости ветра.

Вариантов разработки различного рода установок в интернете масса. Но, чтоб найти стоящую, следует пересмотреть достаточно много информации. Очень популярен среди разработчиков самодельный ветрогенератор на постоянных магнитах. В конструкцию такого ветряка входит статор и ротор. Статор состоит из 9-ти катушек, в каждой по 40 витков, диаметр провода – 1,3 мм. Все катушки соединены между собой последовательно. В конструкцию ротора входит 12 магнитов на каждой половине. Это наиболее популярная конструкция, далее, естественно, каждый должен подходить с творческой стороны, тогда и результат будет наилучшим.

 


Дата публикации: 24 октября 2012




Оставить комментарий

Вы должны быть Войти, чтобы оставлять комментарии.

Самодельный ветрогенератор — что думаете?| Сторінка 7 — Электрика и освещение

Может сам ветряк(или солнечная бат. ) может быть условно экономически выгодной, то аккумуляторы сьедают все на свете. Нормальная акб на 100а/ч с макс. сроком службы 10 лет(реально до 5) стоит 3000грн. а их надо десяток(можно и меньше,но ток разряда большой,сдохнет быстрее, потерь больше — не целесобразно), а это 30000грн, это 250грн/мес(реально 500) только на батареи. Расхдный материал — серная кислота и свинец
Реально, по европейской цене(~1.5грн/kwh) сейчас я бы платил за покупную эл.энерг. 350грн
Если найдется способ удешевить накопитель хотябы в 4 раза, то уже будет выгодно, в итоге надо ориентироватся на 1грн/квтч. Инверторы,автоматика — все это не проблем и довольно дешево(особенно для меня — я сам разработчик электроники
заминка в накопителе.

Сам пневмонакопитель выглядит весьма дешевым и эффективным, только КПД у всей системы низкий — уж больно капризная и прожорливая штука — компрессор(любого типа). особенно,если давление 50-100атм. тоже не ахти

Всякие маховики и мех. накопители можно даже не рассматривать, хотя некоторые варианты имеют право на существование (высокооборотные маховики на магнитной подвеске с высокочастотным генератором — т. н. супермаховиковые электромеханические аккумуляторы). даже есть некоторые серийные девайсы

Наработка топлива — самое простое и дешевое — водород, в принципе получается не сложно, а потери на нагрев электролита можно использовать для отопления и гроячей воды. только использовать это топливо(с хорошим КПД) для выработки эл.энергии сложно и дорого (топливные элементы жутко дорогие)

гравитационные — громоздкие, в итоге не дешевле тех же SLA…

Накопление в виде тепла(или простого топлива, типа горючего мусора, говна) тоже не выгодно — малые турбины,стырлинги — все это имеет кпд до 5% и дорого.

Сам думаю чем запитать свой будущий дом, тк подключение к лэп довольно проблематично и тоже не дешево… Прорабатывал даже варианты на ядерном топливе даже при условии, что я достану необх. количество таблеток на основе u-235 по 3кратной цене запасом на 10лет, это выльется мне в $200000-$300000 (опять же из за низкого кпд малых турбин и необходимости критической массы) только на само топливо. запас дизеля на 10лет и то дешевле раз в 20 ) и это без учета всего того гемора с атомной станцией, от обслуживания контуров, до изоляции излучения, чтобы меня не попалили и не посадили по крайней мере за незаконное приобретение ят

 

Ветряная электростанция на заднем дворе — Марка:

Фотограф Ульрих Шмерольд. Перевод с немецкого оригинала Ника Олтмана

Эта статья из Make Vol. 73! Подпишитесь сейчас, чтобы не пропустить ни одну из наших замечательных сборок.

Профессиональные установки ветряных турбин для маломощных установок вокруг дома и во дворе слишком дороги. Если все, что вам нужно, это немного сока для светодиодного освещения или проекта Raspberry Pi Zero, платить тысячи за небольшую ветровую энергетическую систему кажется несоразмерным.И для экспериментов в школе затраты и время также должны быть минимальными — школы часто испытывают нехватку денег. В этой статье мы покажем вам, как построить небольшую ветроэнергетическую установку своими руками из старых велосипедных запчастей и вещей из строительного магазина. Чуть больше, чем ветерок, он может обеспечить мощность около 1 Вт. Этого достаточно для зарядки небольшой батареи, так что у вас все еще будет питание, когда все спокойно.

Этот небольшой ветряк является скорее экспериментом, который научит вас основам; он не обеспечит вам 100-процентную надежную мощность.Здесь нет чудес! Также остерегайтесь сильных ветров и штормов: эта машина не рассчитана на такую ​​погоду и, скорее всего, сломается. Вы должны защитить его от такого потенциального повреждения, так как летящие обломки могут нанести травму.

В отличие от типичных трехлопастных коммерческих ветряных турбин, мы используем вертикальный вал ротора. Это устраняет необходимость отслеживания направления ветра и оставляет нам очень простую конструкцию. По сути, это просто вертикально установленное велосипедное колесо с динамо-втулкой.Для лопастей ротора мы используем восемь «полутрубок», вырезанных из дешевого пластика (ПВХ) водосточной трубы, вертикально прикрепленных к ободу.

Наша турбина начнет вращаться, как только скорость ветра достигнет 2 баллов по шкале Бофорта или 5 миль в час. При сильном ветре со скоростью 20 миль в час или 5 баллов по шкале Бофорта (см. таблицу преобразования ниже) он обеспечивает выходную мощность около 1 Вт (мы измерили 147 мА при 6,7 В).

Шкала скорости ветра, которую мы используем сегодня, восходит к 18 веку. Первоначально это было сделано для описания воздействия на лопасти ветряных мельниц.Британский мореплаватель сэр Фрэнсис Бофорт (1774–1857) отнюдь не был первым, кто опубликовал такую ​​шкалу; его работа произошла от работы инженера-строителя Джона Смитона (1759 г.) и географа / гидрографа Александра Далримпла (1790 г.). Еще более ранние шкалы были созданы астрономом Тихо Браге (1582 г.), ученым-эрудитом Робертом Гуком (1663 г.) и торговцем, бунтовщиком, шпионом и писателем Робинзона Крузо Даниэлем Дефо (1704 г.). Но с 1829 года Бофорт, назначенный гидрографом Британского адмиралтейства, делился своими масштабами со всеми заинтересованными сторонами. С тех пор шкала Бофорта стала стандартом. (Источник: Википедия, en.wikipedia.org/wiki/шкала Бофорта)

Начнем с сборки роторно-генераторной установки. Вы будете использовать мачту, сделанную из стальной водопроводной трубы, вероятно, закрепленную в земле с помощью залитого бетона. Проверьте местные требования к фундаменту и высоте мачты и отрегулируйте их соответствующим образом. В зависимости от местных условий вам также может понадобиться закрепить мачту с помощью проволочных тросов.

1. Отрежьте лопатки турбины

Мы использовали тонкостенную дренажную трубу из ПВХ для изготовления лопаток турбины ( Рисунок A ).В Германии, где мы живем, этот материал оранжевый; в Северной Америке это обычно белый цвет.

Рисунок B

С помощью лобзика вы можете вырезать 4 лезвия из трубы длиной 6 футов или 2 м ( Рисунок B ). Всего нам понадобится 8 лезвий. Постарайтесь разрезать трубу точно по центру — в идеале все лезвия должны быть одинакового веса.

2. Прикрепите лопасти к генератору

. Рисунок C

В качестве генератора мы используем велосипедное колесо (обод), оснащенное динамо-втулкой ( Рисунок C ). Лучше всего подходят ободья из алюминия, так как их можно легко просверлить.Если вы берете детали с подержанного велосипеда, обязательно снимите шину, внутреннюю камеру и все тормозные диски.

Рисунок D

Прикрепите 8 лопастей турбины, как показано, используя по 2 винта, гайки и большие шайбы, равномерно разместив их (попробуйте сосчитать спицы) и отцентрировав их на ободе ( Рисунок D ).

3. Сделать мачту

Рисунок E

Изготовьте мачту из водопроводной трубы из оцинкованной стали с резьбой на обоих концах ( Рисунок E ). Просверлите отверстие диаметром 9 мм в торцевой крышке и затяните гайку ступицы на оси велосипедного колеса, чтобы прикрепить колесо к крышке (, рис. F ниже).Как только мачта будет надежно закреплена в земле (!), вы можете привинтить к мачте колпачок.

Рисунок F

Для возведения мачты может пригодиться резьба на другом конце. Вы можете надеть на него соответствующий тройник и заключить тройник в бетонный блок, который вы зальете землей. Бетон должен быть достаточно тяжелым, чтобы поддерживать и закреплять турбину, и должен быть прочно закреплен в земле. Затем, когда надвигается шторм, вы можете просто отвинтить мачту от бетонного блока и перенести турбину в безопасное место.

Не допускайте ошибки, недооценивая силы, создаваемые ветром. Они растут пропорционально кубу (третьей степени) скорости ветра! При необходимости растяните мачту тросами.

4. Соберите электронику

Рисунок G

Наше устройство предназначено для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора с помощью тока, генерируемого динамо-машиной ( Рисунок G ). Динамо-втулка вырабатывает переменный ток, который мы преобразуем в пульсирующий постоянный ток с помощью мостового выпрямителя.Чтобы его сгладить, пульсирующий постоянный ток подается на два электролитических конденсатора емкостью 2200 мкФ (микрофарад).

Затем сглаженный постоянный ток передается на повышающе-понижающий преобразователь (около 10 долларов на eBay), который мы будем использовать в качестве регулятора заряда. Это преобразует любое входное напряжение от 1,25 В до 30 В в регулируемое постоянное выходное напряжение. Мы установим выход преобразователя на 0,7 вольта выше конечного зарядного напряжения нашей батареи (компенсируя прямое напряжение диода). Диод 1N4007 необходим для предотвращения обратного тока от батареи к преобразователю.

Например, 6-вольтовая свинцово-кислотная батарея имеет зарядное напряжение 7,2 вольта. Добавляя прямое напряжение диода 0,7 В, преобразователь должен быть настроен на выходное напряжение 7,9 В.

Ваша электрическая нагрузка (все, что будет потреблять энергию, например светодиодная лампа) будет подключена к выходу батареи. Имейте в виду, что нагрузка должна выдерживать выходное напряжение, установленное для преобразователя. В то время как сам генератор может обеспечить только небольшое количество тока, батарея может выдавать несколько ампер. В случае короткого замыкания последствия могут быть плачевными (пожароопасно). Чтобы предотвратить несчастные случаи, вам необходимо соответствующим образом защитить любую цепь, которую вы подключаете к аккумулятору.

С собранной электроникой вы готовы привести свою установку в действие ветром! Наслаждайтесь новыми возможностями владельца ветряной турбины.

Эта ветряная турбина задумана как эксперимент, недорогая практическая демонстрация принципа работы ветряной турбины, например, в школьной среде. Он не предназначен для того, чтобы выдерживать сильный ветер или сильный шторм.Когда он не используется или когда скорость ветра превышает 6 баллов по шкале Бофорта, его следует демонтировать.

Велосипедное колесо и крепления лопастей ротора не рассчитаны на постоянную работу, особенно при сильном ветре. Мы рекомендуем вам предпринять собственные шаги по укреплению этой конструкции, если вы хотите сделать ее постоянной. (Тем не менее, конструкция оказалась более устойчивой, чем ожидалось. Я все время оставлял ее в саду, в любую погоду. Только когда не выдержала тросовая стяжка, мачта опрокинулась и одно лезвие разрушилось.)

Вы управляете ветряной турбиной? Мы хотели бы услышать от вас по адресу [email protected] (отправьте нам фотографии и спецификации, пожалуйста). Мы включим ваш вклад в будущий отчет.

В 2006 году поселенцы из Нью-Мексико Эйб и Джози Конналли написали отличные инструкции в Make: Volume 05 по сборке ветрогенератора Chispito из трубы ПВХ и старого двигателя беговой дорожки. Три года спустя Джон Эдгар Парк построил проект национального телевидения для PBS Make: TV.

Chispito по-прежнему популярен сегодня — Эйб и Джози позже разместили проект на Instructables, где он собрал сотни комментариев, и на своем собственном сайте velacreations.com, где они документируют всевозможные замечательные автономные проекты DIY. Их солнечная сушилка для пищевых продуктов, улей с верхней перекладиной и земляные полы также были представлены в Make: .

Поднятый на мачте высотой 10–30 футов, Chispito будет генерировать 84 Вт энергии при скорости ветра 30 миль в час; обязательно следуйте обновленным инструкциям по формовке лезвий на velacreations.ком / чиспито.

Иллюстрация Тима Лиллиса

Другие проекты ветроэнергетики

Эта гениальная стена может использовать энергию ветра, достаточную для покрытия вашего электричества.

Использование энергии ветра скоро станет легкой задачей. Сегодня большая часть нашей ветровой энергии поступает от крупных ветряных электростанций, расположенных на холмистой местности и продуваемых ветрами побережьях. Плавучие ветряные электростанции также появляются в более глубоких водах, где ветер сильнее. Но что, если бы мы могли строить ветряные турбины в наших городах, прямо здесь, на наших собственных дворах? Не высокие и громоздкие столбы с огромными вращающимися лопастями, а новый тип ветряной турбины — такой, который можно было бы спрятать на виду и легко принять за стену?

Американский дизайнер и предприниматель Джо Дусе создал такой концепт, и он выглядит как кинетическая арт-инсталляция. Стена его ветряной турбины состоит из сетки квадратных стекол, вращающихся одновременно по 25 осям. Точный размер и формат не высечены на камне, поэтому варианты этой стены можно использовать в любом месте с приличным пролетом, например, на обочине шоссе или заборе вокруг здания. Другими словами, это может сделать ветряные электростанции еще более распространенными — не только в океане, но и на суше.

[Изображение предоставлено Joe Doucet] В текущей версии стена состоит из 25 готовых генераторов ветряных турбин (средняя часть, вокруг которой вращаются лопасти).Они прикреплены к 25 вертикальным стержням с прикрепленными к ним квадратными панелями. Прямо сейчас стена имеет высоту 8 футов и ширину 25 футов, но концепцию можно масштабировать. «У вас могут быть 25-футовые стержни, покрытые целыми зданиями», — говорит Дусе. Единственной проблемой будет правильное соотношение веса, поэтому, чтобы сделать его легче, Дусе предлагает каркас из алюминия, который затем можно обшить любым легким материалом.

В последние годы энергия ветра стала одним из самых популярных источников возобновляемой энергии в США.По прогнозам, к 2027 году рынок ветровой энергии превысит 180 миллиардов долларов, и только на прошлой неделе администрация Байдена объявила о своих планах построить все побережье США ветряными электростанциями. «Есть много причин, по которым ветряные электростанции находятся в океане», — говорит Дусе. «Это массивные башни; вы не увидите их разбросанными по городу». Справедливости ради следует отметить, что многие ветряные электростанции находятся в океане или вдоль побережья, потому что это самые ветреные места, которые не загорожены зданиями или другими признаками городской жизни.

Но это не значит, что города не подвержены сильным ветрам. В Бостоне, например, ветры были настолько сильными, что в 2016 году они опрокинули вековую 8-футовую статую Бенджамина Франклина. Традиционная ветряная электростанция не работала бы в Бостоне. Однако массив стен ветряной турбины может помочь.

Дусе создал прототип одиночного спиннинга и на его основе провел моделирование. Среднегодовое потребление электроэнергии для американского дома составляет немногим более 10 000 киловатт-часов в год.Одной из этих стен было бы достаточно. Но где Дусе видит истинный потенциал, так это в крупных коммерческих зданиях и даже в городах. «Вместо типичных подпорных стен вдоль дорог и автомагистралей у вас будет множество таких», — говорит Дусе, который говорит, что ведет переговоры с несколькими производителями, чтобы помочь ему вывести продукт на рынок. «Благодаря дополнительному ветровому ускорению от грузовиков наши автомагистрали могли бы позаботиться обо всех наших потребностях в энергии».

Когда-нибудь в ближайшем будущем любое место с достаточным пролетом для 25-футовой стены может стать потенциальным источником энергии. «В городских районах не так много солнечного света, чтобы солнечная энергия работала, — говорит Дусе. «Ветер есть всегда».

Будет ли ветряная турбина никогда не генерировать столько энергии, сколько стоит ее построить?

Джон Гринберг, PolitiFact.com | Austin American-Statesman

Ветроэнергетика Техаса опережает всю страну и часть мира

Путь Техаса к превращению в ветряную электростанцию ​​может стать картой для многих штатов США, располагающих значительными ветровыми ресурсами.

USA TODAY

Вирусное изображение: Говорит, что ветряная турбина «никогда не сможет генерировать столько энергии, сколько было вложено в ее строительство.

Рейтинг PolitiFact: Ложь

Вот почему: Ветряные электростанции являются основой американской стратегии борьбы с изменением климата. В настоящее время они производят более 8 % электроэнергии в стране, и ожидается, что их объем производства почти удвоится в течение следующего десятилетия.

Пост в Facebook расценивает ветер как проигрышное предложение.

«Ветряная мельница может вращаться до тех пор, пока не развалится, и никогда не будет генерировать столько энергии, сколько было затрачено на ее строительство», — говорится в версии сообщения от 16 сентября.Это квалифицируется как заявление о зомби. В 2019 году мы нашли более раннюю версию False, но она снова ходит.

Проверка фактов: Байден сказал, что повышение лимита долга обычно является двухпартийным. Это правильно?

Изображение завершается поразительной фотографией горящего ветряного двигателя (это связано с пожаром в марте 2020 года в Техасе) и содержит некоторые подробности.

«Двухмегаваттная ветряная мельница состоит из 260 тонн стали, для которой требуется 300 тонн железной руды и 170 тонн коксующегося угля, которые добываются, транспортируются и производятся за счет углеводородов», — говорится в сообщении.(Мы исправили несколько опечаток в тексте.)

Пост неверный. От строительства до сноса окупаемость энергии ветряной мельницы может быть меньше года. Самая высокая оценка, которую мы нашли, была чуть меньше шести лет.

Яркая цитата

Цифры в посте взяты из сборника эссе 2009 года об изменении климата и Канаде. Дж. Дэвид Хьюз, геолог из Геологической службы Канады, писал об общем пакете энергии для ветряных турбин, перспектива, которая включала, сколько энергии требуется для создания турбины, а не только энергии, которую она производила, когда она работала.

«Вопрос в том, как долго ветряная мельница должна генерировать энергию, прежде чем она выработает больше энергии, чем потребовалось для ее постройки?» Хьюз написал.

В центре внимания Хьюза была необходимость размещения турбин в местах, где дует ветер.

«На хорошем ветряном объекте день окупаемости энергии может наступить через три года или меньше», — написал Хьюз. «В плохом месте окупаемость энергии может быть никогда».

Проверка фактов: Содержит ли инфраструктурный план Байдена налог на имущество в размере 3%?

Сообщение в Facebook пропустило это предложение и перешло к предупреждению Хьюза о том, что в неправильном месте ветряная мельница «может вращаться до тех пор, пока не развалится, и никогда не будет генерировать столько энергии, сколько было затрачено на ее строительство. (Здесь есть логическая разбивка: если турбина вращается, значит, дует ветер, и турбина производит энергию.)

Кроме того, за последние 10 лет технология ветряных турбин сильно изменилась, поскольку инженеры разработали больше

Энергетическая история жизненного цикла ветряной мельницы

На протяжении десятилетий исследователи оценивали все этапы преобразования ветра в электричество.Исследование за исследованием показывают, что, когда все сказано и сделано, правильно расположенная турбина дает положительный результат.

Исследование датских инженеров, проведенное в 2016 году, рассмотрело наземные и морские турбины и написало: «Было обнаружено, что время окупаемости энергии для всех технологий составляет менее 1 года».

 Группа инженеров в Техасе выполнила аналогичную работу и сообщила, что «срок окупаемости выбросов CO2 и потребления энергии составляет от 6 до 14 и от 6 до 17 месяцев», при этом окупаемость наземных сооружений короче.

Изготовление ветряной турбины состоит из многих этапов. Сырье нужно добывать, эти материалы нужно превращать в роторы и башни, а эти части нужно доставлять. Требуется энергия, чтобы установить турбину, и немного энергии, чтобы привести ее в действие. И в самом конце — через 20–30 лет — его приходится демонтировать и утилизировать.

Проверка фактов: Виновны ли демократы в росте государственного долга?

Исследования показывают, что до 86 % всей энергии выделяется на этапе производства, хотя некоторые исследования выявили более низкий процент.Есть несколько ключевых переменных, в том числе срок службы ветряной турбины — производственные затраты учитываются, и чем дольше работает турбина, тем на большее количество лет распределяются эти затраты. Еще одна ключевая переменная — ветер. Турбины могут иметь прогнозируемую мощность, но ветер определяет то, что происходит на самом деле.

В одном исследовании 2019 года инженеры Техасского университета в Арлингтоне учитывали скорость ветра на работающей ветровой электростанции в Техасе с 200 турбинами. В нем подробно изучалась энергия, необходимая для перемещения компонентов турбины из Испании, где они были произведены, на ветряную электростанцию ​​Lone Star недалеко от Абилина.Он также измерял энергию, необходимую для доставки сырья на фабрики в Испании, где производилось производство. Ветер на ветряной электростанции Lone Star меняется, и исследователи использовали эти данные, чтобы определить фактическую среднюю скорость ветра в течение года.

Они подсчитали, что турбина, которая проработает 20 лет, полностью окупится менее чем за шесть лет.

Наше решение

В вирусном изображении говорилось, что ветряная турбина «никогда не сможет генерировать столько энергии, сколько было вложено в ее строительство.»

Претензия выбрала цитату из книги и исказила ее смысл.

Каждое исследование жизненного цикла ветряных турбин обнаруживает, что они производят больше энергии, чем требуется для их производства. Большинство анализов оценивают период окупаемости энергии примерно в в год или около того. Самая консервативная оценка из реальной жизни, которую мы нашли, показала, что ветряные турбины в Техасе произвели больше электроэнергии, чем потребовалось для их постройки примерно за шесть лет.

пост, сент.19 марта 2021 г.

Facebook, пост, 16 сентября 2021 г.

Новости Сан-Патрицио, Пожар ветряной турбины в выходные дни оставляет больше вопросов, чем ответов в отношении общественной безопасности, 10 марта 2020 г.

Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, Согласование LCA ветровой энергии, июнь 2013

Чистая энергия. Сравнительный анализ жизненного цикла высоких наземных стальных башен ветряных турбин, март 2020 г.

Прикладная энергетика.15, 2016

Устойчивое развитие, воздействие на окружающую среду наземных и морских ветряных электростанций в течение жизненного цикла в Техасе, 21 мая 2018 г. след ветряной турбины?, 30 июня 2021 г.

Чистые технологии и экологическая политика, Всесторонняя оценка жизненного цикла крупных ветряных турбин в США, 20 февраля 2019 г.

Возобновляемая энергия, Мета-анализ чистого возврата энергии для ветра Power Systems, январь 2010 г.

Carbon Shift, Томас Гомер-Диксон и Ник Гаррисон, Penguin Books, 2009 г.

Reuters, проверка фактов — мем, утверждающий, что ветряные турбины неэффективны, эксперт по неверным цитатам, октябрь 2010 г.7, 2021

PolitiFact, Нет, профессор не говорил, что ветряная мельница «никогда не будет генерировать» энергию, затраченную на ее строительство, 12 апреля 2019 г.

Энергия ветра! Проектирование ветряной турбины — задание

(3 рейтинга)

Быстрый просмотр

Уровень: 4 (3-5)

Необходимое время: 1 час 45 минут

(можно разделить на два сеанса по 50 минут)

Расходные материалы Стоимость/группа: 4 доллара США. 00

Размер группы: 2

Зависимость от активности: Нет

Связанное дождевание: Энергия ветра (для неформального обучения)

предметных областей: Измерение, физика, наука и техника

Ожидаемые характеристики NGSS:


Поделиться:

Резюме

Учащиеся узнают, как инженеры преобразуют энергию ветра в электрическую, строя свои собственные миниатюрные ветряные турбины и измеряя производимый ими электрический ток. Они исследуют, как дизайн и расположение влияют на производство электроэнергии. Эта учебная программа по инженерному делу соответствует научным стандартам следующего поколения (NGSS).

Инженерное подключение

Инженеры разрабатывают ветряные турбины, чтобы извлечь выгоду из ветра как чистого, возобновляемого и надежного источника выработки электроэнергии. Энергия ветра предлагает жизнеспособную, экономичную альтернативу традиционным электростанциям во многих районах страны.Концепция ветра может также производить энергию в других приложениях, таких как, например, турбокомпрессор, который представляет собой компрессор, используемый в автомобильных или реактивных двигателях внутреннего сгорания для увеличения выходной мощности. Компрессор увеличивает количество воздуха и топлива, поступающих в двигатель, потому что чем больше воздуха может всасывать и сжигать автомобиль, тем больше мощности он может выдать. Этот увеличенный воздушный поток (ветер) можно отнести к генераторам ветряных турбин. Фактически, турбонагнетатель включает в себя турбину, которая приводит в действие компрессор, используя отработанную энергию выхлопных газов.

Цели обучения

После этого задания учащиеся должны уметь:

  • Описать преобразования энергии, происходящие в ветровой турбине.
  • Опишите, как инженеры строят ветряную турбину.
  • Объясните, как конструкция и расположение ветряной турбины влияет на вырабатываемую ею электроэнергию.

Образовательные стандарты

Каждый урок или занятие TeachEngineering связано с одной или несколькими науками K-12, технологические, инженерные или математические (STEM) образовательные стандарты.

Все более 100 000 стандартов K-12 STEM, включенных в TeachEngineering , собираются, поддерживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www. achievementstandards.org).

В ASN стандарты структурированы иерархически: сначала по источнику; напр. по штатам; внутри источника по типу; напр. , естествознание или математика; внутри типа по подтипу, затем по классам, и т. д. .

NGSS: научные стандарты следующего поколения — наука
Ожидаемая производительность NGSS

4-ПС3-4. Применяйте научные идеи для разработки, тестирования и усовершенствования устройства, преобразующего энергию из одной формы в другую.(4 класс)

Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату
Это занятие сосредоточено на следующих аспектах трехмерного обучения NGSS:
Научная и инженерная практика Ключевые дисциплинарные идеи Концепции поперечной резки
Применение научных идей для решения проблем дизайна.

Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

Энергия также может передаваться с места на место с помощью электрических токов, которые затем можно локально использовать для создания движения, звука, тепла или света. Токи могли быть созданы для начала путем преобразования энергии движения в электрическую энергию.

Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

Выражение «производить энергию» обычно относится к преобразованию накопленной энергии в желаемую форму для практического использования.

Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

Возможные решения проблемы ограничены доступными материалами и ресурсами (ограничения). Успех спроектированного решения определяется учетом желаемых характеристик решения (критериев). Различные предложения решений можно сравнивать на основе того, насколько хорошо каждое из них соответствует заданным критериям успеха или насколько хорошо каждое из них учитывает ограничения.

Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

Энергия может передаваться различными способами и между объектами.

Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

Инженеры улучшают существующие технологии или разрабатывают новые.

Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

Большинство ученых и инженеров работают в командах.

Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

Наука влияет на повседневную жизнь.

Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

Общие базовые государственные стандарты — математика
Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология
  • Студенты будут развивать понимание атрибутов дизайна.(Оценки К — 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Студенты будут развивать понимание инженерного проектирования.(Оценки К — 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Студенты будут развивать понимание отношений между технологиями и связей между технологиями и другими областями обучения.(Оценки К — 12) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Энергия приходит в разных формах.(Оценки 3 — 5) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

  • Инструменты, машины, продукты и системы используют энергию для выполнения работы.(Оценки 3 — 5) Подробнее

    Посмотреть согласованную учебную программу

    Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

ГОСТ Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Список материалов

Каждой группе нужно:

  • маленький игрушечный двигатель постоянного тока; доступно онлайн
  • 2 отрезка тонкого электрического провода с зажимами типа «крокодил», каждый длиной около 50 см или 20 дюймов
  • резинка
  • жесткая линейка
  • пробка цилиндрической формы диаметром не менее 2 см или ¾ дюйма; альтернатива пробке: шарик из пенопласта
  • 4 скрепки
  • скотч
  • ножницы
  • 4 куска картона, каждый 3 x 5 см
  • (дополнительно) защитные очки или очки
  • Рабочий лист ветряной турбины, по одному на команду

Для всего класса:

Рабочие листы и вложения

Посетите [www.Teachengineering.org/activities/view/cub_energy2_lesson07_activity2] для печати или загрузки.

Больше учебных программ, подобных этому

Введение/Мотивация

Вы когда-нибудь чувствовали сильный ветер? Каково это? Вы когда-нибудь чувствовали, как его обдувает ветер? Ветер может выполнять работу за нас, перемещая предметы. Иногда мы не хотим, чтобы ветер двигал вещи, например, когда он разносит наши бумаги, и нам приходится их поднимать.Но иногда мы хотим, чтобы ветер двигал вещи вместо нас. Например, когда ветер приводит в движение лопасти ветряной турбины (машины, которая преобразует движущуюся энергию ветра в механическую энергию и в электрическую энергию ), турбина производит некоторую полезную энергию (в виде электричество).

Давайте поговорим о том, что происходит, чтобы получить электричество из ветра. Прежде всего, чтобы преобразовать энергию ветра в электричество, лопасти ротора вращают ступицу (в центре) турбины .Внутри турбины находится электрический генератор , представляющий собой вращающуюся машину, которая обеспечивает электрическую мощность напряжением и током. Вращающееся действие ступицы вращает магнит внутри катушки с проволокой в ​​генераторе, производя электричество.

Турбина — это, по сути, двигатель, соединенный в обратном направлении. Вместо того, чтобы подключать батарею к двигателю, чтобы заставить что-то двигаться, к двигателю подключается ветряная турбина, и ее движение генерирует электричество. Вы можете измерить, сколько электроэнергии (напряжения) вырабатывается с помощью вольтметра .

Инженеры проектируют ветряные турбины, которые превращают кинетическую энергию ветра (движения ветра) в механическую или электрическую энергию.

Итак, когда лучше всего работает ветряк? Мощность, производимая ветряным двигателем, зависит от высоты над уровнем моря, скорости ветра и температуры воздуха. Ветряным турбинам требуется скорость ветра не менее 15 километров (9 миль) в час для небольших ветряных турбин и 21 километр (14 миль) в час для турбин коммунального масштаба. Ветряные турбины лучше всего размещать в районах со скоростью ветра 26-32 км/ч (16-20 миль/ч) с ветряком на высоте 50 метров (55 ярдов).Это довольно высоко. Чем больше скорость ветра, тем больше энергии вырабатывается. Подумайте об этом: когда ветер дует сильнее, эти бумаги движутся еще быстрее. Если скорость ветра удваивается, мощность, доступная для ветряной турбины, увеличивается в восемь раз. Это означает, что мощность удваивается, удваивается и снова удваивается!

Сегодня мы собираемся действовать так, как будто мы инженеры, и создавать небольшие ветряные турбины, которые преобразуют энергию ветра, подключенную к двигателю, в электрическую энергию (напряжение). Затем мы измерим, как скорость ветра влияет на наши маленькие ветряные турбины.Это поможет нам понять, что нужно знать инженерам при проектировании и размещении ветряных турбин в лучших местах.

Процедура

Перед занятием

  • Полезно заранее построить и испытать ветряную турбину, чтобы использовать ее в качестве примера.
  • Соберите материалы и сделайте копии рабочего листа ветряной турбины.
  • Подсоедините провода к двигателям постоянного тока.
  • Установите испытательную станцию ​​с вольтметром и источником ветра (вентилятор или фен), где команды могут по очереди измерять мощность своих ветряных генераторов.
  • Проверка правильности работы двигателей и вольтметров.

Со студентами

  1. Разделите класс на команды по два ученика в каждой. Обеспечьте каждую команду материалами и рабочим местом.
  2. Подчеркните меры предосторожности. Учащиеся никогда не должны касаться оголенного или оголенного металла в цепи, вырабатывающей электричество.
  3. Предложите учащимся с помощью резиновой ленты прикрепить электродвигатель к линейке так, чтобы вал двигателя располагался на конце линейки (см. рис. 1).Линейка служит площадкой для ветряка.

Рис. 1. Схема занятия: прототип ветряной турбины, подключенный к вольтметру. Copyright

Copyright © 2005 Малинда Шефер Зарске, Программа ITL, Инженерный колледж, Колорадский университет в Боулдере

  1. Выпрямите нижнюю часть каждой из четырех скрепок.
  2. Вырежьте четыре куска картона размером 3 х 5 см. С помощью скотча плотно прикрепите кусок картона к каждой скрепке.
  3. Вставьте выпрямленную часть каждой скрепки в изогнутые стороны пробки, чтобы получились четыре лопасти турбины.Убедитесь, что лезвия равномерно распределены вокруг пробки.
  4. Вставьте пробку в вал двигателя. Убедитесь, что стержень входит точно в центр пробки.
  5. Поверните лезвие в пробке так, чтобы оно находилось под углом 45º к плоской плоскости края линейки. Вы завершили работу над ветряной турбиной!
  6. В группах попросите учащихся принести свои ветряные турбины на испытательную станцию.
  7. Для одной команды используйте зажимы типа «крокодил», чтобы прикрепить свободные концы проводов к вольтметру постоянного тока. Пока вы ждете, попросите другие команды поработать над рабочим листом.
  8. Начните с размещения ветряной турбины примерно в 30 см (12 дюймов) от источника ветра (вентилятора или фена). Отрегулируйте расстояние в зависимости от силы источника ветра.
  9. Включите источник ветра и измерьте производимое напряжение. Запишите в рабочий лист.
  10. Повторите с ветряком на разном расстоянии от источника ветра.
  11. Попросите членов команды вместе заполнить рабочий лист.
  12. После того, как все команды выполнили свою очередь на тестовой станции и заполнили свои рабочие листы, завершите обсуждение в классе. Опишите движение энергии в вашем генераторе, начиная с ветра и заканчивая вольтметром. Просмотрите результаты и наблюдения каждой команды. Выдавала ли конструкция турбины какой-либо команды большее напряжение на одном и том же расстоянии по сравнению с остальными? Кто-нибудь регулировал угол наклона лезвий? Что это сделало? Что происходило, когда вы перемещали ветряную турбину ближе или дальше от источника ветра? Как вы могли бы изменить конструкцию или расположение турбины, чтобы лучше улавливать ветер и производить больше напряжения? Какие факторы могут учитывать инженеры, решая, где разместить ветряной генератор или ветряную электростанцию?

Словарь/Определения

электрическая энергия: электрическая энергия существует, когда заряженные частицы притягиваются или отталкиваются друг от друга.Телевизоры, компьютеры и холодильники используют электрическую энергию.

Энергия: способность выполнять работу.

генератор: устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую.

ступица: центральная часть колеса, вентилятора или пропеллера.

кинетическая энергия: энергия движения. Например, волчок, падающий объект и катящийся мяч обладают кинетической энергией. Движение, если ему противодействует сила, действительно работает.Ветер и вода обладают кинетической энергией.

механическая энергия: механическая энергия — это энергия, которую можно использовать для совершения работы. Это сумма кинетической и потенциальной энергии объекта.

потенциальная энергия: Потенциальная энергия — это энергия, накопленная объектом в результате его положения. Американские горки на вершине холма обладают потенциальной энергией.

возобновляемая энергия: Энергия, полученная из источников, которые можно регенерировать.Источники включают солнечную энергию, ветер, геотермальную энергию, биомассу, океан и воду.

ротор: вращающаяся часть электрического или механического устройства.

турбина: Машина, в которой кинетическая энергия движущейся жидкости преобразуется в механическую энергию за счет вращения ряда лопаток, лопастей или лопастей на роторе.

вольтметр: прибор, измеряющий силу электродвигателя в единицах, называемых вольтами.

ветряная турбина: машина, преобразующая движущуюся энергию ветра в механическую и/или электрическую энергию.

Оценка

Предварительная оценка

Мозговой штурм: Предложите учащимся открыто обсудить, как можно использовать ветер в качестве источника энергии. Напомните им, что никакая идея или предложение не является «глупой». Все идеи должны быть выслушаны с уважением. Запишите их идеи на классной доске.

Встроенная оценка деятельности

Рабочий лист: Попросите группы учащихся записать свои измерения и наблюдения в рабочий лист ветряной турбины.Просмотрите их ответы, чтобы оценить их мастерство в предмете.

Оценка после активности

Вопрос/ответ: Спросите учащихся и обсудите в классе:

  • Когда можно использовать энергию ветра? (Ответ: Ветер должен иметь достаточно большую скорость.)
  • Почему инженеры могут быть заинтересованы в развитии ветроэнергетики? (Ответ: ветер — это возобновляемый источник энергии. Энергия ветра не производит парниковых газов и не загрязняет окружающую среду. Использование энергии ветра снижает потребление невозобновляемых ископаемых видов топлива.)
  • Почему большие ветряки часто располагаются на холмах? (Ответ: Скорость ветра больше высоко над землей.)
  • Если мы снимем двигатель с ротора ветряной турбины, мы не сможем производить электричество, но мы все равно сможем выполнять работу с помощью нашего ветряка. Какую работу мы могли бы сделать? (Ответ: Мы могли бы выполнять механическую работу, заставляя лопасти ветряной мельницы двигаться.)

Задача инженера Вопрос: Попросите учащихся подумать над следующей задачей инженерного проектирования.Предложите им обсудить свои ответы в группах и поделиться своими мыслями с классом.

  • Домовладелец хочет использовать ветряк для электроснабжения своего дома, но рядом с домом нет холмов. Где инженер мог разместить ветряную турбину? (Ответ: Как можно выше, например, на столбе над крышей или на отдельной конструкции, которая поднимает его очень высоко в воздух.)

Вопросы безопасности

  • Подчеркните меры предосторожности.Учащиеся никогда не должны касаться оголенного или оголенного металла в цепи, вырабатывающей электричество.
  • Напомните учащимся, чтобы они ничего не подносили, в том числе руки, к ветряной турбине или вентилятору, когда он вращается.

Советы по устранению неполадок

Перед занятием проверьте двигатели и вольтметры, чтобы убедиться, что они работают правильно.

Если задание не работает, попробуйте следующий вариант: прикрепите двигатель постоянного тока к колесу.Клейкая лента 2 Эскимо прилипает к колесу, образуя прямую линию. Приклейте клейкой лентой прямоугольный кусок картона к каждой палочке от мороженого под таким углом, чтобы он вращался, когда мимо него дует ветер. Прикрепите двигатель к линейке, которая будет служить ручкой.

Если время ограничено, ускорьте работу, подключив два вентилятора, чтобы обеспечить две испытательные станции.

Расширения деятельности

Предложите учащимся создать свои собственные наборы лезвий, варьируя размер, форму, материал и количество.Попросите учащихся прикрепить эти новые лопасти к двигателю и отрегулировать их под разными углами, чтобы получить максимальное напряжение. Попросите их записать свои переменные и результаты в диаграмму данных, которую они создадут во время занятия. Предложите учащимся поделиться своими проектами и сравнить их, представив классу краткие инженерные отчеты.

Узнайте, как скорость ветра влияет на количество электроэнергии, производимой за счет изменения скорости вращения вентилятора.

Исследуйте Живую Лабораторию Возобновляемой Энергии для измерения реального ветра, систем сбора энергии и реальных данных.См.: http://www.teachengineering.org/livinglabs/

.

Масштабирование активности

  • Для младших классов подготовьте установку двигателя. Просто попросите учеников сделать лезвия на скрепках и вдавить их в пробку. Помогите учащимся измерить напряжение, генерируемое их ветряными турбинами.
  • Для старшеклассников попросите учеников построить график зависимости напряжения, создаваемого вентилятором, от расстояния до вентилятора. Предложите учащимся решить проблемы с электроэнергией в Wind Power! Рабочий лист по математике.

использованная литература

Поддержите ветер и боритесь с глобальным потеплением! Чистый воздух-холодная планета . По состоянию на 20 октября 2005 г. (Хорошие фотографии первой крупной ветряной турбины коммунального масштаба, установленной в индейской резервации Роузбад-Сиу) http://www.cleanair-coolplanet.org/action/windbuilders.php 

Планы занятий по возобновляемым источникам энергии . Infinite Power, Управление энергосбережения штата Техас.По состоянию на 19 октября 2005 г. http://www.infinitepower.org/lessonplans.htm

Как работают ветряные турбины . Обновлено 3 октября 2005 г. Программа ветряных и гидроэнергетических технологий, энергоэффективность и возобновляемые источники энергии, Министерство энергетики США. По состоянию на 19 октября 2001 г. (Великолепная анимация ветряной турбины, вырабатывающей электричество) http://www1.eere.energy.gov/wind/wind_animation.html

Авторские права

© 2005 Регенты Колорадского университета

Авторы

Сочитл Замора-Томпсон; Сэйбер Дюрен; Натали Мах; Малинда Шефер Зарске; Дениз В.Карлсон

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж Колорадского университета в Боулдере

Благодарности

Содержание этой учебной программы цифровой библиотеки было разработано в рамках грантов Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), Министерства образования США и Национального научного фонда (грант ГК-12 №.0338326). Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вы не должны исходить из того, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 2 марта 2022 г.

Энергия ветра: плюсы и минусы

Что такое энергия ветра?

Ветер Энергия представляет собой возобновляемую энергию , которая использует энергию ветра с помощью ветряных турбин, которые преобразуют ее в электричество.Технически ветер исходит от солнца как побочный продукт разницы температур. Ветер возникает из-за неравномерного нагрева атмосферы, гор, долин и вращения планет вокруг солнца.[1]

Плюсы и минусы энергии ветра

Как и все другие формы возобновляемых источников энергии , энергия ветра имеет свои плюсы и минусы. Некоторые возобновляемые источники энергии работают лучше в разных регионах мира по разным причинам и обстоятельствам. Вот почему потребителям важно знать, что лучше всего подходит для их части страны.

Преимущества энергии ветра

Использование ветра для выработки энергии имеет свои преимущества и является эффективным вариантом для многих частей мира, поскольку не зависит от воздействия прямых солнечных лучей, как солнечная энергия.

1) Бесплатное топливо

Поскольку сами ветряные турбины работают исключительно на энергии ветра, топливо не требуется. После того, как турбина завершена и установлена, ее не нужно заправлять топливом или подключать к сети для продолжения работы.Это также снижает общую стоимость продолжения эксплуатации крупномасштабных ветряных электростанций по сравнению с другими формами возобновляемой энергии, которые могут потребовать некоторых инвестиций в энергию.

2) Одна из самых чистых форм энергии

Поскольку энергия ветра не зависит от ископаемого топлива для питания турбин, энергия ветра не способствует изменению климата, поскольку при производстве энергии выделяются парниковые газы. Единственный случай, когда энергия ветра косвенно высвобождает парниковые газы, это во время производства и транспортировки ветряных турбин, а также в процессе установки.Энергия ветра в США освещает дома и предприятия бесконечно доступной энергией.

3) Достижения в области технологий

Последние достижения в области технологий превратили предварительные проекты ветряных турбин в чрезвычайно эффективные сборщики энергии. Турбины доступны в широком диапазоне размеров, расширяя рынок для многих различных типов предприятий и частных лиц для использования дома на больших участках и участках земли. По мере совершенствования технологий совершенствуются и функциональные возможности самой конструкции, создавая конструкции, которые будут генерировать еще больше электроэнергии, требовать меньше обслуживания и работать тише и безопаснее.

источник

4) Не мешает сельскохозяйственным работам

Поставщики энергии могут строить свои ветряные турбины на ранее существовавших сельскохозяйственных угодьях и платить владельцам ферм за строительство их собственности в форме контрактов или аренды. Это большое благо для фермеров, которые могут использовать дополнительный доход, поскольку ветряные турбины занимают очень мало места на уровне земли, поэтому они не мешают производству их фермы. В настоящее время менее 1,5% прилегающей территории США используется ветряными электростанциями.Однако, учитывая все равнины и пастбища во внутренней части страны, есть много возможностей для расширения, если землевладельцы и государственные землевладельцы готовы к этому.[3]

5) Уменьшает нашу зависимость от ископаемого топлива

Энергия, полученная из ископаемого топлива, не только способствует изменению климата, но и когда-нибудь она закончится. Пока солнце нагревает планету, есть бесконечный запас ветра.[4] Кроме того, разработка и инвестирование в технологии, которые могут работать только на ограниченном ресурсе — который может исчерпаться за всю нашу жизнь, — это ужасная трата человеческого капитала, частных средств и налоговых долларов.

Недостатки энергии ветра  

источник

Хотя энергия ветра является возобновляемым и более экологичным источником энергии, она все же имеет свои недостатки и ограничения.

1) Опасно для некоторых диких животных

Известно, что ветряные турбины представляют угрозу для дикой природы. Летающие птицы и летучие мыши, среда обитания или пути миграции которых могут быть повреждены или убиты, если они столкнутся с лопастями, которые включают веерообразную конструкцию ветряных турбин, когда они вращаются. Смерть птиц и летучих мышей является спорным вопросом на участках ветряных электростанций, что вызвало обеспокоенность у групп по охране рыб и дикой природы.[5] Помимо диких животных, которые летают по воздуху, на диких животных на земле также может влиять шумовое загрязнение, создаваемое жужжащими лопастями. Хотя ветряные турбины могут создавать проблемы для дикой природы, другие объекты, такие как небоскребы и большие окна, также опасны и продолжают строиться без вопросов или подобных протестов.

2) Шумный

Ветряные турбины могут быть довольно шумными, поэтому их в основном можно найти в очень сельской местности, где не живет большинство людей. В зависимости от местоположения турбины, например, в открытом море, шум не является проблемой.С развитием технологий было показано, что новые конструкции уменьшают жалобы на шум и обеспечивают гораздо более тихое присутствие.

3) Высокая первоначальная стоимость

Если вы можете себе представить, эти массивные конструкции часто имеют сотни футов в высоту и требуют значительных первоначальных инвестиций. Размещение ветряных турбин в сельской местности требует дополнительных инвестиций в подземные линии для подачи энергии в более населенные районы, такие как города, где она необходима. Большая часть затрат приходится на начальную стадию установки и строительства, но после этого энергия ветра производит бесконечный запас энергии, пока есть ветер.

4) Ненадежный/Непредсказуемый

Энергия ветра страдает от так называемой прерывистости, которая представляет собой нарушение, вызванное непостоянством самого ветра. Поскольку ветер может дуть с разной скоростью, трудно предсказать количество энергии, которое он может собрать в данный момент времени. Это означает, что поставщики и города должны иметь запас энергии или альтернативные источники энергии на случай, если ветер стихнет на более длительный период времени.

Энергия ветра: хотите узнать об этом больше?

Поддержка устойчивой энергетики

По мере развития технологий будет меняться и наш выбор устойчивой энергетики.JustGreen — это простой вариант энергии, который мы предлагаем в качестве дополнения к нашим энергетическим планам. Когда вы выбираете экологически чистые источники энергии, такие как JustGreen, вы компенсируете свое потребление энергии кредитами на возобновляемые источники энергии, которые получены из устойчивых источников, таких как энергия ветра, воды и солнца.

Предоставлено вам justenergy.com

Ресурсы:

  1. Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии, Основы ветроэнергетики, https://www.energy.gov/eere/wind/wind-energy-basics
  2. Американская ассоциация ветроэнергетики, 30 января 2017 г.,  
  3. .
  4. Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии, Wind Vision: новая эра ветроэнергетики в США, https://www.Energy.gov/eere/wind/maps/wind-vision
  5. Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии, Основы ветроэнергетики, https://www.energy.gov/eere/wind/wind-energy-basics
  6. Программа развития ветроэнергетики EIS, Экологические проблемы развития ветроэнергетики, http://windeis.anl.gov/guide/concern/index.cfm

A Учебник по малым ветряным турбинам

Ветер долгое время был важным источником энергии в США. Механический ветряк был одним из двух «высокотехнологичных» изобретений (вторым была колючая проволока) конца 1800-х годов, которые позволили нам освоить большую часть наших западных границ.С 1860-х годов в США было установлено более 8 миллионов механических ветряных мельниц, и некоторые из этих установок эксплуатируются более ста лет. Еще в 1920-х и 1930-х годах, до того, как REA начала субсидировать сельские электрические курятники и линии электропередачи, фермерские семьи по всему Среднему Западу использовали ветряные генераторы для питания освещения, радиоприемников и кухонных приборов. Скромная ветряная промышленность, созданная к 1930-м годам, была буквально вытеснена из бизнеса государственной политикой, поощрявшей строительство линий электропередач и электростанций, работающих на ископаемом топливе.

В конце 1970-х и начале 1980-х годов повышенный интерес снова был сосредоточен на энергии ветра как на возможном решении энергетического кризиса. Поскольку домовладельцы и фермеры искали различные альтернативы возобновляемым источникам энергии для производства электроэнергии, небольшие ветряные турбины стали наиболее рентабельной технологией, способной сократить их счета за коммунальные услуги. Налоговые льготы и благоприятные федеральные правила (PURPA) позволили в период с 1976 по 1985 год установить в отдельных домах более 4500 небольших ветряных систем мощностью 1–25 кВт, подключенных к коммунальным предприятиям.За тот же период было установлено еще 1000 систем в различных удаленных приложениях. Небольшие ветряки были установлены во всех пятидесяти штатах. Однако ни одна из небольших компаний по производству ветряных турбин не принадлежала крупным компаниям, приверженным долгосрочному развитию рынка, поэтому, когда в конце 1985 года истек срок действия федеральных налоговых льгот, а два месяца спустя цены на нефть упали до 10 долларов за баррель, турбинная промышленность вновь исчезла. Компании, которые пережили эту «рыночную корректировку» и сегодня производят небольшие ветряные турбины, имеют самые надежные машины и самую лучшую репутацию.

Стоимость малых ветряных турбин

Небольшие ветряные турбины могут стать привлекательной альтернативой или дополнением к фотогальванике. В отличие от фотоэлектрических систем, стоимость которых в основном остается неизменной независимо от размера массива, ветряные турбины становятся дешевле с увеличением размера системы.

Например, на уровне размера 50 Вт небольшая ветряная турбина будет стоить около 8 долларов США за ватт по сравнению с примерно 6 долларами США за ватт для фотоэлектрического модуля. Вот почему, при прочих равных, PV дешевле для очень малых нагрузок.Однако по мере увеличения размера системы это «эмпирическое правило» меняется на противоположное. При мощности 300 Вт стоимость ветряной турбины снижается до 2,50 долл. США за ватт (1,50 долл. США за ватт в случае Southwest Windpower Air 403), в то время как стоимость фотоэлектрических установок по-прежнему составляет 6,00 долл. США за ватт. Для ветровой системы мощностью 1500 Вт стоимость снижается до 2 долларов за ватт, а при мощности 10 000 Вт стоимость ветрогенератора (без учета электроники) снижается до 1,50 долларов за ватт.

Стоимость регуляторов и средств управления практически одинакова для фотоэлектрических и ветряных электростанций. Несколько удивительно, что стоимость башен для ветрогенераторов примерно такая же, как стоимость эквивалентных фотоэлектрических стоек и трекеров.Стоимость проводки обычно выше для фотоэлектрических систем из-за большого количества соединений.

Для домовладельцев, подключенных к коммунальной сети, небольшие ветряные турбины обычно являются лучшим «следующим шагом» после того, как были проведены все меры по сохранению и повышению эффективности. Типичный дом потребляет от 800 до 2000 кВтч электроэнергии в месяц, а ветряная турбина или фотоэлектрическая система мощностью 4-10 кВт — это то, что нужно для удовлетворения этого спроса. При таком размере небольшие ветряные турбины могут быть намного дешевле.

Надежность малых ветряных турбин

В прошлом надежность была «ахиллесовой пятой» малых ветряных турбин.Небольшие турбины, разработанные в конце 1970-х годов, имели заслуженную репутацию не очень надежных. Сегодняшние продукты, однако, технически более совершенны по сравнению с этими более ранними устройствами, и они значительно более надежны. В настоящее время доступны небольшие турбины, которые могут работать 5 и более лет даже в суровых условиях без необходимости технического обслуживания или проверок, а также предоставляется 5-летняя гарантия. Надежность и стоимость эксплуатации этих установок не уступает фотоэлектрическим системам.

Доступность энергии ветра

Энергия ветра – это форма солнечной энергии, получаемая за счет неравномерного нагрева поверхности Земли.Ветровые ресурсы лучше всего использовать вдоль береговой линии, на холмах и в северных штатах, но пригодные для использования ветровые ресурсы можно найти в большинстве районов. В качестве источника энергии энергия ветра менее предсказуема, чем солнечная энергия, но обычно она доступна в течение большего количества часов в течение дня. Ветровые ресурсы зависят от рельефа местности и других факторов, которые делают их гораздо более специфичными для конкретного места, чем солнечная энергия. Например, в холмистой местности у вас и вашего соседа, вероятно, будет одинаковый солнечный ресурс. Но у вас может быть гораздо лучший ветровой ресурс, чем у вашего соседа, потому что ваша собственность находится на вершине холма или имеет лучшее воздействие на преобладающее направление ветра.И наоборот, если ваша собственность находится в овраге или на подветренной стороне холма, ваш ветровой ресурс может быть значительно ниже. В связи с этим энергию ветра следует рассматривать более внимательно, чем солнечную энергию.

Энергия ветра следует сезонным моделям, которые обеспечивают наилучшую производительность в зимние месяцы и самую низкую производительность в летние месяцы. Это полная противоположность солнечной энергии. По этой причине ветряные и солнечные системы хорошо работают вместе в гибридных системах. Эти гибридные системы обеспечивают более стабильную круглогодичную производительность, чем системы, работающие только на ветровой или фотоэлектрической энергии.Одним из наиболее активных сегментов рынка для небольших производителей ветряных турбин являются владельцы фотоэлектрических систем, которые расширяют свои системы за счет энергии ветра.

Механика малых ветряных турбин

Большинство ветряных турбин представляют собой пропеллерные системы с горизонтальной осью. Системы с вертикальной осью, такие как взбивалка для яиц типа Darrieus и S-роторные системы типа Savonius, оказались более дорогими. Ветряная турбина с горизонтальной осью состоит из ротора, генератора, основной рамы и, как правило, хвостовой части.Ротор улавливает кинетическую энергию ветра и преобразует ее во вращательное движение для привода генератора. Ротор обычно состоит из двух или трех лопастей. Трехлопастной блок может быть немного более эффективным и будет работать более плавно, чем ротор с двумя лопастями, но они также стоят дороже. Лопасти обычно изготавливаются из дерева или стекловолокна, потому что эти материалы обладают необходимым сочетанием прочности и гибкости (и они не мешают телевизионным сигналам!).

Генератор обычно специально разработан для ветряной турбины.Генераторы переменного тока с постоянными магнитами популярны, потому что они устраняют необходимость в обмотках возбуждения. Низкооборотный генератор с прямым приводом является важной особенностью, поскольку системы, в которых используются редукторы или ремни, обычно не отличаются надежностью. Основная рама является структурной основой ветряной турбины и включает в себя «контактные кольца», которые соединяют вращающуюся (поскольку она указывает на изменение направления ветра) ветряную турбину и неподвижную проводку башни. Хвост выравнивает ротор по ветру и может быть частью защиты от превышения скорости.

Ветродвигатель обманчиво сложен в разработке, и многие из первых агрегатов были не очень надежными. Фотоэлектрический модуль по своей природе надежен, поскольку в нем нет движущихся частей, и, как правило, один фотоэлектрический модуль так же надежен, как и другой. С другой стороны, ветряная турбина должна иметь движущиеся части, а надежность конкретной машины определяется уровнем навыков, используемых при ее проектировании и проектировании. Другими словами, может быть большая разница в надежности, прочности и ожидаемом сроке службы от одного бренда к другому.Это урок, который часто ускользает от дилеров и клиентов, привыкших работать с солнечными модулями.

Малые башни ветряных турбин

Ветряная турбина должна иметь четкую направленность на ветер, чтобы работать эффективно. Турбулентность, которая одновременно снижает производительность и «нагружает» турбину сильнее, чем гладкий воздух, наиболее высока у земли и уменьшается с высотой. Кроме того, скорость ветра увеличивается с высотой над землей. Как правило, вы должны установить ветряную турбину на башне так, чтобы она находилась не менее чем в 30 футах над любыми препятствиями в пределах 300 футов.Меньшие турбины обычно устанавливаются на более короткие башни, чем большие турбины. Например, турбина мощностью 250 Вт часто устанавливается на башне высотой 30–50 футов, а для турбины мощностью 10 кВт обычно требуется башня высотой 80–120 футов. Мы не рекомендуем устанавливать ветряные турбины в небольших зданиях, в которых живут люди, из-за присущих им проблем турбулентности, шума и вибрации.

Наименее дорогой тип мачты — это мачта с растяжками, которая обычно используется для радиолюбительских антенн. Башни с оттяжками меньшего размера иногда строятся из трубчатых секций или труб.Самонесущие башни решетчатой ​​или трубчатой ​​конструкции занимают меньше места и более привлекательны, но и дороже. Телефонные столбы можно использовать для небольших ветряных турбин. Башни, особенно башни с оттяжками, могут быть закреплены на петлях у основания и соответствующим образом оборудованы, чтобы их можно было наклонять вверх или вниз с помощью лебедки или транспортного средства. Это позволяет выполнять все работы на уровне земли. Некоторые башни и турбины могут быть легко установлены покупателем, в то время как другие лучше доверить обученным специалистам.Устройства против падения, состоящие из троса с фиксирующей направляющей, доступны и настоятельно рекомендуются для любой башни, на которую нужно подняться. Следует избегать алюминиевых опор, так как они склонны к образованию трещин. Башни обычно предлагаются производителями ветряных турбин, и покупка одной из них — лучший способ обеспечить надлежащую совместимость.

Оборудование удаленных систем

Оборудование баланса систем, используемое с небольшой ветряной турбиной в удаленном приложении, по существу такое же, как и для фотоэлектрической системы.Большинство ветряных турбин, предназначенных для зарядки аккумуляторов, оснащены регулятором для предотвращения перезарядки. Регулятор специально разработан для работы с этой конкретной турбиной. Фотоэлектрические регуляторы, как правило, не подходят для использования с небольшими ветряными турбинами, потому что они не предназначены для обработки изменений напряжения и тока, характерных для турбин. Выход регулятора обычно подключается к центру источника постоянного тока, который также служит точкой подключения для других источников постоянного тока, нагрузок и аккумуляторов.Для гибридной системы фотоэлектрическая и ветровая системы подключаются к центру источника постоянного тока через отдельные регуляторы, но, как правило, никаких специальных средств управления не требуется. Для небольших ветряных турбин общее эмпирическое правило заключается в том, что емкость аккумуляторной батареи в Ач должна как минимум в шесть раз превышать максимальный зарядный ток возобновляемых источников энергии, включая любые фотоэлектрические элементы. Ветроэнергетика имеет хороший опыт использования аккумуляторных батарей меньшего размера, чем те, которые обычно рекомендуются для фотоэлектрических приложений.

Быть собственной коммунальной компанией

Федеральные правила PURPA, принятые в 1978 году, позволяют вам подключать подходящий генератор, работающий на возобновляемых источниках энергии, к вашему дому или бизнесу, чтобы сократить потребление электроэнергии, поставляемой коммунальными службами.Этот же закон требует, чтобы коммунальные предприятия покупали любую избыточную электроэнергию по цене (избегаемая стоимость), как правило, ниже розничной стоимости электроэнергии. Примерно в полудюжине штатов с «вариантами выставления счетов за чистую энергию» небольшим системам разрешено запускать счетчик в обратном направлении, поэтому они получают полную розничную ставку за избыточное производство. Из-за высоких накладных расходов коммунальных служб на ведение нескольких специальных счетов клиентов, обрабатываемых вручную, выставление счетов за чистую энергию на самом деле обходится им дешевле. В этих системах не используются батареи.Выходная мощность ветряной турбины совместима с электроэнергией сети с помощью инвертора с линейной коммутацией или асинхронного генератора. Затем выход подключается к панели бытового выключателя на специальном выключателе, как большой прибор. Когда ветряная турбина не работает или не вырабатывает столько электроэнергии, сколько необходимо дому, коммунальное предприятие поставляет необходимую дополнительную электроэнергию. Точно так же, если турбина выдает больше энергии, чем нужно дому, избыток мгновенно «продается» коммунальным предприятиям.По сути, коммунальное предприятие действует как очень большой банк аккумуляторов, и коммунальное предприятие «видит» ветряную турбину как отрицательную нагрузку. После более чем 200 миллионов часов взаимосвязанной работы мы теперь знаем, что небольшие ветряные турбины, соединенные между собой, безопасны, не мешают работе ни коммунального, ни пользовательского оборудования и не нуждаются в каком-либо специальном защитном оборудовании для успешной работы.

Сотни домовладельцев по всей стране, которые установили ветряные турбины мощностью 4–12 кВт во времена налоговых льгот в начале 1980-х годов, теперь полностью оплачены и получают ежемесячные счета за электроэнергию в размере 8–30 долларов США, в то время как их соседи имеют счета в диапазоне 100-200 долларов в месяц.Проблема, конечно, в том, что эти налоговые льготы давно закончились, и без них большинство домовладельцев сочтут стоимость подходящего ветрогенератора непомерно высокой. Например, турбина мощностью 10 кВт (наиболее распространенный размер для дома) обычно стоит 28 000–35 000 долларов США. Для тех, кто платит 12 центов за киловатт-час или более за электроэнергию в районе со средней скоростью ветра 10 миль в час или более (класс 2 Министерства энергетики США) и с площадью земли или более (большие турбины), жилой ветряк турбина конечно заслуживает внимания.Сроки окупаемости обычно составляют 8-16 лет, а некоторые ветряные турбины рассчитаны на тридцать и более лет.

Производительность малой ветряной турбины

Номинальная мощность ветряной турбины не является хорошей основой для сравнения одного продукта с другим. Это связано с тем, что производители могут свободно выбирать скорость ветра, при которой они оценивают свои турбины. Если номинальные скорости ветра не совпадают, то сравнение двух продуктов может ввести в заблуждение. К счастью, Американская ассоциация ветроэнергетики приняла стандартный метод оценки эффективности производства энергии.Производители, которые следуют стандарту AWEA, будут предоставлять информацию о годовой выработке энергии (AEO) при различных среднегодовых скоростях ветра. Эти цифры AEO подобны расчетному расходу топлива EPA для вашего автомобиля, они позволяют вам честно сравнивать продукты, но они не говорят вам, какова будет ваша фактическая производительность («ваша производительность может отличаться»).

Карты ресурсов ветра для США были составлены Министерством энергетики. Эти карты показывают ресурс по «классам мощности», что означает, что средняя скорость ветра, вероятно, будет находиться в определенном диапазоне.Чем выше класс мощности, тем лучше ресурс. Мы говорим, вероятно, из-за эффектов местности, упомянутых ранее. На открытой местности карты DOE вполне хороши, но в холмистой или гористой местности их следует использовать с большой осторожностью. Ресурс ветра определяется для стандартной высоты датчика ветра 33 фута (10 м), поэтому вы должны скорректировать среднюю скорость ветра для высоты ветряной башни выше этой высоты, прежде чем использовать информацию об УЭО, предоставленную производителем. Производительность ветряных турбин также обычно снижается из-за высоты, как у самолета, и из-за турбулентности.Производители ветряных турбин обычно могут предоставлять компьютерные прогнозы производительности своих турбин практически на любом объекте.

Как правило, энергию ветра следует учитывать, если средняя скорость ветра превышает 8 миль в час (большинство, но не все, класс 1 и все другие классы) для удаленного применения и 10 миль в час (класс 2 или выше) для удаленного применения. утилитарное приложение. Если вы живете в не слишком холмистой местности, то карту ветряных ресурсов Министерства энергетики можно использовать для достаточно точного расчета ожидаемой производительности ветряной турбины на вашем участке.В условиях сложного рельефа необходимо оценить экспозицию участка, чтобы скорректировать среднюю скорость ветра, используемую для этого расчета. В большинстве случаев нет необходимости контролировать скорость ветра с помощью записывающего анемометра перед установкой небольшой ветряной турбины. Но в некоторых ситуациях стоит потратить $300-1000 и подождать год, чтобы выполнить ветровую съемку. Производители и продавцы оборудования могут помочь разобраться в этих вопросах.

Книги по ветроэнергетике

На сегодняшний день лучшим источником общей информации о технологии и применении малых ветряных турбин является книга, написанная в 1993 году Полом Гипом.Г-н Гип имеет более чем 15-летний опыт работы с малыми ветроустановками и является всемирно известным автором и лектором по этому вопросу. Эта книга «Энергия ветра для дома и бизнеса » находится в мягком переплете и содержит немногим более 400 страниц. Книга Джайпа легко читается, в ней много примеров, иллюстраций и много здравого смысла. Мы настоятельно рекомендуем это.

Как сделать ветряк для школьного проекта?

Шаг №1: Сборка ротора

Возьмите большой кусок картона и вырежьте 4 круглых детали диаметром около 3 см каждый.Склейте все круги вместе с помощью клея, чтобы получился один толстый круг.

Теперь возьмите тонкую бумагу и оберните (приклейте) ее вокруг толстого круга, который вы получили выше, убедившись, что он правильно подходит к кругу по длине и ширине.

Шаг 2. Изготовление лезвий

Вырежьте из большого картона до 4 прямоугольных частей размером 8 см х 2,5 см каждая. Вырежьте один край кусочков, чтобы они образовали круглую форму, чтобы вы могли легко приклеить их к ротору, который вы только что сделали выше.

Вам также нужно будет слегка согнуть все 4 детали посередине, чтобы они выглядели несколько закругленными, как лопасти в типичном комплекте для домашнего ветряка.

Приклейте все 4 лопасти к ротору и дайте им высохнуть.

Шаг №3: Сборка башни

Поскольку лопасти требуют времени для высыхания, вы можете сосредоточиться на создании башни, которая поднимет ротор.

Вернитесь к большому куску картона и вырежьте из него тонкую часть размером 30см х 12см.

Оберните этот вырез вокруг ручки, чтобы получился идеальный полый стержень. Приклейте конец бумаги и вытащите ручку так, чтобы у вас осталась башня.

Шаг № 4: Установка двигателя

Возьмите двигатель постоянного тока и оберните его куском картонной бумаги, соответствующей его длине. При этом следите за тем, чтобы заостренная часть двигателя оставалась за пределами обмотки.

Возьмите ротор с 4 лопастями и проделайте небольшое отверстие в его середине. Здесь заостренная часть двигателя будет соединяться с ротором.

Подсоедините положительный и отрицательный провода к двигателю с помощью горячего пистолета, оставив достаточную длину провода для соединения со светодиодной лампой на других концах.

Приклейте бумагу, обертывающую двигатель, к шесту и дайте ей высохнуть.

Шаг № 5: Строительство дома

Вам также нужно будет сделать модель дома, которая будет освещаться с помощью энергии, вырабатываемой ветряной турбиной.

Для этого вырежьте 4 куска одинакового размера, чтобы сделать 4 стены вашего дома.Вырежьте дверной проем из одной части и вырежьте оконные проемы на 3 оставшихся частях.

Склейте все 4 части вместе, чтобы собрать дом, убедившись, что часть с вырезом для двери остается спереди.

Имейте в виду, что вам также нужно будет вырезать еще один кусок, чтобы сделать крышу для вашего дома… но не делайте этого сейчас.

Шаг № 6: Подключение света

На этом этапе вам нужно взять светодиод и подключить его к проводам, идущим от двигателя (как в шаге № 4).Прикрепите этот свет к любому из окон вашего дома и используйте ленту, чтобы закрепить его на месте.

После того, как свет будет хорошо подключен и внутри дома, вы можете сделать крышу своего дома. Возьмите два куска вагона и склейте их по краям, чтобы получилась треугольная форма крыши, а затем приклейте кровлю к 4 стенам вашего дома.

Приклейте весь дом к толстому картонному слою (например, к полу дома), чтобы он выглядел более устойчивым.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.