Альтернативные источники энергии и энергосбережение - [8]
Этап 3. Ротор Дарье (1931 г.). Про роторы Дарье (рис. 1.9) можно сказать, что они состоят из одних недостатков: подвержены сильным вибрациям и шумам. В отличие от ротора с горизонтальной осью вращения, где все лопасти повернуты к ветру под оптимальным углом Савониуса атаки и не перекрывают друг друга, лопасть вертикального ротора проходит половину пути с подветренной стороны в возмущенном и ослабленном «тыловом» потоке.
Постоянно меняющиеся углы атаки вызывают периодический срыв потока с лопастей. Ко всему прочему, система обладает большим стартовым моментом, который с трудом может быть создан ветром.
Рис 1.9.Ротор Дарье
Этап 4. «Жиромельница» (рис. 1.10). Это подтип турбины Дариуса с прямыми лопастями. Преимуществом «жиромельницы» являются небольшая сила ветра, необходимая для запуска.
Рис 1.10.Жиромельница
Этап 5. Современный ветрогенератор:
♦ с вертикальной осью вращения (рис. 1.11, а);
♦ с горизонтальной осью вращения (рис. 1.11, б).
Рис. 1.11.Современные ветрогенераторы: с вертикальной осью вращения (а), с горизонтальной осью вращения (б)
Пропеллер — устройство типа винта самолета. Конструктивно пропеллер много проще и легче ветроколеса. Пропеллер вращается значительно быстрее и в определенных условиях позволяет обойтись без мультипликатора (см. рис. 1.12).
Рис. 1.12.Конструкция пропеллера
Для ветроэлектростанций целесообразней использовать два пропеллера одновременно (см. рис. 1.13): один из них связывается с ротором электрогенератора и вращается в одну сторону, другой — со статором и вращается в противоположную сторону. Использование такой конструкции аналогично применению мультипликатора с передаточным отношением 1:2.
Рис. 1.13.Конструкция с двумя пропеллерами
Рассмотрим еще вариант изготовления пропеллера. Пропеллер диаметром 1,5 м изготавливается следующим образом. Выбирается чистая еловая, осиновая или березовая доска толщиной 25 мм, шириной 110–120 мм и гладко выстругивается до толщины 20–23 мм. Находится центр доски и от него в обе стороны отмеряется по 60–70 мм, помечается рисками (см. рис. 1.14).
Рис. 1.14.Вариант изготовления пропеллера
Это центральная часть доски — ступица. К ней четырьмя болтами крепится металлический фланец, который надевается на ось ротора генератора или мультипликатора.
Обе половины доски от ступицы к концам стесываются так, чтобы получились усеченные четырехутольные пирамиды поперечным сечением на концах 80x10 мм (см. сечения 3–3,4-4). Далее лицевые поверхности пирамид стесываются (половина их объема удаляется), причем на одном конце стесывается одна сторона, на другом — другая.
В результате вся лицевая сторона имеет вид пропеллера. На тыльной стороне по всей длине доски от ступицы до концов плавно закругляется прямой угол. Поперечное сечение должно иметь форму поперечного сечения крыла самолета (см. сечения 1–1, 2–2). Пропеллер окрашивается масляной краской.
Концы лопастей и его переднюю кромку лучше аккуратно оковать тонким алюминиевым листом во избежание преждевременного изнашивания.
Быстроходность пропеллера зависит от толщины доски (толщины ступицы). Чем тоньше ступица (в разумных пределах), тем быстроходней пропеллер. После установки, пропеллер необходимо сбалансировать.
Ветряное колесо — основная деталь ветродвигателя, отмечается на http://tehnojuk.ru/.
Постройку ветродвигателя следует начать именно с него — основной детали ветродвигателя.
Ветряное колесо по конструкции намного сложнее пропеллера и представляет собой круглую пространственную решетку из лопастей, смотри рис. 1.15.
Рис. 1.15.Конструкция
Лопасти ветряного колеса могут выполняться из листовой стали, алюминиевого или дюралевого листа толщиной 1,5–2 мм.
Ветряное колесо — тихоходное устройство. Так как все без исключения электрогенераторы работают эффективно при частоте вращения 1000 об/ мин и выше, поэтому между ветряным колесом и генератором необходимо установить мультипликатор С передаточным отношением (1:15, 1:20). ветряного колеса
Большим преимуществом ветроколеса является то, что оно работает практически бесшумно и способно вращаться при сравнительно малой скорости ветра. К недостаткам относится сложная конструкция, громоздкость и тихоходность.
Рассмотрим еще один вариант изготовления ветряного колеса. Для этого варианта нам необходимо два листа толстого кровельного железа, желательно нового, лучше оцинкованного. Сложив листы вместе и временно скрепив их бортами между собой, на них следует вычертить четыре окружности диаметрами 300, 800,1400 и 2000 мм.
Затем большую окружность нужно разделить на 16 равных частей и соединить точки на окружности с центром ее. Практически это делается так: через центр круга у нас уже проведен один диаметр — это линия соединения двух листов железа. Перпендикулярно к нему проводится еще один диаметр. Таким образом, мы получили круг, разделенный на четыре равных сектора. Если мы проведем еще два перпендикулярно пересекающиеся диаметра так, чтобы их линии делили секторы пополам, то получим еще восемь одинаковых секторов. Разделив их еще пополам, получим желаемые 16 секторов. Иными словами, каждый сектор, то есть будущая лопасть нашего ветряного колеса, должен иметь 22,5°.
