Ветряной электрогенератор

Видео: свое электричество. ветрогенератор из комнатного вентилятора

Люди с давних времён пытаются приручить ветер - корабли под парусами, ветряные мельницы и т.д. В наши дни человечество научилось превращать энергию ветра в электрическую энергию при помощи ветряных электрогенераторов, которыми оснащаются ветряные электростанции (ВЭС), в простонародии ветряки. За рубежом электроэнергия, вырабатываемая на ВЭС, составляет значительную часть от всей производимой электроэнергии. Например, в Германии мощность всех ветрянных электростанций составляла 18500 МВт (на 2011г) и ежегодно эта величина увеличивается на 500-800 МВт. В нашей стране ветряная энергетика не очень развита, но все же с каждым годом число ВЭС увеличивается. Использование ветряных электрогенераторов на ВЭС позволяет решить не только проблемы автономности энергоснабжения загородных домов и других объектов, но и внести свой небольшой вклад в вопрос сохранения природы.
Рассмотрим подробнее типы современных ветряных электростанций (ВЭС), их конструкцию и принцип работы.Принцип работы ВЭС заключается в преобразовании механической энергии (вращающиеся под напором ветра лопости) в электрическую энергию с помощью ветряного электрогенератора. На сегодня наиболее распространенными являются ВЭС двух типов: крыльчатые (с горизонтальной осью вращения) и карусельные (с вертикальной осью вращения), хотя реже встречаются некоторые другие конструкционные варианты ветряных электростанций. Крыльчатые ВЭС с горизонтальной осью вращения являются самым распространённым типом ветряков. Максимальная эффективность ВЭС такого типа достигается, когда ветровой поток действует перпендикулярно плоскости вращения лопастей, поэтому конструкция предусматривает устройство автоматического поворота оси вращения. Крыльчатые ВЭС небольшой мощности и постоянного тока соединяют с электрогенератором напрямую, а мощные станции оснащают редуктором. Мощность крыльчатой ВЭС напрямую зависит от скорости ветра и размаха лопастей ветроагрегата. ВЭС крыльчатого типа

Современная ВЭС крыльчатого типа состоит из таких конструктивных элементов:

1. Лопасти турбины. 2. Ротор. 3. Направление вращения лопастей. 4. Демпфер. 5. Ведущая ось. 6. Механизм вращения лопастей. 7. Электрогенератор. 8. Контроллер вращения. 9. Анемоскоп и датчик ветра . 10. Хвостовик Анемоскопа. 11. Гондола. 12. Ось электрогенератора. 13. Механизм вращения турбины. 14. Двигатель вращения. 15. Мачта. Ротор электрогенератора, вращаясь под воздействием механизма вращения лопастей, создаёт трёхфазный переменный ток. Ток проходит в контроллер вращения, где осуществляется преобразование напряжения с нестабильным значением в напряжение необходимого значения для подачи на аккумуляторную батарею. Ток, проходя по аккумуляторам, подзаряжает их, а дальше передается на инвертор, где электроэнергия приобретает привычные нам характеристики: переменный однофазный или трехфазный ток напряжением 220 или 380 В и частотой 50 Гц.
Коэффициент использования энергии ветра у крыльчатых ветряков, ветроагрегаты которых бывают двух- или трехлопастными намного выше, чем у ВЭС других типов, поэтому они занимают более 90% рынка. В то же время карусельные ВЭС с вертикальной осью вращения могут работать при любом направлении ветра, не изменяя своего положения, в отличие от крыльчатых. Они тихоходные и малошумные. Конструкция карусельных ВЭС позволяет обеспечить максимальную скорость вращения при запуске и автоматическое ее регулирование в процессе работы. Увеличение нагрузки сопровождается снижением скорости вращения ветроагрегата и увеличением его вращающего момента.
Среди ВЭС нового типа стоит обратить внимание на принципиально новую конструкцию, состоящую из фундамента, трехопорного несущего основания и смонтированного на нем кольцеобразного ветряного электрогенератора со встроенным подшипником и центральным ротором, лопасти которого вращаются внутри колеса. Противники ветроэнергетики часто акцентируют внимание на таких недостатках ВЭС, как шумная работа, ухудшение телевизионного сигнала у людей, живущих неподалеку, и опасность для птиц, которые погибают, попадая под лопасти ВЭС. Однако в последние десятилетия конструкторы ВЭС разработали решения, позволяющие снизить уровень шума и вибраций, для устранения помех сигналу ТВ, установили на ВЭС ретрансляторы, а для защиты птиц от вращающихся лопастей, ветроколеса стали ограждать сетчатым кожухом. Практика показывает, что для небольшого загородного дома при наличии среднегодовой скорости ветра более 4 м/с достаточно ВЭС мощностью от 1,5 кВт до 5 кВт для электроснабжения почти всех приемников электроэнергии, включая стиральную машину, холодильник, компьютеры и т.п. Если в вашей местности скорость ветра длительный период бывает выше 10 м/с, можно использовать ВЭС для отопления помещений. Современные производители предлагают покупателям такие ВЭС: - мощностью 0,2-0,6 кВт для дачных участков- - мощностью 1-10 кВт для коттеджей и частных домов- - мощностью 10-100 кВт для промышленного использования- - ветросолнечные гибридные установки. Наиболее широко распространенными схемами работы ВЭС с потребителем являются автономное обеспечение объекта (с аккумуляторами) без коммутации с сетью энергопоставляющей организации или автономное обеспечение объекта (с аккумуляторами) с коммутацией с сетью энергопоставляющей организации. ветряной электрогенератор