Евгений Кубасов - Энергия, принесенная ветром. Нехитрая обувь своими руками...(Сделай сам №4∙1995)

Габариты станины определяются конструкцией установки. Для основания станины надо использовать стальную плиту толщиной миллиметров 8 или же принять другие меры для повышения жесткости, например — наварить ребра жесткости из уголка, так как конструкция будет испытывать значительные нагрузки.

Токосъем и узел поворота

Чтобы подвести электроэнергию от генератора к потребителю, просто подключить провода нельзя. Наша ВЭС должна и будет поворачиваться к ветру, который не всегда дует по одному направлению. Провода рано или поздно перекрутятся вокруг мачты и оборвутся. Поэтому надо обеспечить подвижное электрическое соединение.

На рис. 13 приведена одна из возможных конструкций поворотного узла с токосъемом.

Рис. 13

Размеры не указаны, так как они будут зависеть от имеющихся подшипников, на которых наша ВЭС будет поворачиваться к ветру. Желательны подшипники с внутренним посадочным диаметром не менее 60 мм. На чертеже указаны: 1— корпус подшипников, он крепится 4–6 болтами к нижней плите станины ВЭС; 2— плита; 3, 9— шарикоподшипники (можно применить и конические роликовые, но конструкцию деталей 1 и 4 надо будет изменить); 4— ось-втулка. На этой оси будет вращаться вся ВЭС. Нижний конец оси укрепляется на вершине мачты; 5— текстолитовая насадка с внутренними каналами для проводов; 6— контактные токосъемные кольца. Вытачиваются из латуни, а еще лучше — из бронзы; 7— щетки. Лучше всего медно-графитовые. Их надо установить на плоских пружинах, чтобы обеспечить хороший контакт; 8— стойка из изоляционного материала для крепления щеток; 10— нижняя защитная крышка; 11— провода.

Конструкция этого узла может быть и другой. Здесь важно только соблюсти два условия — обеспечить легкий поворот на 360° вокруг внутренней оси и хороший надежный токосъем для подключения генератора к сети потребления.

Мачта

Чтобы наша ВЭС хорошо работала, надо поднять ее на достаточную высоту, где поток воздуха не преграждается рядом стоящими домами, деревьями и др. Для этого можно, в самом простом варианте, поставить столб, наподобие телеграфного. Высота в 6–7 метров будет вполне достаточна. От мачты требуется: достаточная высота, надежность конструкции и установки, такая, чтобы наша ВЭС однажды не свалилась на головы проходящих, и возможность легкого доступа для проведения осмотра и профилактических работ. На рис. 14 приведен вариант мачтового устройства, отвечающий всем перечисленным требованиям.

Рис. 14.На чертеже: 1— воздушный винт; 2— редуктор с генератором; 3— стабилизатор; 4— поворотный узел; 5— хомут для крепления 4-х растяжек; 6— мачта; 7— ось; 8— затяжка; 9— два швеллера, вкопанных (а лучше — забетонированных) в землю; 10— запорный штырь; 11— противовес.

Для осмотра ВЭС нужно отцепить только одну растяжку из четырех, на чертеже (не показана) направленную к нам. Вынув запорный штырь и придерживая за отцепленную растяжку, опускают агрегат вниз. Противовес служит для облегчения подъема-спуска. При равенстве веса обоих плеч относительно оси поворота опускать агрегат можно одному человеку без всяких усилий. Лучше сделать противовес тяжелее. Эго исключит возможность случайного падения и поломки воздушного винта при отцепленных растяжках и вынутом запорном штыре.

На время длительных перерывов в работе ВЭС рекомендуется опускать агрегат и даже снять воздушный винт.

Электрическая сеть ВЭС

Всю электрическую схему электросети можно подразделить на три основные составляющие. Это генератор — источник электроэнергии; батарея аккумуляторов, запасающих электроэнергию впрок; потребители. Все они соединены электропроводкой и дополнены коммуникационными аппаратами — выключателями, розетками, предохранителями.

Работа электроустановки возможна в трех вариантах:

1. Дует хороший ветер. Вырабатываемая электроэнергия поступает к потребителям. Одновременно подзаряжаются батареи аккумуляторов.

2. Ветер отсутствует. К потребителям энергия поступает от аккумуляторов.

3. Генератор не работает. Потребители отключены. Это режим хранения запасенной энергии.

Может быть также и четвертый режим. Это тогда, когда потребляемое количество энергии превышает количество, вырабатываемое генератором. Это может быть при повышенной нагрузке, при слабом ветре. Тогда в помощь генератору подключается аккумулятор. Причем это происходит автоматически.

Приведенные примеры показывают, сколь необходимы в составе электроустановки аккумуляторы. И чем больше их емкость — тем лучше. Самыми доступными являются кислотные аккумуляторы для легковых автомобилей емкостью 55 ампер-часов 6-СТ-55. Для нашего случая подойдут любые 12-вольтовые аккумуляторные батареи. Батареи можно соединять параллельно для увеличения емкости. Только не следует соединять батареи с разными сроками хранения. В этом случае старая батарея может начать разряжать новую. Лучше всего раздобыть более емкую батарею, например, типа 6-СТ-150. Здесь опять все зависит от многих факторов — от частоты и силы ветра в данной местности, от нагрузки, какую мы хотим подключить к электрической сети, от суммарного времени включения этой нагрузки. В процессе эксплуатации вскоре станет ясно, достаточна емкость имеющегося аккумулятора или нет.

О техническом обслуживании аккумуляторных батарей имеется много литературы, инструкций и правил. Поэтому здесь об этом говорить не будем.

Перейдем к описанию электрической схемы. Как было показано выше, генератор при различных скоростях вращения ротора может выдавать самое разное напряжение — от нуля до 35–40 вольт. Таким напряжением пользоваться нельзя. Поэтому к генератору подключают специальные регуляторы напряжения. Нам можно применить схему регулирования, применяющуюся в автомобилях ВАЗ. Такая схема показана на рис. 15.

Рис. 15. Схема регулирования напряжения. Номера выводов на генераторе и реле соответствуют выбитым номерам на корпусах этих приборов

На схеме: 1 — узел генератора Г-221; 2 — узел аккумулятор ной батареи и регулировки напряжения; 3 — потребитель энергии. В узле 2 : SA1— отключатель генератора от потребителей; SA2— выключатель нагрузки центральный (общий); FU1— предохранитель (устанавливается в зависимости от тока нагрузки); БА— батарея аккумуляторов; РА1— амперметр с «нулем» посреди шкалы. По этому прибору можно видеть ток заряда или разряда аккумулятора. Шкала его, в зависимости от емкости аккумулятора, может быть 30-0-30А; 50-0-50А; прибор полезный, но не обязательный; РА2— вольтметр 0—15 В также не обязателен. EL1— сигнальная лампочка на 12 В зарядки аккумулятора; РС702— реле контрольной (сигнальной) лампы зарядки; это реле сработает при начале зарядки аккумулятора, лампочка EL1при этом гаснет; РР380— реле — регулятор напряжения.