В. Германович - Альтернативные источники энергии и энергосбережение

Совет

Ветроколесо лучше прикрепить к крестовине не гвоздями, а шурупами

Лопасти ветроколеса повертываются слева направо приблизительно под углом в 25°.

Для укрепления конструкции берется отрезок железной проволоки толщиной в 5–6 мм, употребляемой для стяжек, и длиной 4500 мм и свивается кольцо диаметром в 1400 мм. Это кольцо осторожно продевается через все отверстия в лопастях, сделанных по третьей окружности, и затем кольцо прочно скрепляется проволочными скрутками.

Теперь ветряное колесо будет достаточно прочно и устойчиво. Затем ветряное колесо надо насадить на главный вал. В качестве этого вала может быть применена металлическая трубка диаметром 40–45 мм и длиной 1000 мм или же цельнометаллический стержень таких же размеров.

Ветроколесо прочно насаживается на вал так, чтобы оно не смогло вращаться на нем. Для этого желательно в широком брусе крестовины в борту его против отверстия для вала просверлить сквозное отверстие для болта диаметром 10–15 мм. Такое же отверстие следует просверлить и на конце вала, отступив от его торца на 40 мм. При насаживании ветроколеса на вал эти отверстия должны совпасть. Через них пропускается болт и закрепляется гайкой. Такое крепление ветроколеса на валу обеспечит необходимую прочность их соединения.

Когда таким образом будет собрано ветроколесо, нужно произвести его балансировку , т. е. уравновешение его на валу. Для этого главный вал ветроколеса следует положить концами на два горизонтально расположенных бруса, например, положенных на концах стола.

Вал должен свободно вращаться вместе с ветроколесом на этих брусьях. Если при повороте ветроколеса оно будет сохранять любое приданное ему положение, можно считать, что оно сбалансировано. Но если при поворотах ветроколеса будет всегда возвращаться в одно и то же положение, т. е. какая-то лопасть его всегда будет стремиться занять нижнее положение, то это значит, что эта половина ветроколеса перевешивает другую половину.

Для уравновешивания ветроколеса к брусу крестовины, который находится в верхнем положении, прикрепляется полоска железа, и продолжают проверку ветроколеса. Если после этого, наоборот, станет перевешивать часть колеса, к которой прикреплена железная полоса, ее надо подрезать. Таким образом, уменьшая или увеличивая дополнительный груз одной части ветроколеса, производят его балансировку и достигают полной равномерности его вращения.

После балансировки ветроколесо покрывают масляной краской на натуральной олифе. Это необходимо для защиты его от ржавчины. Если же ветроколесо будет изготовлено из оцинкованного железа, то красить его не нужно.

Первым определяющим параметром является частота вращения , которая должна быть малой. Вторым определяющим параметром является мощность , третьим — надежность .

Если мощность ветроэлектростанции 50—100 Вт, то может быть использован генератор, применяемый на тракторах марки Г-31 А, мощность 60 Вт. Это синхронный шестиполюсный генератор с вращающимися магнитами и шестью неподвижными катушками (см. рис. 1.17).

Рис. 1.17. Синхронный шестиполюсный генератор

Электрогенераторы такого типа хороши тем, что требуют минимального ухода: здесь нет ни угольных щеток, ни коллектора, которые время от времени нужно чистить.

Для более мощной ветроэлектростанции подойдет электрогенератор используемый на автобусах, например, Г-2 мощность 720 Вт, напряжением 12 В и током отдачи 60 А. Такой генератор имеет небольшой диаметр (0,25 м) и при частоте вращения 500–600 об/мин уже может давать ток заряда.

Примечание.

Этот генератор снабжен двумя катушками внешнего возбуждения, что позволяет иметь мощность, меняющуюся в широких пределах.

Ток возбуждения подводится к катушкам через три угольные щетки с тремя контактными кольцами и может изменяться от долей ампера до 1,5 А.

Поскольку в электромагнитных генераторах имеется остаточных магнетизм, то с помощью диодов можно использовать это явление для самовозбуждения генератора, самовозбуждающийся генератор позволяет ветродвигателю легко трогаться с места и быстро набирать обороты.

Широкое распространение получил гидропривод , включающий в себя и гидропередачи. Гидропередачи используют для передачи момента вращения от ветродвигателя на вал ротора электрогенератора. В гидропередачах энергия передается за счет движения жидкости, находящейся под большим давлением (см. рис. 1.18).

Рис. 1.18. Схема гидропривода

Наверху мачты монтируется гидронасос объемного действия, например:

♦ или шестеренчатый марки НШ-10У на давление 10 МПа;

♦ или аксиально-поршневой марки 210.12 на давление 16 МПа, или др.

Напорная линия от него в виде стальной трубки диаметром 1/2" или гибкого шланга опускается в полость мачты, такой же шланг или трубка опускается вниз из всасывающего отверстия насоса на глубину 0,5–0,7 м.

Внизу на платформе, приваренной к трубе мачты, монтируется гидродвигатель с электрогенератором, валы которых сочлены обычными муфтами. Напорный патрубок гидродвигателя присоединяется к напорному шлангу гидронасоса, а сбросный патрубок соединяется с внутренней полостью трубы мачты, которая заливается минеральным маслом.

Примечание.

Если рабочий объем гидродвигателя меньше рабочего объема насоса, то частота вращения гидродвигателя будет больше частоты вращения насоса, т. е. пропеллера.

Пропеллер вращает вал гидронасоса, насос по всасывающей трубе засасывает минеральное масло из полости трубы мачты и под давлением подает его по напорной трубе в напорное отверстие гидродвигателя.

Из отводного отверстия гидродвигателя масло поступает снова во внутреннюю полость мачты. Гидродвигатель при этом вращается и приводит в движение электрогенератор. Из-за чувствительности к мелким частицам в систему ставят фильтр масла.

Частота вращения агрегатов регулируется клапаном напорного или сливного шланга. Перекрытый клапан «выключит» ветроагрегат в штормовую погоду. Гидронасосы и гидродвигатели подбирают из тракторных или авиационных.

Вариант 1. Генератор переменного тока от автомобиля