Ответы в темах
-
АвторСообщения
-
Slawa Gorobets
УчастникВыложили образцы чертежей.
УчастникТолько откройте новую тему “Ветряк, который построил Dzen”.
УчастникВы имеете в виду самодельного генератора?
На главной странице (в микро-новостях) есть ссылка на сайт человека, который собрал парусный ветряк, правда с покупным генератором.
Параметры нашего генератора мы уже выложим в ближайшее время.
УчастникДа. В самом деле…
Я не встречал таких решений. Надо пробовать!
Мощность большую правда не снимешь. Он рассчитан на кратковременный режим работы, быстро перегревается. И с подшипниками что-то делать надо. Штатные втулки долго не проходят, а переход на шарикоподшипники связан с заменой деталей корпуса. В общем не очень просто все получается…УчастникПо поводу КИЭВ и прочих “умностей” есть очень хороший анализ на сайте http://www.invertor.ru/veter.htm. На графике очень хорошо видно, в каком диапазоне скоростей ветра, какое колесо использовать. Площадь под кривой иллюстрирует суммарную выработку энергии и тут вне конкуренции лопастники, причем 2-3 лопасти. Но посмотрите в каком диапазоне скоростей они обеспечивают эту самую выработку энергии! А многолопастные колеса и парусники (они близки по заполнению описаной окружности колеса) на малых скоростях ветра эффективнее. И при повышении скорости ветра выработка энергии падает, потому что сопротивление на трение резко возрастает. Вот откуда берется стойкость при шторме.
А вообще спорить на словах – пустое занятие. Поставим ветряк, повесим на него счетчик и тогда все увидим. Любая теория проверяется только практикой.УчастникТут речь не об этом. Человек спрашивает, какими параметрами ветряка можно управлять с помощью компьютера. Я правильно понял?
Как именно вы планируете задействовать компьютер в работе ветряка?УчастникШтормовой порыв ветра – это сколько м/c ?
Мы планируем один из ветряков поставить в ближайшее время в крыму, там ветра – мало не покажется. Посмотрим, будет ли его “уносить”.Для прибрежных районов, где ветер сильный и постоянный, разумеется лучше использовать лопастные ветрогенераторы. Об этом Вадим выше написал. Но не с позиции что парусник “унесет”…
Участник>Ветряк диаметром 3м на скорости 4м/с будет иметь мощность 100-120Вт- лопастной и 70-90 Вт-парусный.
Откуда такая обобщенная информация? И лопастных и парусных ветряков такого диаметра есть масса модификаций.УчастникРеклама, конечно. ну ладно – пусть будет 🙂
УчастникЯ не очень силен в классических “парусниках”. Есть много моментов которые для них являются врожденными недостатками. Но несомненное преимущество – их простота, конечно привлекательны.
Очень интересный анализ есть на этом сайте http://sites.google.com/site/sailhawt/home/principles-of-construction.
Мне кажется что основные различия (конструкции лучей, размеры парусов и т.п.) являются скорее результатом эстетических и финансовых взглядов, чем плодом научно-технических размышлений. Тот же самый наклон лучей к оси вращения можно предположить как деформация под нагрузкой.
При проработке своей конструкции каждый руководствуется своими соображениями и техническими возможностями. И это правильно! В конечном итоге это стоимость всей затеи!
Но для того чтобы не делать глупостей желательно изучить чей-то опыт. Мне кажется что самый хороший опыт в этом деле имеют яхтсмены. Они работают с парусами уже много сотен лет и сейчас применяют самые передовые технологии.
Так вот у яхтсменов есть одна важная для нас аксиома – такелаж (мачты, ванты, паруса и т.д.) должен быть жестким. Чем жестче тем лучше! Управлять парусами приходится в разных условиях и в штиль и в шторм, под очень разной нагрузкой. А управлять чем-то податливым, мягким, аморфным практически невозможно! Выставить парус под некий выгодный угол к ветру возможно если и сам парус и то на чем он закреплен позволяют их закрепить. Поэтому для парусов применяют жесткие ткани (очень дорогие) мачты делают жесткими и закрепляют большим количеством стальных растяжек.
Если такелаж не жесткий начинаются всякие проблемы (многие кстати видны на Ваших фото). Парус по длине луча имеет разный угол атаки. Верхняя кромка почти 90 градусов, потом угол уменьшается до почти 45-ти, а возле оси опять нарастает. Можно предположить что верх практически не работает (90 градусов), середина “заполаскивает” и соответственно тоже “не тянет” и низ тоже не работает (90 градусов). Остаются некие промежуточные участки, которые по воле случая оказались под выгодным углом атаки. Получается что мы применили длинные лучи, закрепили на них много ткани, а половина этого хозяйства не работает. Обидно…
Профилировка паруса это целое искусство. Хороший парусный мастер – редкость. Но самый распрекрасный парус от самого лучшего мастера закрепленный на “мягкой” мачте – кусок тряпки.
Поэтому оглядываясь на яхтенный опыт нам нужно стремиться делать лучи по жестче и не допускать бестолковой “закрутки” паруса – по яхтенному “твист”. Все крыло должно максимально равномерно “атаковать” ветер. Чтобы мачта была жесткой и легкой желательно “подпереть” ее. Подкос или растяжка сильно облегчают мачте жизнь. Обычный зонт имеет прочную и легкую конструкцию – вот его можно и копировать.
Потом имеет смысл использовать “щелевой эффект”. Паруса образуют его когда несколько перекрывают друг друга. Этот эффект хорошо описан на приведенном выше сайте.
А ставить 8 лучей и на них 4 маленькие “тряпочки” мне кажется совсем глупость. Ни площади, ни качества… Может денег не хватило?УчастникВы знаете, эти теоретические рассуждения с опорой на КИЭВ очень мутная вещь. Сам по себе коэффициент использования ветра величина “сильно переменная”. Он “притянут за уши”, чтобы упростить расчеты, но оказывается только запутывает всех.
Если сравнить работу “парусника” и “лопастника” а одних и тех же условиях, будет видно, что “парусник” сдвинется с места на слабом ветру гораздо раньше и даст энергии больше. Если ветер усилится, то при некоторых скоростях, выработка энергии уравняется – “лопастник” даст столько же энергии сколько “парусник”, а при дальнейшем усилении ветра “лопастник” обгонит “парусник” по выработке энергии. Если попытаться теперь “притянуть” сюда КИЭВ, то окажется что на слабом ветру у “парусника” он больше чем у “лопасника”, а на сильном – наоборот.
И вообще какой смысл высчитывать коэффициент использования бесплатной величины? Ветер нам достается “на шару” и если быть строго научным, то любой коэффициент от нуля это ноль.
Потребителю же нужно относительно небольшое количество энергии (несколько киловатт) но очень регулярно. И при этом главный вопрос – стоимость этой энергии. Тут есть с чем сравнивать, государственная сеть, бензо- и дизель генераторы. То есть сказать что некоторые потребители готовы платить любые деньги – ошибка. Стоимость энергии от ветряка можно вычислить как его первоначальная цена плюс расходные (например аккумуляторы) и все это деленное на энергию использованную за срок его эксплуатации. При этом обращаю внимание – делить не на выработанную энергию, а на использованную, т.е. на ту из которой потребитель смог получить нужные ему вещи (свет, вода, тепло, работа и т.д.) Если ветряк дает 20 кВт, а Вы смогли “оприходовать” только 2 кВт, то 18 кВт будет “сброшено” в окружающую среду в виде тепла, а платить за все киловатты (при покупке ветряка) все равно Вам.
Из той “формулы”, что я привел выше, можно понять, что на стоимость энергии от ветряка влияют три основные вещи: цена ветряка, цена “убитых” аккумуляторов, и количество энергии использованной Вами за срок его службы.
По цене ветряка все более менее понятно – чем меньше тем лучше. И при этом мощность исходя из “разумной достаточности”.
С аккумуляторами несколько сложнее. Много аккумуляторов дадут нужное количество энергии тогда когда Вам хочется. Но срок их службы в любом случае 3-5 лет, очень хорошие до 8. Но срок их службы четко связан с ценой: больше цена – больше срок. Т.е. экономить можно только на их количестве. А это значит, что можно не иметь энергии в любой момент. Но с другой стороны можно ведь планировать свои затраты! Процессы с большими затратами энергии можно откладывать “на попозже”, когда будет ветер. Это вопрос “экологического воспитания”, нам нужно научиться подстраиваться под окружающую среду, хотя последние пару веков мы старались “подстроить природу” по себя.
И последняя составляющая при расчете цены – количество энергии потребленной за срок службы установки. Поскольку эта величина в знаменателе, то чем больше тем лучше. То есть Вам нужно уметь использовать всю энергию, которую дает ветряк. А это значит нужно научиться ее “запасать”. Накачать воду впрок, нагреть теплоаккумулятор и т.п. Это опять навыки “планирования затрат” и “экологического воспитания”.
Я тут много понаписывал не по теме, но на самом деле все это очень важно для ясного понимания проблем и задач “ветрякостроения”.
Теперь по Вашим вопросам:
1. Для Ваших условий важно иметь столько лопастей, чтобы полностью перекрыть ветровой поток. 6-8 это правильно, с соответствующей площадью парусов.
Не зацикливайтесь на фазности. Любое количество фаз легко выпрямить и потом сложить.
Это даже проще чем бороться с одной мощной фазой.
2. Ткань мы используем плотностью 600 г/м.кв. Дороговато конечно, но надеемся что срок службы оправдает эти затраты.
4. Про токосъемные кольца спорить не стану. Это в конце концов вопрос цены и веры. Если цена Вас не пугает, а вера укрепляет, то для Вас это оптимальный вариант.
5. По СНиП 2.01.07-85 у Вас I ветровой район и максимальное давление у Вас 23кгс/м.кв.
Если Вы сделаете конструкцию способную выдержать такое давление, то 50 лет можно не волноваться. А по поводу защиты, я закрепил бы “шкотовый угол” на достаточно мощной пружине. Тогда угол атаки при усилении ветра будет увеличиваться и когда скорость ветра уравняется с относительной скоростью лопасти (вращение на некоторый угол атаки) практически наступит флюгирование. Паруса даже могут заполаскивать, только колесо будет вращаться. Т.е. он будет работать даже при штормовом ветре!
Мне кажется это проще и надежнее чем “ломающиеся мачты”.УчастникДа мы и не планировали делать чертежи бесплатными. В их разработку уже вложено несколько тысяч долларов. Вопрос стоит только о цене.
А вот бесплатные образцы чертежей (чтобы те, кто собирается купить имели представление и том, что они покупают) – обязательно выложим.УчастникАвтомобильный генератор нормально работает в диапазоне 2-12 тыс. об/мин. Совсем не маленькие обороты! Без повышающего редуктора на ветряк можно не ставить. А редуктор должен иметь передаточное отношение от 50 и выше. Тоже не простой агрегат…
УчастникВ “ветрякостроении” есть определенная путаница с понятиями и терминологией (как впрочем часто бывает между наукой реальностью). Я сам потратил некоторое время на то чтобы систематизировать для себя то что нашел в литературе и в интернете. Мое понимание может быть спорным, но какое есть.
Попытаюсь ответить на Ваши вопросы в том же порядке в каком Вы их изложили.
1. Количество лопастей для ветряка должно подбираться исходя из района его эксплуатации. Дело в том что диапазон ветров в реальных условиях колеблется от “нуля” до десятков м/с. Таким образом режимы работы изменяются от “статики” до хорошей динамики. А работа лопастей в этих режимах тоже разная.
В статике, чтобы получить хоть сколько-нибудь значимый момент, нужна большая площадь лопастей. Ведь лопасти неподвижны (или почти неподвижны) и “снять” энергию со слабого ветра можно только подставив ему как можно большую поверхность. Тогда, притормаживаясь, ветер отдаст максимальное количество энергии.
При сильном же ветре картина другая. Лопасти имеют достаточно большую собственную скорость и способны “обработать” достаточно большую площадь ветрового потока. Если представить себе ветровой поток в виде палки колбасы, а лопасти ветряка представить как ножи, то проталкивая колбасу через вращающиеся ножи вся колбаса будет нарезана на тонкие ломтики. Точно так же и ветровой поток – при быстро вращающихся лопастях он практически весь вступает во взаимодействие, замедляется и таким образом отдает свою энергию. Таким образом площадь лопастей может быть очень малой, а их количество минимальным. Кстати авиаторы иногда применяют пропеллеры с единственной лопастью, и ничего прекрасно работает.
Почему же “многолопастник” плохо работает на сильном ветру?
Дело в том что есть еще одна большая составляющая в работе лопастей – трение воздуха о их поверхность. На малых скоростях это трение невелико и мало влияет на их работоспособность. При увеличении скорости потери на трение возрастают быстрее чем “снимаемая” с ветра энергия и на относительно быстро наступает равновесие – потери на трение уравниваются с получаемой энергией. Ветроколесо больше не разгоняется. Этим объясняется, что такие ветряки почти никогда не “идут вразнос”.
Из вышеизложенного следует, что промышленные гиганты, которые устанавливаются в районах с постоянными сильными ветрами, совершенно справедливо имеют двух-трех-лопастную конструкцию с совершенным аэродинамическим профилем.
Применение же такой конструкции в районах со слабыми ветрами ничего хорошего не дает. Такие ветряки почти всегда стоят и выработка энергии у них очень мала.
2. Для “парусного” ветряка, мне кажется, лучше применять армированную ПВХ. Эти ткани “заточены” под эксплуатацию на солнце, при морозе, при сильном ветре и т.п. Что же касается “шумности”, то все не так плохо. Ткань шумит (хлопает) когда ветер дует вдоль ее поверхности (как на боковых стенках грузовиков). Когда ветер дует на поверхность (даже под большим углом) – ткань натягивается и не издает ни звука. “Хлопнуть” ткань может если ветер “танцует”, заходит с разных направлений. Тогда колесо может не успевать повернуться и ткань “заполощет”. Но опять же следует понимать, что это условия сильного “рваного” ветра, а в таких условиях все вокруг шумит, гудит и громыхает. И с другой стороны это лишний аргумент в пользу некоторого удаления ветряка от жилища.
3. АД по моему не совсем то что нужно. Для работы на малых скоростях без редуктора есть вполне понятное решение – многополюсный генератор. Желательно с достаточно большим диаметром. Обмоточный или на постоянных магнитах – не принципиально. Важно что за один оборот “срабатывает” много полюсов и за счет диаметра с приличной скоростью. Конструкция на постоянных магнитах существенно проще, а значит надежнее. Эффективные редкоземельные магниты стали вполне доступными, а значит весь генератор получается не слишком дорогим. Вполне объяснимо, что практически все небольшие ветряки сейчас снабжены генераторами на постоянных магнитах.
4. Токосъемное кольцо не очень надежный узел. И при этом довольно дорогой. Посмотрите на токосъемники троллейбусов и трамваев при гололеде. Почти постоянная дуга! И это при том что провод медный а токосьемник с графитовым вкладышем. Можно конечно сделать токосъемное кольцо и потом его хорошо защищать, но опыт реальной эксплуатации показывает, что за несколько месяцев эксплуатации кабель проворачивается на считанные обороты. Может быть проще пару раз в год подойти к ветряку отсоединить разъем и раскрутить кабель? Мы в своей конструкции предусмотрели подпружиненный упор. Он позволяет проворачиваться головке на 1,5 оборота.
5. Как будет работать наша “складушка” скоро увидим. Реальная эксплуатация – главный судья.
У меня есть подозрение, что “парусник” вообще не нуждается в какой-то защите от шторма. На сильном ветру он не идет вразнос, а значит достаточно иметь прочную конструкцию, чтобы выдерживала сильный ветер. В конце концов мы ведь никак не защищаем от ветра здания и сооружения! Высотные здания, дымовые трубы, башни и мачты связи – все выдерживают штормовые ветра. А если с домов срывает крыши, валяет деревья и переворачивает корабли, то упавший ветряк вряд ли сильно кого-то огорчит. Тут пожалуй важнее чтобы никого не придавило и чтобы не сложно было его восстановить.
Нужно искать разумный компромисс между стоимостью и надежностью. Совсем ненадежный агрегат никого не порадует, но и очень дорогой тоже не нужен, энергию можно получать и другими способами.УчастникТак есть же трехмерные модели ветроголовки на сайте. Поклацайте по статьям в разделе О ветрогенераторе “Ветронет”.
>Я считаю, что именно “выкладывать” чертежи, конечно не стОит! Но дать ЭСКИЗЫ этих >чертежей – было бы неплохо! Дело в том, что у людей, которые хотят построить такие >конструкции для себя, глядя на эскизы(т.е. на чертежи без оригинальных размеров и >описания конкретного устройства некоторых узлов), сразу же отпадет МАССА вопросов, >которые изначально сидят в голове! Глядя на эскиз, человек уже примерно понимает как и >из каких узлов должна быть данная конструкция и начальные, самые глупые вопросы, у >него уже отпадут сами собой! Тут же можно указать рекомендации по выбору материалов – >для тех же парусов, лучей, мачты и т.д.
Согласен, в принципе. Будем выкладывать.
>Ну а по поводу стоимости чертежей… Ну это уже “шкурный” вопрос! На сколько совесть >позволит! :-))) Но считаю, что если уже и оценивать их, то ни как не больше 15-20% от >предполагаемой стоимости готового ветряка! 😉
Хорошая мысль! Примерно на это и будем рассчитывать!
-
АвторСообщения
