ветрогенератор

Как показала практика. Мне стало совершенно очевидно – надо использовать ветер. Дни стали более пасмурные и СБ не справляются. Для не продолжительного пребывания два/три дня, энергии накопленной в аккумуляторах еще хватает. А после начинаются сложности.

Поразмыслив мы (с сыном Вовкой), пришли к следующему: надо ставить ветрогенератор. Можно конечно докупить панели, но экономически это выйдет дороже. Можно поддерживать систему дизель генератором. Но этот вариант мы отметаем в принципе. Если участок не большой (12 соток) постоянный шум от работы дизеля доведет до бешенства соседей и вас самих. Заправлять надо постоянно, значит и подвозить топливо тоже надо постоянно. Солярка, или тем более бензин, стоят денег. А зимой? Мало радости остывшую технику заводить, даже если она и снабжена автозапуском, все равно не избежать возни. Лично я это не люблю. Опять же, основной провал случается ночью, поскольку ночью батареи не производят энергию вобще. И все потребители «высасывают» из аккумуляторов накопленное за день электричество. И что дизель всю ночь лопатить будет? Как-то «не комильфо».

На всякий случай сын сварганил коммутацию, которой в авральном режиме можно подзарядить АБ от машины. Ну там датчики всякие, амперметры и т.д. Тривиально «прикурить», т.е. подгоняем машину, заводим, протягиваем кабеля с клем автомобиля и даем на гелевые АБ зарядку. Очень не удобно, потому как предварительно надо отсоединить от системы гелевые аккумуляторы, заряжать их таким способом не рекомендуется долго, и т.д. и т.п. Вобщем- не элегантное решение.

Итак:

• докупать СБ не экономично и не продуктивно. Ночью они будут простаивать.
• дизельгенератор – не экологично, шумно, не удобно и опять же дорого.
• зарядка от авто – не удобно, тоже не дешево.

Остается ветрогенератор. Самое ценное в этом решении, что он будет подавать заряд на АБ ночью! Если конечно есть ветер. А он у нас присутствует почти всегда. Кстати, ветряк начинает подавать ток при ветре около 4 м/сек. Это легкий ветерок, очень легкий. Ну и ток будет при таком ветре тоже «легкий». Зато тихо и круглые сутки.  (далее…)

Испытания генератора в самом разгаре, а мы торопимся показать некоторые результаты. Публика в нетерпении и это приходится учитывать.

Нужно сразу оговориться, что макет, выполненный для испытаний, оставляет желать лучшего, поскольку нам пришлось «на ходу» менять исполнителя работ. Статор с катушками сделали из фанеры и добиться хорошей точности не удалось. Это повлекло за собой увеличение зазоров между магнитами и катушками. Само собой стало понятно что показатели будут занижены. Но ради скорости решили первые эксперименты провести с таким статором, а тем временем изготовить текстолитовый, и потом уточнить характеристики.

Еще одна проблема – двигатель для стенда. Двигатель с редуктором, который готовили на стенд оказался неработоспособным. Заказали новый, а тем временем приладили дрель через ременную передачу (примерно 1:5) и решили испытывать каждую фазу отдельно.

В качестве нагрузки использовали сопротивления из нихромовой проволоки. Такую используют при изготовлении «козлов». И другой вариант для наглядности – батарея из ламп накаливания (5х100 Вт).
Сам генератор имеет 32 магнита (по 16 на каждом магнитопроводе) и 12 катушек намотанных медным проводом Ǿ 0,75 мм. по 200 витков. Катушки разбиты на три фазы, по 4 катушки в фазе. Магниты N-Fe-B Ǿ 40 мм. и толщиной 5 мм.

Генератор, после некоторой отладки, заработал и показал следующие характеристики при измерениях в одной фазе:

Нужно пояснить, что частота фиксируемая прибором, прямо связана с оборотами. Поскольку генератор имеет 16 полюсов, то несложно определить истинную скорость вращения – примерно 120, 240 и 380 об/мин. Под нагрузкой 4 А мощности дрели не хватило, чтобы довести обороты выше 250 об/мин. Полученные данные усреднялись по 10-12 измерениям.

Сравнение экспериментальных данных и результатов расчетов показали хорошую сходимость (около 5%). Таким образом можно считать, что методика расчетов не содержит серьезных ошибок.

Если полученные данные экстраполировать на генератор проектных размеров (24 полюса с такими же катушками) и построить график, то выглядеть он будет следующим образом (см. рисунок). Черные линии это характеристика в таком же качестве что и наш макет, а синие линии это характеристики по расчету и скорее всего при нормальном серийном изготовлении.

Если «приложить» этот график к ветряку, то можно ожидать, что при скорости ветра 6,5 м/с ветрогенератор сможет вырабатывать около 3 кВт. Единственный вопрос, который нужно уточнить при натурных испытаниях – размеры лопастей. Возможно их придется увеличить.

Полученные предварительные результаты вселяют в нас уверенность и мы готовим производство!

Фотографии с Сорочинской ярмарки.

Не удержались – решили приколоться:

Супер-интересно наблюдать за ходом мыслей некоторых людей, которые отражаются буквально на лице. Подходит, смотрит, приглядывается. Пробует банку рукой и вопрошает наконец:

- Так а как оно, это, нагревается? Я уже 15 минут стою – до сих пор не закипело…
Отвечаем: – Вы 15 минут стоите, а мы уже третьи сутки ждем!

В нашем решении мы остановились на аксиальном многополюсном генераторе с постоянными магнитами Ni-Fe-B. Причем, ось с обмотками неподвижна, а внешняя обойма с магнитами – ротор. Это позволяет закрепить лопасти ветряка с механизмом складывания непосредственно на корпусе генератора. Таким образом, ветряк имеет всего два подшипника.

Ротор с постоянными магнитами выполнен в виде двух плит-магнитопроводов. Корневая плита закреплена на фланце корпуса болтами, вторая плита закреплена к корневой через дистанционные втулки, обеспечивающие необходимый зазор для статора с обмотками.

Статор закреплен на неподвижной оси между двумя плитами-магнитопроводами и контакты от всех обмоток выведены на ось через отверстие второй плиты ротора. Это отверстие выполнено достаточно большим (что упрощает электромонтаж), и ориентировано на набегающий поток воздуха. Вращающийся ротор и подпор набегающего потока воздуха обеспечивают эффективную вентиляцию обмоток, что позволяет генератору поддерживать большой ток нагрузки.