Серия из нескольких статей о том, как был построен самодельный ветрогенератор. Начиная от изготовления лопастей и заканчивая электроникой контроллера. Автор: Mike Davis
Поделиться этой страницей в:
Часть 6. Установка мачты
Первым делом нужно было сделать и установить мачту. Приехав на свой участок и разгрузив фургон, я отравился в ближайший магазин (приблизительно 60 миль в одну сторону) и купил трехметровый кусок водопроводной трубы диаметром 1¼ дюйма. Дальше сборка происходила быстро. Вбив в землю четыре больших деревянных кола, я привязал к ним нейлоновые растяжки. Талрепы на нижних концах растяжек позволяли мне без труда выровнять мачту по вертикали. Со временем нейлоновые растяжки будут заменены тросами, а деревянные колья стальными. Но и сейчас все работало прекрасно.
На этой фотографии я с близкого расстояния показал, как закрепить растяжки в верхней части мачты.
На фотографии видно установленное на землю основание мачты, и провод, выходящий через тройник в нижней части трубы. Для подключения генератора к контроллеру я использовал старый сетевой удлинитель со сломанной розеткой, обкусив его с обоих концов. Протащить провод через трубу было совсем легко, т.к. стояла холодная погода и провод был очень жестким. В теплую погоду для этого, скорее всего, мне потребовалась бы специальная стальная поволока.
На этой фотографии показана турбина, установленная на конце мачты. Я нанес смазку на трубу в нижней части флюгера и вставил ее в верхнюю часть водопроводной трубы. Получился прекрасный подшипник. Жаль, никого не было вокруг, чтобы сфотографировать, как я ставил мачту с флюгером.
Я стал ждать ветра. Был полнейший штиль. Первый безветренный день, который я наблюдал когда-либо в этих местах. Обычно здесь всегда дует ветер. Что же, оставалось только ждать.
Наконец! Подул ветер, и турбина закрутилась. Почему-то в эти дни ветер на моем участке был необычно слабым. Впрочем, турбина все равно давала много энергии, несмотря на то, что скорость ветра не превышала 20 миль в час.
Часть 7. Теперь у меня есть электричество.
На этой фотографии показаны контроллер, аккумулятор и всяческая, подключенная к ним, электроника и электротехника. Вы можете видеть инвертор на 120 В и мультиметр для наблюдения за напряжением аккумулятора и турбины. К инвертору подключены электробритва и зарядное устройство для аккумуляторов. Позднее с помощью сетевого удлинителя я провел электричество прямо в свою палатку. Хаотическая конструкция, конечно, но я очень торопился воспользоваться ветром, которого так долго ждал. Думаю, это некоторое оправдание для меня.
Здесь электроника видна крупным планом. Мультиметр показывает, что турбина вырабатывает напряжение 13.32.В. А электробритва и зарядное устройство через инвертор нагружают систему.
А здесь мультиметр показывает, что турбина вырабатывает 13.49 В. Напряжение нагруженной турбины от скорости ветра зависит мало. Как только начинает дуть ветер, турбина разворачивается к нему и начинает вращаться. Турбина раскручивается все быстрее и быстрее, до тех пор, пока ее выходное напряжение не превысит сумму напряжения на аккумуляторе и падения на диоде (это что-то около 13.2 В, в зависимости от степени заряда аккумулятора). Как только напряжение превышается, турбина сразу получает нагрузку из-за подключения аккумулятора. Теперь, чем сильнее дует ветер, тем большим током заряжается аккумулятор, а скорость вращения турбины от скорости ветра почти не зависит. Система прекрасно саморегулируется. Конечно, как поведет себя турбина при шторме, сказать сложно. Но очевидно, что балластная нагрузка, подключаемая контроллером к турбине, очень эффективно выполняет роль тормоза, даже при сильных порывах ветра. А замыкание турбины накоротко тормозит ее еще лучше, что я уже имел возможность проверить.
В конце концов, я решил, что моя установка смонтирована слишком неаккуратно, и даже опасно. Путаница сильноточных проводов, похожая на мышиное гнездо, расположенных на алюминиевом столе – неумное решение. Риск короткого замыкания был очень велик. Поэтому я привел всю электронику в порядок, установив ее на лист фанеры и водрузив конструкцию на пластиковый контейнер. Затем я пустил длинный кабель от инвертора к своему лагерю, и подключил к нему все свои приборы.
Вот, так сказать, панорама моей установки.
Как же здорово! У меня есть электричество! Мой ноутбук получает энергию от инвертора, который, в свою очередь, получает энергию от ветрогенератора. Обычно заряда аккумуляторов хватало ноутбуку часа на два. А теперь аккумуляторы мне вообще не нужны. Я могу выгрузить в компьютер переполненную карту памяти фотоаппарата или посмотреть DVD. Могу заряжать сотовый телефон, пользоваться электробритвой, насосом для надувного матраца. Примитивный быт предыдущих поездок закончился!
Во что же обошлось мое детище ? Я сохранил чеки на все, что покупал для этого проекта.
Не так уж плохо. Не думаю, что промышленная турбина соизмеримой мощности, промышленные контроллер и мачта обошлись бы мне меньше чем $750-$1000.
Вот мои планы по усовершенствованию этой системы:
- Смонтировать электронику в водонепроницаемом корпусе. - Подключить приборы для контроля за напряжением батарей и током заряда/разряда. - Подключить тахометр для измерения скорости вращения. - Увеличить количество аккумуляторов. - Добавить еще одну турбину или солнечную батарею. - Приобрести более мощный инвертор. - Придумать что-то для автоматического флюгирования или торможения турбины при сильном ветре. - Сделать для мачты бетонный фундамент - Увеличить высоту мачты и заменить нейлоновые растяжки стальными тросами.
Почти ничего из этого списка в полевых условиях я сделать не сумею. Но спрятать электронику в водонепроницаемый корпус и подключить измерительные приборы всё же попробую. По мере развития проекта, я буду продолжать рассказ о нём.
Часть 8. Вопросы и ответы.
Мой сайт стал очень популярным. Спасибо всем за интерес и поддержку. В электронных письмах я получаю тонны вопросов, касающихся (и не очень касающихся) ветроэнергетики. Некоторые вопросы задают регулярно. К сожалению, у меня просто не хватает времени отвечать на все. Я стараюсь читать все письма, но напряженный график не позволяет ответить на большинство из них. Вместо этого ответы на наиболее часто задаваемые вопросы я размещаю на сайте.
Вопрос 1:
Что вы делаете, чтобы защитить силовой кабель внутри мачты от закручивания ?
Ответ:
Этот вопрос мне задают чаще всего. Отвечаю лаконично: ничего не делаю. Ничего страшного с кабелем не происходит. Ветер разворачивает турбину то в одну сторону, то в другую, и никаких тенденций к закручиванию кабеля не наблюдается. В конце концов, если потребуется, совсем несложно отключить кабель внизу и раскрутить его вручную. Впрочем, у меня есть идея, как легко сделать кольцевой токосъемник, который исключил бы малейшую возможность закручивания кабеля. Но, повторю, большой необходимости в этом нет. Может быть, я испытаю токосъемник на следующей турбине.
Вопрос 2:
Можете ли вы помочь мне сконструировать такую турбину, которая снабжала бы электричеством весь мой дом (ферму), чтобы я мог уйти из под опеки энергетической компании ?
Ответ:
Короткий ответ: нет. И не только потому, что у меня мало свободного времени, а прежде всего, потому, что моя система никогда не конструировалась для электроснабжения целого дома или фермы. Она хороша там, где в условиях полного отсутствия электрических сетей вам надо получить несколько сотен ватт мощности. Я работаю над созданием новых турбин, и даже солнечных батарей, чтобы увеличить производство электроэнергии. Но, даже в случае успешного завершения моих разработок, их мощности никогда не хватит на дом или ферму. Моя конечная цель только в том, чтобы питать небольшой автоприцеп и обсерваторию на участке в Аризоне, где потребность в электроэнергии возникает лишь время от времени. Если вам нужна более мощная система, помочь сможет только человек с опытом конструирования больших турбин.
Вопрос 3:
Над чем вы работаете сейчас ?
Ответ:
Если позволит время, я переделаю контроллер заряда. Он будет спрятан в водонепроницаемый контейнер и оснащен автомобильными приборами для контроля тока и напряжения. У меня есть все, что нужно для этого, не хватает только времени. Кроме того, я конструирую турбину, которая автоматически отворачивалась бы от слишком сильного ветра, чтобы не допустить ее разрушения. Я начал, также, работу по созданию солнечных батарей из дешевых фоточувствительных панелей и легкодоступных материалов. Как только что-то получится, обязательно выложу свой рассказ на сайт. Но, скорее всего, это будет новая страница сайта, а не продолжение страницы, посвященной ветровому генератору.
Часть 9. Второй год с электричеством.
На этой фотографии я устанавливаю ветровую турбину во время моей очередной поездки в Аризону в мае 2007 г. Почти всю свою технику я оставлял на своем участке в Аризоне. Домой забирал только турбину и контроллер заряда. Мое добро пережило зиму нормально, только слегка покрылись ржавчиной некоторые части мачты. Я быстро собрал все обратно, и все прекрасно заработало.
Во время весенних каникул я пользовался ветровой турбиной для питания моего нового раскладного прицепа. Ежедневно, и большую часть каждой ночи, дули сильные весенние ветры, и турбина вращалась практически непрерывно. Ее мощности хватало для внутреннего освещения и для инвертора 120 В, к которому я подключал зарядное устройство, электробритву и мини пылесос. Правда, моя подруга жаловалась, что для ее фена мощности не хватает.
Здесь вольтметр показывает, что при сильном ветре турбина вырабатывает 14.5 В. Хотя с питанием прицепа турбина справлялась хорошо, я подумал, что возможности для ее усовершенствования еще есть. В прицепе есть собственный преобразователь из 120 В переменного тока в 12 В постоянного для питания внутреннего освещения и всяких аксессуаров. Потери на преобразование из 12 В в 120 и обратно думаю, не в последнюю очередь, способствовали быстрому разряду аккумулятора в периоды слабого ветра. Разумнее было бы 12 В устройства питать напрямую. Единственный недостаток, который я видел в таком решении, был в том, что напряжение не было бы стабилизированным, и при изменении силы ветра прыгало бы на вольт-другой в обе стороны. Для освещения это не так уж и важно, но для некоторых устройств было бы совсем нежелательным.
На фотографии показана турбина, развернувшаяся к ветру. Времени на модернизацию контроллера у меня так и не нашлось, как не нашлось времени даже на то, чтобы убрать его в водонепроницаемый корпус. Так что пока, для защиты от непогоды, я просто положил электронику в пластиковый контейнер для мусора. Тоже полезно, так как за время нашего присутствия в Аризоне несколько раз шел дождь. А бутылка на контейнере не позволяет ветру сорвать с него крышку.
Продолжение следует...
На английском языке: На английском языке: На английском языке: На английском языке:
На главную
