Следует учесть, что высота установки ветроколеса зависит от наличия препятствий (деревьев, зданий и других сооружений), находящихся в непосредственной близости от него. В идеальном случае лопасть ветроколеса должна быть выше близкорасположенного препятствия не менее чем на два метра. Необходимо учитывать, что влияние препятствия на воздушный поток распространяется на расстояние, равное пятнадцатикратной его высоте.
Ветроэлектростанция с горизонтальной осью вращения, несмотря на достаточно высокий коэффициент полезного действия, имеет свои недостатки. В частности, передача большого тока через коллектор вызывает ощутимые потери энергии и может привести к неприятностям как из-за нарушения контактов при их окислении, так и из-за снижения упругости пластин щёточного устройства. И ещё: ветроколесо такого типа обладает качествами гироскопа — волчка, стремящегося сохранить в пространстве ориентацию оси вращения. Именно поэтому при изменениях направления ветра возникает значительная нагрузка на подшипники, что сокращает срок их службы.
«Ротор»
Во многих случаях более выгодной окажется роторная ВЭС, у которой ветроколесо имеет вертикальную ось вращения и может работать при любом направлении ветра.
Известно несколько типов роторных ветродвигателей. Одним из самых простых и эффективных является вингротор, представляющий разрезанный по диаметральной плоскости полый цилиндр со смещёнными друг относительно друга частями. Такой ротор хотя и тихоходнее ветроколеса, но имеет больший крутящий момент и способен работать при незначительных скоростях ветра. Главное же его достоинство — способность вращаться при любом направлении ветра и как следствие — отсутствие поворотного устройства и коллектора.
К числу достоинств ВЭС с вингрото-ром относится и простота её конструкции.
Роторный ветрогенератор монтируется на столбе или мачте. О том, как это делается, читателям уже известно из описания ВЭС типа «Диск». Основание сваривается из стальных уголков сечением 4x40x40 мм. В верхней его части приваривается ступенчатый вал, на котором устанавливается тормозной барабан от колеса мотоцикла «Урал» или «Иж».
Ротор изготавливается из фанеры. Потребуются три диска диаметром 1000 мм и толщиной 10 мм — для аэродинамических шайб-перегородок и четыре пластины размерами 500х 1050 мм толщиной 4…5 мм — для лопаток ротора. Стыковка всех этих элементов производится с помощью дюралюминиевых уголков сечением 30x30x2 мм, согнутых так, как показано на рисунках, и винтов М5 с гайками и шайбами. Ротор усилен стяжками из стальных стержней диаметром 6 мм с резьбой на концах. Нижняя шайба укреплена деревянными брусками сечением 40×40 мм.
Теоретический чертёж двухлопастного ветроколеса
Ветроэлектростанция «Ротор»:
1—электрогенератор типа Г-221; 2,4,6,17—аэродинамические шайбы роторного ветроколеса; 3,5,18—лопатки ротора; 7—цепная передача мультипликатора; 8—ступица ветроколеса (тормозной барабан мотоцикла); 9,16—лопатки аэродинамического тормозного устройства; 10—ось вращения роторного ветроколеса; 11—опора; 12—ушки крепления растяжек; 13—кронштейн крепления электрогенератора; 14—усиление нижней аэродинамической шайбы (деревянный брусок 40×40 мм); 15—кронштейн (уголок 30x30x2 мм, дюралюминий)
После предварительного монтажа ротор разбирается, фанерные элементы два-три раза пропитываются горячей олифой, после чего он собирается уже окончательно и окрашивается алкидной эмалью.
На подшипниковый узел (тормозной барабан от мотоцикла) ротор монтируется с помощью дистанционных втулок и болтов М8 с гайками и шайбами. Между узлом и ротором устанавливается самодельная ведущая звёздочка цепного мультипликатора, а на вал генератора — ведомая (малая звёздочка от двигателя Д8 или V-50). Ведущая звёздочка вырезается из дюралюминиевого листа толщиной 4 мм по известной технологии, когда на её делительной окружности сначала размечаются центры отверстий, образующие впадины зубьев, а затем с помощью сверла, ножовки и напильников формируются сами зубья. Передаточное число мультипликатора I = 5…6.
Автомобильный генератор устанавливается на кронштейн, составляющий вместе с основанием винтротора единый сварной узел. Крепление генератора к кронштейну — штатное, как на автомобиле: с помощью шарнира и резьбового фиксатора-натяжителя.
Роторный ветрогенератор оснащён почти таким же тормозным устройством, как и на ВЭС типа «Диск». Привод его также аэродинамический: на оси тормозного кулачка закрепляется стальная втулка с четырьмя приваренными трубчатыми штангами. На концах каждой расположены полуцилиндрические фанерные лопасти. Пружина, стягивающая тормозные колодки, заменяется другой, с меньшей жёсткостью. Срабатывать такое устройство должно при скорости ветра выше 10 м/с.
Электронная схема роторной ВЭС ничем не отличается от той, что используется на ветрогенераторе «Диск».
Рекомендуем почитать
- «АНСАТ»
Одновинтовой вертолет классической схемы «Ансат» спроектирован в КБ Казанского вертолетного завода. «Ансат» рассчитан на перевозку до девяти пассажиров или 1300 кг грузов (на внешней... - РАССТРЕЛЯЕТ РОБОТ
Автономный робот способен обнаружить и нейтрализовать нежелательных злоумышленников при помощи мягких дротиков, но подключено может быть любое автоматическое оружие, тогда робота можно...