Вертикальные ветрогенераторы

Что такое ветрогенератор

Ветрогенератор — это механическое устройство, предназначенное для выработки (генерирования) электрического тока. Поток ветра вращает рабочее колесо, взаимодействуя с его лопастями. Вращение передается на генератор, который начинает вырабатывать электрический ток. Такова схема действия ветрогенератора. На практике все намного сложнее, так как возникает масса трудностей технического и эксплуатационного характера, но в целом возможности этих устройств сильно недооценены.

Россия считается энергоизбыточной страной, имеющей большое количество мощных электростанций, но, тем не менее, имеются районы, где сетевого электричества нет до сих пор. Использование энергии ветра для выработки энергии для подобных районов является хорошей альтернативой, позволяющей решить вопрос если не полностью, то в достаточной степени.

Количество полученной энергии прямо пропорционально мощности генератора и скорости вращения ветряка, что позволяет в теории использовать несколько устройств для получения необходимого количества электроэнергии. Практика пока недостаточно иллюстрирует ситуацию, так как на сегодня для сбора статистических данных не имеется достаточного количества генераторов. Поэтому приходится пока довольствоваться расчетными данными, которые в большинстве случаев подтверждаются на практике.

Существуют две основные разновидности ветрогенераторов:

• с горизонтальной осью вращения. Они считаются наиболее эффективными, имеют больший КПД и дают неплохие результаты при пользовании
• с вертикальной осью вращения. Эти устройства менее эффективны, но обладают рядом специфических качеств, делающих их не менее востребованными среди подобных агрегатов

Использование автомобильного генератора

Одним из необходимых элементов ветрогенератора является собственно генератор, устройство, преобразующее энергию вращения в электрический ток.

Существуют разные пути решения вопроса, от самодельных конструкций, до использования мотор-колеса или иных готовых устройств. Одним из эффективных вариантов является автомобильный генератор. Это готовая конструкция, не нуждающаяся в каких-либо существенных изменениях или переделках.

Применение автомобильных генераторов сокращает время изготовления ветрогенератора, снимает заботу о создании генератора своими руками (часто с неясным результатом).

Приведенный видеоролик достаточно подробно и наглядно демонстрирует процесс доработки, установки и прочих действий с автомобильным генератором при создании ветряка.

Изготовление ротора Савониуса

Конструкция Савониуса, при всех своих недостатках, наиболее удобна для создания своими руками. Она не требует создания лопастей со сложными криволинейными поверхностями или сечением, способствующим созданию подъемной силы. Для изготовления лопастей Савониуса подойдут любые криволинейные элементы из продольно разрезанных пластиковых труб, металлических бочек, загнутых самостоятельно металлических листов.

Для изготовления ротора достаточной величины прежде всего потребуется ось вращения, установленная на подшипники. Наиболее распространена конструкция, когда часть вала, на которой будут закреплены лопасти, выходит из проходной ступицы с подшипником и остается свободной, чтобы не создавать препятствий для движения лопаток. Нижняя часть вала проходит через второй подшипник и оснащается шкивом для передачи вращения на мультипликатор (устройство, увеличивающее скорость вращения) или непосредственно на генератор.

Изготовление лопаток требует наличия материала. Как уже говорилось, используются изначально загнутые элементы, или применяются стальные листы (например, из оцинкованной стали), профиль которым придается самостоятельно. Выбор того или иного варианта — вопрос доступности или возможностей мастера, но если лопатки делаются полностью самостоятельно, то не возникает зависимости от размеров труб, бочек или иных цилиндров.

Установка лопаток производится на прямой линии, проходящей через ось вращения. При монтаже большого количества лопаток может получиться ситуация, когда ротор находит устойчивое положение и не запускается даже при относительно большой скорости ветра, что требует приложения к нему стартового импульса. Необходимо также следить за весом конструкции и стремиться всячески снизить его, но не в ущерб прочности. Легкая вращающаяся часть начинает движение при меньших скоростях ветра, поэтому чрезмерно увеличивать массу ротора нецелесообразно.

Виды ветрогенераторов с вертикальной осью вращения

Вертикальный ветрогенератор — это устройство, ось вращения которого расположена перпендикулярно направлению потока ветра и ориентирована в вертикальном направлении. Продольные оси лопастей параллельны оси вращения.

Если горизонтальные генераторы по внешнему виду напоминают пропеллер, то вертикальные ближе к барабану центробежного вентилятора, установленному вертикально и оборудованному малым числом лопаток (обычно их 2 штуки, но бывают и другие варианты). Такое расположение позволяет лопастям одинаково реагировать на потоки ветра с любой стороны без необходимости ориентирования оси вращения на встречном направлении к движению воздуха.

Существуют различные виды вертикальных ветрогенераторов. Разница между ними заключается лишь в типе вращающейся части — ротора, поскольку конструкция неподвижного статора принципиальных изменений не имеет. Известны такие виды, как:

• ортогональный ротор. Его лопасти расположены по касательной к окружности вращения и имеют сечение как у крыла самолета. Способен начинать вращаться даже при относительно слабом ветре, увеличивая скорость за счет разрежения воздуха над поверхностью лопастей и уплотнения под ней (возникновения подъемной силы). Не имеет высокой парусности лопастей, что позволяет стабилизировать скорость вращения и исключить резкие изменения динамики, способные вывести из строя подшипники
• ротор Савониуса. Представляет собой две изогнутые в виде половинок трубы лопасти. При большой площади уравновешивания сил, воздействующих на лопасти, не происходит, так как поток, действующий на внутреннюю часть лопасти, отражается от ее изгиба и частично попадает в изгиб второй лопасти, усиливая ее вращение. Обратная сторона разбивает поток на равные части, одна из которых обтекает изгиб и попадает на рабочую часть, увеличивая вращающий момент, а другая уходит в сторону. Эффективность такого ротора невелика, всего 15%, но по сочетанию характеристик он вполне достоин внимания
• ротор Дарье. Это один из вариантов ортогональной конструкции. Имеет вантовый вид лопастей, концы которых присоединены к валу вращения, а центральные части, плавно изгибаясь, отходят от вала таким образом, что при взгляде со стороны лопасти образуют своими очертаниями овал или круг. Ротор имеет малую мощность, высокий уровень шума и вибраций, что делает его требовательным к постоянному наблюдению и обслуживанию.
• геликоидный ротор. Конструкция имеет лопасти сложной формы, закрученной вокруг вертикальной оси. Это позволяет стабилизировать скорость вращения и устранить шум, создаваемый лопастями при вращении. Равномерность работы делает конструкцию более удобной, обеспечивающей ровный результат при разных режимах вращения. Для самостоятельного изготовления этот вариант конструкции наиболее сложен, но, в целом, доступен.
• многолопастной ротор. Имеет несколько лопастей, что позволяет получить ровное и мощное вращение ротора при относительно слабом ветровом давлении. Обычно используется несколько узких полос на некотором расстоянии от вала вращения, передающих поток с возрастанием скорости и плотности на второй ряд лопастей, расположенный внутри первого. Также существуют варианты с двумя уровнями (пара лопаток, а под ней — другая с разворотом на 90°. Все варианты конструкции имеют неплохие эксплуатационные характеристики, что позволяет считать такую конструкцию одной из наиболее перспективных.

Существуют конструкции, которые предусматривают защиту от уравновешивающего давления потока на обратную сторону крыла. Делается щит по форме части окружности, закрывающий от ветра участок с обратной стороной лопастей таким образом, что ветер воздействует только на рабочую сторону. Для наведения ротора на ветер, т.е. поворота системы при изменении направления потока, делается устройство типа флюгера, поворачивающее защиту в нужную сторону по ветру.

Эффективность всех этих видов примерно одинакова. Принципиальной разницы в характеристиках также не имеется, основные различия лежат в области уменьшения шума, снижения нагрузок на вал, выравнивания режимов вращения.

Горизонтальные ветрогенераторы (крыльчатые)

Разные модификации горизонтальных установок имеют от одной до трех лопастей и более. Поэтому коэффициент полезного действия намного выше, чем у вертикальных.

Недостатки ветрогенераторов − в необходимости ориентировать их на направление ветра. Постоянное перемещение снижает скорость вращения, что понижает его производительность.

1. Однолопастные и двухлопастные. Отличаются высокими двигательными оборотами. Масса и габариты установки небольшие, что облегчает установку.
2. Трехлопастные. Пользуются спросом на рынке. Могут вырабатывать энергию до 7 мВт.
3. Многолопастные установки имеют до 50 лопастей. Отличаются большой инерцией. Преимущества крутящего момента используют в работе водяных насосов.

На современном рынке появляются ветрогенераторы с отличными от классических конструкциями, например, встречаются гибридные.

Ветрогенератор, устроенный по типу парусника

Тарелкообразная конструкция под напором воздуха приводит в движение поршни, которые активируют гидросистему. Как результат, происходит трансформация физической энергии в электрическую.

Во время работы установка не шумит. Высокие показатели мощности. Легко управляемая.

Летающий ветрогенератор-крыло

Используется без мачты, генератора, ротора и лопастей. В сравнении с классическими конструкциями, которые функционируют на небольшой высоте при непостоянной силе ветра, а сооружение высоких мачт дело трудоемкое и дорогое, «крыло” таких проблем не имеет.

Его запускают на высоту 550 метров. Выработка электрической энергии составляет 1 мВт в год. Производителем «крыла” является компания Makani Power.

Применение ветрогенераторов

Ветрогенераторы применяются в промышленности и в быту.

Ветроустановки промышленные используются для нужд производства или обеспечения электроэнергией небольших поселков в условиях отсутствия или дефицита электрического снабжения. Устанавливаются на открытой пустынной местности в большом количестве.

Морская ветрогенераторная электростанция

Ветряки, преимущественно простые, предназначены для домашнего использования на дачных участках. В зимнее холодное время для экономии электричества сооружаются на территории жилых домов. Простой ветрогенератор дает энергию в соответствии с количеством ветреных дней.

КПД ветрогенераторов

Для вертикального и горизонтального ветрогенераторов коэффициент полезного действия примерно одинаков. Для вертикальных он составляет 20-30%, для горизонтальных 25-35%.

КПД зависит от типа ветрогенератора и скорости ветра

Некоторые производители увеличивают КПД вертикальных ветряков до 15%, заменяя подшипники на постоянные неодимовые магниты. Но такое незначительное повышение эффективности всего на 3-5% ведет к значительному удорожанию конструкций.

Не отличаются оба типа и по сроку эксплуатации. В среднем продолжительность выработки энергии рассчитана на 15 — 25 лет службы. Изнашиваются быстрее всего опорно-подшипниковый узел и лопасти. Срок службы которых зависит от качества обслуживания.

Стоимость ветрогенераторов

Цены на ветрогенераторы достаточно высокие. Это громоздкие конструкции, которые производятся из дорогостоящего материала. Имеют в комплекте аккумуляторы, контроллер, инвертор и мачту.

Комплект может состоять из: 1 — самого ветрогенератора, 2 — Мачты, 3 — Фундамента, 4 — Комплекта аккумуляторных батарей, 5 — Инвертора, 6 — Контроллера, а также проводов, коннекторов, стеллажа, дизель-генератора и прочих расходных материалов необходимых для монтажа

Технические характеристики ветрогенераторов также влияют на стоимость.

1. Самый простой − это генератор с малой мощностью до 300 ватт. Производит энергию при силе ветра в 10-12 м /сек. Комплект самого простого ветряка только с контроллером стоит от 15 000 рублей. В комплектации с инвертором, аккумулятором и мачтой цена доходит до 50 000 рублей.
2. Генераторы с заявленной мощностью 1 кВт. При слабом ветре в среднем производят энергии от 30-100 кВт в месяц. Для большого дома с высоким потреблением электроэнергии рекомендуется использовать в дополнение дизельный и бензиновый агрегаты. Они также будут заряжать аккумуляторы в дни полного безветрия. Стоит такой ветрогенератор от 150 000 рублей. Доходит и до 300-400 тысяч рублей с более полной комплектацией.
3. Электрический расход в большом доме с приусадебным хозяйством потребует ветряк мощностью 3-5 кВт. Достаточное количество аккумуляторов, более мощный инвертор, контроллер, высокая мачта. Один комплект стоит от 300 000 рублей до миллиона.

Если дом еще и отапливался за счет ветра, то установку надо выбирать мощностью 10 кВт. И позаботиться о дополнительных источниках, таких как солнечные батареи. Возможно, понадобится и бензогенератор. Все зависит от того, сколько энергии придется держать в запасе на случай безветренных и пасмурных дней.

Производители ветрогенераторов

В связи с возрастающим спросом на экологически чистый способ выработки электроэнергии, на рынке появляются предложения от ведущих производителей ветрогенераторов. Вы всегда сможете подобрать оптимальный вариант.

• Дания «Vestas” c долей рынка – 12,7%
• Китай «Snovel” – 9, 0%
• Китай » Goldwind” – 8,7%
• Испания «Gamesa” – 8,0%
• Германия «Enercon” – 7,8%
• Индия «Suzlon” – 7,6%
• Китай «Guodian United Power” − 7,4%
• Германия «Siemens” − 6,3%
• Китай «Ming Yang” − 3,6%

Наладили производство ветрогенераторов и отечественные производители: в московской области − ООО «Ветро Свет» , ООО «СКБ Искра”, ООО «Сапсан-Энергия”, ЗАО «Агрегат-Привод”, в Петербурге – ЗАО «Ветроэнергетическая компания”.

Правило подбора

Выбор ветрогенератора – дело несложное, если подойти к нему ответственно. Лучше заранее.

1. Рассчитать количество энергии, необходимой для обеспечения вашего дома.
2. Выяснить среднегодовую скорость ветра, учесть в какое время ветряк будет бездействовать, а в какое по силам дать достаточный объем. Мощность надо брать с запасом. Просчитать число аккумуляторов для хранения энергии на случай безветрия.
3. Учесть климатические особенности места проживания. В центральной полосе России большую часть зимы стоят сильные морозы. Установка ветрогенераторов там себя не оправдывает.
4. Дождь и снег уменьшают выработку энергии. Это минусы.
5. Обратить внимание на количество лопастей. Чем их меньше, тем больше КПД.
6. Выяснить интенсивность шума при работе установки.
7. Проводить сравнение параметров ветрогенераторов. Внимательно знакомиться с их техническими и сравнительными характеристиками.
8. Подбирать ветрогенератор помогут отзывы людей, кто уже пользуется системами.
9. Делать обзор производителей при выборе генератора.

Ветер и солнце – естественные, экологически чистые и безотходные источники энергии. В век, когда потенциал природных ресурсов истощается, производство ветрогенераторов набирает скорость.

Карта ветров России для подбора ветрогенератора

Ветряки становятся все более популярными и среди простых людей. Для этого созданы все условия. Разнообразие ветряных агрегатов и наличие тематической информации в помощь при выборе.

Ветроэнергетические установки

Научно-технический прогресс в своем революционном развитии за последние несколько десятилетий привел к системному поглощению и, как следствие, тотальному опустошению запасов природных энергетических ресурсов. Для производства потребляемой энергии, средний КПД которой составляет лишь 33%, в мире ежегодно сжигается более 10 млрд. тонн условного топлива. Его подавляющую часть составляют невозобновляемые природные запасы, которые после использования возвращаются в атмосферу планеты в виде 1 миллиарда тонн выбросов вредных веществ.

Осознание факта близости энергетического кризиса ввиду исчерпаемости природных ресурсов вместе с возможным риском экологической катастрофы поставили перед человечеством задачу поиска альтернативных, а значит, надежных, безопасных и, самое главное, возобновляемых источников энергии. Наряду с этим постоянное удорожание традиционных энергоносителей, почти монопольная зависимость потребителя от централизованных энергосистем все более усиливают интерес к использованию альтернативных источников энергии.

В ряду возобновляемых источников энергии наибольший интерес вызывают ветроэнергетические проекты. Первый ветрогенератор был установлен в конце 70-х годов 19-го века в США. Он вырабатывал электроэнергию мощностью 1,2 кВт, успешно прослужив своему хозяину более 20 лет.

Государственные энергетические программы многих стран Западной Европы, США и Австралии определяют сегодня главной задачей поэтапный переход от традиционных к альтернативным, в первую очередь, ветрогенерирующим источникам энергии как в промышленных масштабах, так и в бытовом потреблении.

Ветрогенераторы ВЭУ 1/5 кВт 2А/2В/3А – эффективные инновации для комфорта

Свой практический опыт реализации ветроэнергетических проектов в Украине предлагает компания Power Group. Вниманию сторонников потребления альтернативных источников энергии мы представляем ветрогенератор украинской сборки, вырабатывающий электроэнергию мощностью от 100 ватт до 5 киловатт, бесшумный, вертикально ориентированный, инерционный. Ветроэнергетическая установка ВЭУ 1/5 кВт 2А/2В/3А предназначена для эффективного производства электроэнергии и автономного снабжения всех энергопотребляющих систем жизнеобеспечения человека.

Наличие ветра – важнейшее условие успешной работы ВЭУ. Наиболее эффективное использование ветрогенератора возможно в районах, где среднегодовая сила воздушных потоков расположена в шкале границ от 0,5 до 7 м/с.

Основные преимущества ветроэнергостанции ВЭУ 1/5 кВт 2А/2В/3А

В основу действия ветроэнергетической установки ВЭУ 1/5 кВт заложен принцип магнитной левитации, при котором лопасти крыльев ветрогенератора удерживаются на магнитной подушке. Это позволило обеспечить не только легкость старта, но и в силу отсутствия трения рабочих поверхностей деталей существенно увеличить срок эксплуатации ВЭУ. В ходе практических испытаний старт вращения лопастей ветрогенератора был обеспечен при скорости ветра всего 1,7 м/с.

Вместе с тем, применение вертикально-ориентированных синхронных генераторов с постоянными магнитами наряду с возникающей инерцией вращения самого генератора, обеспечили выход на номинальную мощность при скорости воздушного потока лишь 3 м/с.

Одним из основных преимуществ вертикально ориентированного ветрогенератора является его независимое «наведение» на направление ветра. Оптимальный профиль лопасти ветроколеса позволяет достичь КПД крыла близкий к идеальному, независимо от направления ветра. При этом скорость вращения ротора ограничена лишь силой воздушного потока.

Ветрогенератор вертикального исполнения не требует регламентного обслуживания и ремонта. Конструкция не содержит деталей с трущимися поверхностями за исключением упорного подшипника ветрокрыла, имеющего трехсоткратный запас прочности.

Контроллерно-преобразующая система, совмещенная с редуктором, позволяет заряжать аккумуляторную батарею при самых малых оборотах генератора. Это обеспечивает возможность потребления ранее выработанной энергии в период безветрия.

Ветроэнергетическая станция вертикально-ориентированная требует минимум пространства для размещения, абсолютно безвредна ввиду отсутствия излучения, вибрации и шумовой нагрузки.

Ветроэнергетическая станция: доступное в недоступном

Главным преимуществом ВЭУ является ее независимость от магистральных энергетических сетей, автономность производства и потребления электроэнергии. Относительная сложность устройства, универсальность оборудования, доступность транспортировки и монтажа позволяют возводить ветроэнергетические станции в самых недоступных, отдаленных от энергоснабжения районах.

Принципиальное устройство вертикально-ориентированной ВЭУ включает следующие основные узлы и агрегаты:

— генератор тихоходный, синхронный с постоянными магнитами щелевого расположения;
— трехлопастное ветроколесо на мачте с фланцами;
— контроллер бустерного типа, совмещенный с редуктором;
— инвертор;
— электрический кабель и аккумуляторная батарея (АКБ);

Генератор

На всех ветрогенераторных станциях вертикального типа установлен синхронный тихоходный инерционный с постоянными магнитами щелевого расположения генератор. Данный тип генератора относится к безредукторным, что существенно увеличивает КПД преобразования энергии и повышает его надежность. Вместе с тем, такой генератор способен выдавать кратковременный импульс тока, в 3-4 раза превышающий номинальный, который рекомендуется для питания пусковых энергопотребителей (электродвигатели, электроинструменты, компрессоры и другие электроагрегаты).

Внешний вид генератора 2-5 кВт.

Трехлопастное ветроколесо

Ветроколесо (ротор) представляет собой сборную конструкцию, состоящую из нижних и верхних траверсов, которые при помощи фланцевых соединений удерживают крылья лопасти на мачте.

КПД крыла профиль Жуковского максимально приближен к идеальному и составляет 36,5%. Стандартная величина лопастей ветроколеса в зависимости от мощности генератора составляет 4, 6 и 8 метров.

Крыло профиль Жуковского

Контроллер бустерного типа, совмещенный с редуктором

Редукторный контроллер в сочетании с инерционным эффектом самого генератора позволяет накапливать заряд в аккумуляторной батарее при скорости ветра, соответствующей стартовой. К устройству одновременно можно подключать до четырех АКБ 12В – 100 А/ч. Рекомендованный режим эксплуатации устройства в помещении с температурой от 0 до 20 градусов Цельсия.

Аккумуляторная батарея

АКБ выполняет две основные функции:

— накопление энергии для потребления в период кратковременного утихания ветра;
— стабилизация напряжения.

Основные параметры аккумуляторной батареи – номинальное напряжение и емкость. Произведение этих двух величин определяет запасаемую батареей энергию. Для ВЭУ рекомендованы свинцово-кислотные или железоникилиевые АКБ. При выборе батареи следует исходить из максимального зарядного тока и напряжения (по паспорту).

Инвертор

Преобразует энергию постоянного тока, накопленную в АКБ в синусоидальное (переменное) напряжение стандартного потребления (220В/50Гц). При выборе инвертора следует руководствоваться показателем максимальной мощности потребления. Продолжительность работы инвертора – до полной разрядки АКБ.

Современные инверторы допускают возможность перегрузки в работе. Перегрузка от нескольких секунд до получаса не оказывает на систему негативного воздействия.

Электрические кабели

Для того чтобы минимизировать потери напряжения в промежутке между АКБ и инвертором следует исходить из того, что сечение кабеля должно быть обратно пропорциональным его длине. Исходными данными для расчета сечения кабеля следует принимать мощность инвертора и длину кабеля. Расчет сечения кабеля длиной 2 метра приведен в таблице 1.

Сечение кабеля от АБ до инвертора (длина 2 м)
Мощность инвертора, Вт	Напряжение АБ, В
	12	24	48
150	10 мм2	6 мм2	—
250	16 мм2	6 мм2	—
500	35 мм2	10 мм2	—
1000	50 мм2	25 мм2	—
1500	50 мм2	35 мм2	—
2000	70 мм2	50 мм2	—
2500	95 мм2	70 мм2	50 мм2
3000	—	95 мм2	50 мм2
3500	—	95 мм2	70 мм2
4500	—	—	70 мм2

Принцип действия

Общий принцип работы ветрогенератора достаточно прост и многим знаком из школьного курса физики. Энергия воздушного потока, воздействуя на ветроколесо, приводит его во вращательное движение. Генератор, в свою очередь, преобразует механическую энергию вращения в энергию трехфазного электрического тока. В случае с ВЭУ удачное вертикально-ориентированное расположение вала генератора и грамотное решение электросхемы позволило повысить КПД преобразования механической энергии в энергию трехфазного тока до 90-94%. Трехфазный ток через выпрямитель преобразуется в постоянный, передающий заряд аккумуляторной батарее.

Технические характеристики

Технические данные и основные параметры ВЭУ с учетом различий модификаций приведены в таблице 2:

Мннимальная мощность ветроэнергетической установки 2А, Вт	1000
Мннимальная мощность ветроэнергетической установки 2В, Вт	1500
Мннимальная мощность ветроэнергетической установки 3А, Вт	2000
Номинальная мощность ВЭУ 2А, Вт	1500
Номинальная мощность ВЭУ 2В, Вт	3000
Номинальная мощность ВЭУ 3А, Вт	4000
Максимальная мощность 2А	2500
Максимальная мощность 2В	3500
Максимальная мощность 3А	5000
Скорость ветра, необходимая для старта, м/с	0,17
Скорость ветра для получения номинальной мощности модели 2А, м/с, исключая порывы 2В 3А	8 7 5
Максимальная расчетная скорость ветра, м/с	45
Ротор (ветроколесо)
Количество лопастей, шт	3
Стандартная высота лопасти м, если не используется электронный редуктор в модели 2А	4
2В	6
3А	8
Диаметр, м	До 2
Ометаемая площадь, не менее кв. м	23,45
Вес лопастей в сборе с траверсами, не более кг 2А 2В 3А	90 135 180
Min частота вращения ротора, начала отдачи мощности (15% Р ном), об/мин для устойчивой зарядки АКБ	8
Номинальная частота вращения ротора (100% Р ном), об/мин	200
Частота ограничения скорости вращения, об/мин	250
КПД крыла профиль Жуковского	36.5%
Генератор
Тип генератора ЩРПМ прямого вращения, синхронный бесщеточный/безредукторный на постоянных магнитах из Fe-Nd-B, 24 пар полюсов
Выходное напряжение АС ( 3 фазы),В	220/380
Ротор	внешний
Статор, тип	бесщеточный
Потери при использовании выпрямителя ( мост Ларионова) вкл.
Выходная мощность, номинальная,Вт	5075
Скорость вращения для достижения номинала, об/мин	300
Константа скорости V/krpm	1,146
Резистивность линейная,Вт	1.715
Инерционность ротора кг-м2	1.322
Максимальная температура обмоток	120
Индукция мН	3.104
Временнкая электро/константа	18.10
Кол-во фаз	3
Кол-во полюсов	24
Диаметр ротора генератора,мм	454
Вес генератора, кг	64
Материал саркофага	алюминий
Диаметр штифта якоря, мм	60
Материал штифта якоря	сталь
Подшипник единый опорно/радиальный , пр-ва Япония	шариковый
Выпрямитель (аналог моста Ларионова), пр-ва Япония, 2 кВт (выпрямление 1,4)	1
Соединение катушек — БЕЗ НЕЙТРАЛИ!	Звездой
Момент страгивания генератора NM, менее	0.02
КПД генератора	98%
Системы безопасности эксплуатации
Ограничение скорости вращения ротора электрическое, в своем рабочем диапазоне
Механизм торможения ротора механическое закарачивание обмоток нагрузки/либо/замыканием обмоток генератора
Электронный редуктор вкл.умножительный диодный столб При его использовании высота крыла может быть уменьшена в 2 раза
Стандартная высота лопасти м, если используется электронный редуктор в модели 2А		2
2В		2
3А		4
Эксплуатационные параметры
Регламентное обслуживание ветрогенератор не обслуживаемый , срок службы до 15 лет
Диапазон эксплуатационных температур, °C (опционно защита от обледенения)	— 25…+ 50
АС/ДС контролер бустерного типа со встроенным модулем зарядки АКБ, входное напряжение от 7В, выходное напряжение 96В Кол-во используемый АКБ ( каскадное увеличение)	1 шт
Инвертер, ассоциированный с центральной сетью, с функцией ИБП, Подключение АКБ внешнее	1 шт

Сборка и монтаж ВЭУ

Несмотря на простоту и легкость сборки ветрогенератора, его монтаж, все же, стоит поручить квалифицированным специалистам.

Наши мастера, обладая глубокими познаниями в области электромеханики, в распоряжении которых необходимое оборудование, инструментарий и собственный опыт, безупречно выполнят свою работу. Многопрофильная квалификация членов нашего коллектива обеспечивает четкие и слаженные действия каждого специалиста.

Мы гарантируем оперативное и качественное возведение ветрогенератора на любом объекте.

Безопасность – хорошая привычка

Эксплуатация ВЭУ требует соблюдения мер предосторожности и безопасности. К ним, прежде всего, относятся:

— ограждение ветрогенератора металлической клеткой, превышающей по уровню лопасти ветроколеса;

— заземление, установленное на клетке;

— использование четырехжильного кабеля с сечением 6мм и отводом одной жилы для заземления в мачте;

— при подключении к ВЭУ любых активных нагрузок необходимо соблюдать требования по ее эксплуатации;

— торможение ветрогенератора следует производить при минимальной силе ветра.

Гарантия – залог качества

Стандартная комплектация поставки ВЭУ 1/5 кВт 2А/2В/3А приведена в Таблице 3.

№ п/п	Наименование			Серийный номер		Кол-во
Упаковочный ящик № 1(Габариты 2040х700х750 мм, вес брутто 120 кг.)
1	Лопасти моделей 2А 2В 3А				6 шт 9 шт 12 шт
Упаковочный ящик № 2 (Габариты 1450х540х650 мм, вес брутто 130 кг.)
2	Генератор				1
3	Выпрямительный мост встроенный в контроллер				1 шт
4	Траверсы				6 шт
5	Проставки-подкладные под крепления/со стороны крыла				6 шт
6	Прямые крепежи для траверсов/мачта				6 шт
7	кабель				30 м
8	Болты/гайки/шайбы м10 со стороны крыльев				12 шт
9	Болты для крепления фиксирующего верхнего фланца и траверсов м8				30 шт
10	Скобы для крепления крыльев				12 шт
11	Паспорт				1 шт
12	Фланец Для крепления штивта генератора на мачту				1 шт
13	Болты м 6, дл.100 мм для крепления нижнего фланца (поставляются с генератором от 2 кВт) ВНИМАНИЕ при креплении генератора через фланец к мачте люфта между генератором с фланцем и фланцем мачты не должно оставаться!!!				6 ш
14	Мачте фиксации крыльев к генератору				1 шт
15	Фланцы мачты				4 шт
16	Инвертер 4 кВт ( 5 кВА) с функцией ИБП, входное напряжение 96В, выходное 220 В,50Гц, чистая синусоида, подключение АКБ внешнее				1 шт
	Выпрямительно-преобразовательный блок АС/ДС контроллер бустерного типа Вход с 7В В, выход 96В				1 шт

В зависимости от выбранной мощности ВЭУ, условий эксплуатации и размещения ветрогенератора на конкретном объекте в комплект поставки согласно спецификации могут входить дополнительно:

— кабели дополнительной длины и другой номенклатуры;

— аккумуляторные батареи;

— коммутационно-распределительный шкаф, выключатели;

— элементы каркаса для фундамента.

Внимание!!! Ветер в комплект поставки, к сожалению, не входит.

На все комплектующие украинской сборки производитель предоставляет гарантию.

Гарантийные обязательства, поддерживаемые производителем, действительны при соблюдении потребителем условий, предусмотренных эксплуатационной документацией.

Для успешной эксплуатации ВЭУ сборку, монтаж и подключение ветрогенератора рекомендовано поручить поставщику. Специалисты поставщика гарантируют качественную установку ветрогенератора и квалифицированное подключение оборудования. Изменения конструкции, а также работы, выполненные самостоятельно или с привлечением сторонних специалистов, гарантийными обязательствами поставщика не охватываются.

Преимущества и целесообразность установки оборудования

Даже при характерной для Санкт-Петербурга и Ленинградской области скорости ветра, бытовой ветрогенератор для частного дома способен существенно сократить расход электроэнергии из центральной сети. И это доказано практикой.

Для ветроустановок импортного и отечественного (Россия) производства характерны следующие преимущества:

• Способность запуска генерации электроэнергии (выхода на рабочий режим) при низкой (от 2 м/с) скорости ветра.
• Возможность эксплуатации в условиях отрицательных температур (до -300С).
• Применение при производстве полимерных материалов, существенно снижающее вес конструкции и упрощающее монтаж и крепление.
• Высокий коэффициент использования энергии ветра (до 40%).
• Простота в техническом обслуживании.

Сократить срок окупаемости комплекта оборудования можно, используя ветрогенратор для дома совместно с другими альтернативными источниками электроэнергии.

Основные виды ветрогенераторов

Модели ветрогенераторов бывают разной конструкции, различаются по мощности. По геометрии вращения оси основного ротора их делят на:

1. Вертикальный тип — турбина расположена вертикально по отношению к плоскости земли. Начинает работать при небольшом ветре.
2. Горизонтальный тип — ось ротора вращается параллельно земной поверхности. Имеет большую мощность преобразования энергии ветра в переменный и постоянный ток.

Разберем эти типы более подробно, так как в каждом из них есть разработки и усовершенствования.

Преимущества и принцип работы ветряков

Современный вертикальный генератор – один из вариантов альтернативной энергии для дома. Агрегат способен преобразовать порывы ветра в энергетический ресурс. Для корректной работы он не нуждается в дополнительных устройствах, определяющих направление ветра.

Прибор вертикального типа функционирует на низкой высоте. Для его обслуживания не нужны различные приспособления, обеспечивающие безопасное проведение высотных ремонтных и обслуживающих работ.

Минимум движущихся деталей делает ветряную установку более надежной и эксплуатационно устойчивой. Оптимальный профиль лопастей и оригинальной формы ротор обеспечивают агрегату высокий уровень КПД независимо от того, в каком направлении дует ветер в каждый отдельный момент.

Генератор работает абсолютно бесшумно, не мешает хозяевам и соседям, не создает вредных выбросов в атмосферу и надежно служит в течение многих лет, аккуратно поставляя энергию в жилые помещения.

Вертикальный генератор ветрового типа работает по принципу магнитной левитации. В процессе вращения турбин образуются импульсная и подъемная силы, а также сила фактического торможения. Первые две заставляют крутиться лопасти агрегата. Это действие активирует ротор и он создает магнитное поле, вырабатывающее электричество.

Прибор функционирует полностью самостоятельно и не требует вмешательства хозяев в процесс.

Производим вертикальные геликоидные роторы для ветрогенератора -высотой ротор 3м и диаметром 1,8м из композитных материалов вес одной лопасти 6,5-7,5 кг.

Преймущества 1 Само оерентирующийся на ветер- что позволяет установки на него более надежного генератора для съема напряжения

2 Само тормозящийся при высокой скорости ветра 3 Бесшумный в работе 4 Эстетически красивый и приятный на взгляд в работе 5 Можно использовать не только для производства электроэнергии но и для добычи питьевой воды в пустыни

Благодаря изготовлению ротора из композитных материалов общий вес геликоидного ротора очень малый при огромной прочности конструкции. Можем изготовить под заказ оснастку для производства роторов любых размеров. И устанавливаем на ротор генераторы разной мощности под заказ клиента.

Внимание -в стоимость указанную на сайте входит только вертикальный геликоидный ротор без генератора , генератор устанавливаем за дополнительную оплату цена зависит от выбранной клиентом мощности генератора 2/2,5/3/4 кВт.

Преимущества и недостатки ветрогенераторов с вертикальной осью

Вертикальный ветрогенератор — конструкция, удачная для создания своими руками. При всем разнообразии вариантов исполнения, на многие из них до сих пор нет математической модели вращения, что не позволяет создать корректную методику расчета. При этом, такая ситуация способствует активному развитию моделирования всех разновидностей ветрогенераторов и отработке их технических параметров.

Основными преимуществами ветрогенераторов с вертикальной осью принято считать:

• простота конструкции, возможность изготовления практически любого типа своими руками
• стабильность, устойчивость режимов работы, вызванная способностью одинаково реагировать на потоки ветра любого направления
• отсутствует нужда в механизме наведения оси вращения на поток, без чего не могут функционировать генераторы с горизонтальным вращением
• для того, чтобы изготовить вертикальный ветрогенератор своими руками, требуются относительно малые затраты денег, времени и труда. Основная статья расходов — непосредственно генератор, а вращающиеся части могут быть изготовлены буквально из подручных средств

Недостатками вертикального ветрогенератора считаются:

• эффективность работы ниже, чем у горизонтальных конструкций
• при работе устройства издают шум, который сложно устранить, так как он происходит из-за контакта потока воздуха и материала лопасти
• высокий уровень вибраций и резких изменений режимов вращения создают сильную нагрузку на подшипники, способствуя быстрому выходу подвижных деталей и узлов из строя
• для создания вертикального генератора требуется большее количество материалов, чем для горизонтальных образцов

Место установки ветрогенератора

Для монтажа ветрогенератора потребуется открытая площадка, не имеющая вблизи препятствий, способных закрыть устройство от ветровых потоков. Высота подъема мачты над уровнем грунта может быть относительно мала, около 3 метров. Примечательно, что с точки зрения эффективности контакта лопастей с ветром, подъем устройства на большую высоту мало влияет на рост производительности генератора, так как поднять ротор на значительную высоту нереально, а изменения в 2-3 метра никаких существенных выгод не приносят.

При этом, необходимо помнить о длине кабеля и его сопротивлении. Большая длина вызовет падение напряжения и потребует значительных расходов на дорогостоящий кабель, поэтому слишком большого удаления от дома делать не рекомендуется, так же, как и чрезмерно приближать ветряк. Вибрации и шум от вращающегося ротора будут очень докучать жителям дома, вызовут нарушения сна и потребуют перемены места установки устройства.

Выбор места для ветрогенератора

Правильный выбор места для установки ветрогенератора – важный этап. Лучше всего разместить прибор на открытой максимально высокой точке и тщательно проследить, чтобы он не оказался ниже уровня прилегающих жилых и хозяйственных построек. Иначе здания станут препятствием для потока воздуха и КПД агрегата очень снизится.

Если участок выходит к реке или озеру, ветряк размещают на берегу, где ветры дуют особенно часто. Прекрасно подходят для расположения генератора возвышенности, имеющиеся на территории, или большие пустые пространства, на которых нет искусственных или естественных преград для воздухопотока.

Когда жилая недвижимость (дом, коттедж, квартира и пр.) находится в черте города или располагается за городом, но в местах плотной застройки, ветряной энергетический комплекс ставят на кровле.

Для размещения генератора на крыше многоквартирного дома берут письменное согласие соседей и получают официальное разрешение из соответствующих инстанций.

В частном доме, имеющем большой приусадебный участок, выбрать подходящее место гораздо проще. Главное, учесть, чтобы конструкция находилась на расстоянии 15-25 метров от жилых помещений. Тогда звуковые эффекты от вращающихся лопастей никого не побеспокоят.

Обслуживание вертикального прибора

Чтобы ветряной вертикальный генератор работал качественно, четко и максимально эффективно, все движущиеся части конструкции обязательно смазывают. Такую процедуру проводят не реже 2 раз за весь календарный год.

Параллельно во время обслуживания подкручивают разболтавшиеся в результате эксплуатации гайки, укрепляют электрические соединения, проверяют механические узлы на наличие коррозийных проявлений, подтягивают ослабшие растяжечные тросы и внимательно осматривают лопасти на предмет разрыва или повреждения.

Покраску деталей производят по мере надобности и 1 раз в год совершают полное обследование всей конструкции на предмет выявления неисправностей. Такой уход обеспечивает корректную работу ветряной установки и продлевает ее эксплуатационный период.

Оценка целесообразности установки

Прежде чем приступать к изготовлению ветряного генератора вертикального типа, изучают метеоситуацию в своем регионе и стараются определить, сможет ли агрегат обеспечить необходимое количество ресурса.

Специалисты рекомендуют оценить следующие параметры:

• количество ветреных дней – берут среднее значение за год, когда порыв превышает 3 м/с;
• объем электроэнергии, потребляемый за сутки домовладением;
• подходящее место на собственном участке для ветряного оборудования.

Первый показатель узнают из данных, полученных на ближайшей метеостанции или найденных в интернете на соответствующих порталах. Дополнительно сверяются с печатными географическими изданиями и составляют полную картину о ситуации с ветром в своем регионе.

Статистику берут не за один год, а за 15-20 лет, только тогда средние цифры будут максимально корректными и покажут, сможет ли генератор полностью удовлетворить потребность домовладения в электроэнергии или его сил хватит только на питание отдельных бытовых нужд.

Если в распоряжении владельца большой участок земли, расположенный на склоне, у берега реки или на открытом пространстве, с установкой не будет проблем.

Когда же дом находится в глубине населенного пункта, а двор отличается компактными габаритами и вплотную прилегает к соседским постройкам, установить вертикальную модель ветряка своими руками будет непросто. Конструкцию придется поднимать на 3-5 м над землей и дополнительно укреплять, чтобы при сильном порыве она не упала.

Учесть всю эту информацию нужно на этапе планирования, чтобы стало понятно, сможет ли ветряной генератор взять на себя полное энергообеспечение или его роль останется в рамках вспомогательного источника энергии. Предварительно желательно провести расчет ветряка.

Как самостоятельно изготовить ветрогенератор вертикального типа

Самостоятельное изготовление ветрогенератора вполне возможно, хотя и не так просто, как может показаться на первый взгляд. Понадобится либо собрать весь комплект оборудования, что весьма сложно, либо некоторые его элементы приобрести, что довольно дорого. В состав комплекта могут входить:

• ветрогенератор
• инвертор
• контроллер
• комплект аккумуляторов
• провода, кабели, вспомогательное оборудование

Оптимальным вариантом станет частичное приобретение готового оборудования, частичное изготовление своими руками. Дело в том, что цены на узлы и элементы очень высоки, доступны не для всех. Кроме того, высокие единовременные вложения заставляют задуматься, нельзя ли эти средства реализовать более эффективным образом.

Система работает следующим образом:

• ветряк вращается и передает момент на генератор
• возникает электрический ток, который заряжает аккумулятор
• аккумулятор присоединяется к инвертору, преобразующему постоянный ток в 220 В 50Гц переменного тока.

Сборку обычно начинают с генератора. Наиболее удачным вариантом является сборка 3-фазной конструкции на неодимовых магнитах, позволяющей вырабатывать соответствующий ток.

Вращающиеся части делаются на основе одной из систем, наиболее доступной для воссоздания своими руками. Лопасти изготавливаются из отрезков труб, распиленных пополам металлических бочек или согнутого определенным образом листового металла.

Мачта сваривается на земле и устанавливается в вертикальное положение уже в готовом виде. Как вариант, делается из дерева сразу на месте установки генератора. Для прочной и надежной установки следует сделать для опор фундамент и закрепить мачту анкерами. При большой высоте ее следует дополнительно закрепить растяжками.

Все узлы и детали системы требуют подгонки друг к другу по мощности, настройки работоспособности. Заранее сказать, насколько эффективным будет ветрогенератор, невозможно, так как слишком много неизвестных параметров не позволят вычислить характеристики системы. При этом, если изначально закладывать систему под определенную мощность, то на выходе всегда получаются довольно близкие значения. Основным требованием становится прочность и аккуратность изготовления узлов, чтобы работа генератора была достаточно стабильной и надежной.