Своїми руками Ветряк своими руками

Уважаемый elalex.
Вы опять перечисляете массу причин по которым не рекомендуется самостоятельно заниматься
производством ВЭУ. Я насчитал их больше десятка. Это высокая первоначальная начальная
стоимость ВЕУ, жесткие ограничения по скоростям ветра, высокая стоимость инвертора,
высокая стоимость аккумуляторных батарей, шумовые характеристики и т.д. и т.п.
И ни одного слова, как можно обойти эти ограничения и решать проблему использования
энергии ветра. А ведь наша прямая задача показать реальные варианты решения - это сложно, критиковать же может каждый.
НА НАШЕМ ФОРУМЕ ЗАПРЕЩАЕТСЯ БЕЗОСНОВАТЕЛЬНАЯ КРИТИКА И БЕСКОНЕЧНОЕ
ПЕРЕЧИСЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СЛОЖНОСТЕЙ, ПРИЧИН И БЮРОКРАТИЧЕСКИХ РОГАТОК.
ПРЯМАЯ ЗАДАЧА ФОРУМА - ВСЯЧЕСКИ ПОМОГАТЬ МАСТЕРАМ САМОДЕЛЬЩИКАМ.
В ИХ ПРЕДЛОЖЕНИЯХ И ПРОЕКТАХ В ПЕРВУЮ ОЧЕРЕДЬ ИСКАТЬ "ИЗЮМИНКИ",
ОРИГИНАЛЬНЫЕ КОНСТРУКТОРСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ.
ПОТОМ УЖЕ ПОДСКАЗЫВАТЬ ГДЕ ЕСТЬ СЛАБЫЕ МЕСТА И ВАРИАНТЫ ИХ ЛУЧШЕГО
ИСПОЛНЕНИЯ.
.....................................
Теперь небольшое отступление для обоснования темы.
Посмотрел небольшой фильм по истории развития техники.
Фильм называется "Эффект лампочки".
В одной из пожарных частей США праздновали юбилей.
Электрическая лампочка накаливания прослужила 100 (сто) лет.
Она была изготовлена в начале 20-го века и работает до сих пор.
Как же это так, что за чудеса.
Оказывается очень просто. Когда Эдиссон изобрел лампочку накаливания все
изобретатели бросились совершенствовать это чудо тогдашней техники.
Один из основных параметров - ресурс работы. Прогресс был стремительный
тысячи, десятки тысяч часов и больше. Некоторые изобретатели добрались и до
ста тысяч часов. Одна из таких серийных лампочек и "догорела" до наших дней.
Дальше все понятно. Производители лампочек собрались, решили, что не будут
уничтожать свой бизнес и постановили - ресурс будет не более 1000 (тысячи) часов.
Кто нарушит эту договоренность, того будут строго наказывать.
И вот мы и весь мир сто лет покупали лампочек накаливания в сто раз больше, чем нужно.
Думаете, что это исключение. Нет это основной закон современного бизнеса.
В этом же фильме приводится пример из нашего времени.
В современные изделия, например электронику закладываются "САМОЛИКВИДАТОРЫ".
После выработки гарантийного срока изделие прекращает функционировать.
Сервисные пункты не рекомендуют ремонтировать так как "ремонт" будет стоить
дороже чем купить"новое и более совершенное".
А конкретный пример - принтер. В нем стоит счетчик распечатанных листов и
спустя некоторое время после истечения гарантийного срока он прекращает работу.
В той или иной форме этот "бизнес" присутствует везде.
Поэтому безосновательная критика- это тоже часть современного бизнеса.
Не дай Бог кто-то сделает лучше и дешевле для такого бизнеса это смерти подобно.
Лучше убедить его, что это технически неправильно, очень дорого и бессмысленно.
Очень много "умных" людей уже проделали такую работу и выбрали
самое хорошее и дешевое решение.
......................................................................................................................................................
Вариантов лучших решений бесчисленное множество.
Например ветродвигатель прекрасно стыкуется с серийным компрессором или
самодельным. Сжатый воздух прекрасное энергетическое средство. На заре массового
внедрения электричества даже шла дискуссия, что выбрать - электричество
или сжатый воздух. Победило электричество, но централизованные системы
сжатого воздуха есть на очень многих предприятиях. Тема выработки и применения
сжатого воздуха тоже бесконечная.
Для развития и тренировки "изобретательской жилки" можно предложить
форумчанам - придумайте свои варианты использования сжатого воздуха
в частном секторе и для своего дома.
Я обязуюсь без критиканства провести их анализ.

 

фото 21

фото 22

фото 23

фото 24
--- добавлено: 13 ноя 2014 в 21:01 ---
Продолжаем анализ технологии изготовления головной части ветродвигателя ВД-10.
Фото 21 - технологическая подставка.
Фото 22 - вертикальная часть на технологической подставке.
Фото 23 - деталь подшипникового узла.
фото 24 - корпус ступицы.
.....................................................................................................................................
Небольшая информация по стоимости механической части ветрогенератора.
Механическая часть составляет не менее 50% общей стоимости ветрогенератора.

 

По вариантам использования ветровой энергии давайте решим одну любопытную
техническую задачу. Она очень простая и для ее решения достаточно самых
элементарных знаний физики, поэтому сформулирую исходные данные,
а решать ее можно и самостоятельно.
.............................................................................
Исходные данные.
- Какая необходима средняя мощность ветродвигателя для подъема
1000 литров воды из колодца или скважины на высоту 10 метров.
- Вычислить диаметр ветрового колеса.
- Время работы ветродвигателя 12 часов в сутки.
- Расчетная скорость ветра 5 метров в секунду.
- Кпд самодельного ветрового колеса 20%.
..............................................................................
Некоторые пояснения к задаче.
Кпд насосной части для простоты расчетов примем равной 100%.
Этот вопрос рассмотрим позже.
Почему скорость ветра 5 м/с и время работы 12 часов?
Ветер в диапазоне скоростей 2.5-5.5 дует 50% времени.
Будем считать, что со скоростью 5 м/с в 2 раза меньше - 25% времени.
А со скоростью 5.5 м/с и выше 30% и в сумме 25+30=55% времени за сутки.
24 часа*0.55=13 часов.
Вот поэтому можно смело брать расчетное время 12 часов.
------------------------------------------------------------------------
Расчет мощности на валу ветродвигателя производится по формуле.
N=k*0.5*d2*v3 [Bт] где:
N - расчетная мощность в Ваттах
к - кпд ветродвигателя
0.5 - коэффициент куда входят другие составляющие
d2 - диаметр ветрового колеса в квадрате, причем сам диаметр берется в метрах
v3 - скорость ветра в кубе, причем сама скорость ветра берется в метрах.
................................................................................................................................
Результаты будут очень интересные и будет возможность их обсудить.

 

К сожалению желающих решить задачу не нашлось.
Решение задачи.
Для подъема 1ооо литров (1000 кГ) воды на высоту 10 метров необходимо затратить
1000 кГ*10 м=10000 кГ*м или 100000 дж.
Время работы ветродвигателя 12 часов в сутки или 12*3600=43200 секунд.
Следовательно необходимая расчетная мощность будет равна
100000/43200=2.3 Вт.
Такую мощность выдаст в течение 12 часов ветродвигатель с диаметром ветрового колеса
N=k*0.5*d2*v3 [Bт] =0.1*0.2*(0.43*0.43)*125=2.3[Bт]
Здесь в формуле 0.43 метра - диаметр ветрового колеса, а 125 - скорость ветра в кубе.
.........................................................................................................................................................
Для подъема тонны воды на высоту 10 метров необходим ветродвигатель с диаметром
ветрового колеса всего 0.43 метра.
Это же просто игрушка.
Вот где есть возможность продемонстрировать свое искусство самодельщикам.
Изделие можно сделать миниатюрным, изящным, легким, но и с высокими
техническими характеристиками.
Это поле деятельности практически пустое. Не надо слушать скептиков, которые
назовут тысячи причин, что так не делают и ничего не получится.
Кому нравится такое направление приступаем к обсуждению.

 

elalex
Вы прекрасно раскритиковали тему применения ветродвигателей малой мощности
в частном секторе. Но доказательная часть одни штампы. Стереотип мышления - и ни
одного положительного аргумента.
А ведь изобретатели и мастера самодельщики обладают как раз нестандартным
мышлением и применяют очень часто нестандартные методы для решения своих задач.
К стати есть неплохая книга "Алгоритм изобретения", рекомендую желающим.
Задача по ветродвигателю малой мощности была с подтекстом.
Пришлось ее несколько лет назад решать практически.
Исходные данные такие же. Подъем 500 литров воды из скважины на высоту 20 метров.
Есть старая скважина глубиной 20 метров с дебитом примерно 150 литров в час и без
фильтра. Подъем воды осуществлялся погружным механическим насосом.
Ставить вибрационный насос нельзя - нет фильтра и скважина быстро забъется
песком из плывуна. Центробежный насос без вибраций, но обладает
высокой производительностью. При малом дебите насос должен работать импульсами.
Такой режим приводит к большим колебаниям уровня воды в скважине, ее размыву
и выходу из строя. Совет все давали один- бурить новую скважину.
Стоимость новой скважины оценивалась около 20 тысяч гривен.
Вот здесь и оказалась "зарыта собака". Это был главный стимул включить мозги
и поискать "НЕСТАНДАРТНОЕ РЕШЕНИЕ".
Был принят вариант с имеющимся поршневым насосом, но перевести его в режим
производительности 100 литров воды в час. Был выбран следующий цикл.
На рычаг привода насоса крепится груз весом 20 кГ. Он является механическим
аккумулятором. Рычаг с грузом в течение 4-х секунд поднимается на высоту 0.5 метра
и накапливает 10 кГм потенциальной энергии, а затем в течение 1-й секунды опускается
совершая полезную работу. Весь цикл 5 секунд. Подъем и опускание груза производится
кулачковым механизмом. В настоящее время привод самого кулачка производится
маломощным эл-двигателем 150 Вт через редуктор и ременную передачу.
Время работы 5-6 часов в сутки. Плохо то, что маломощные эл-двигатели
обладают низким кпд 10-20%. Пробовал более меньшей мощности - не тянет.
Такой "нежный" режим прекрасно подошел к моей скважине.
Вот так и было сэкономлено 20000 гривен.
К механическому приводу предусмотрено подключение небольшого
ветродвигателя с диаметром ветрового колеса 1.5 метра.
Эл-привод станет резервным. Регулировка режимов работы насосной
части будет осуществляться через б/у коробку передач легкового автомобиля.
Такой вариант был темой дипломной работы студента.

 

Думаю достаточно много поговорили по поводу критики и анализа.
Я считаю, что критика должна быть обоснованной в первую очередь расчетами,
анализом, прототипами и т.д. и только в этом случае она пойдет на пользу дела.
Безосновательная поверхностная критика всегда вредна.
Я лично на такую критику стараюсь не обращать внимания что и советую другим.
...................................................................................................................................................
Теперь перейдем к ветродвигателям и ветрогенераторам.
Рассмотрим два варианта ветродвигателей которые можно делать в "домашних условиях".
Оба варианта с горизонтальной осью вращения ветрового колеса.
Первый вариант - быстроходные с малым количеством лопастей 2-4.
Второй вариант - тихоходные с количеством лопастей больше четырех.
Каждый вариант имеет свои преимущества и недостатки.
.................................................
Первый вариант - быстроходные.
Небольшое количество лопастей.
Хорошая аэродинамика лопастей, высокие обороты и высокий кпд до 40%.
Один из основных параметров характеризующих ветродвигатель (далее ВД)
является коэффициент быстроходности. Это отношение окружной скорости конца
лопасти к скорости ветра. У лучших образцов ВД с высоким кпд он достигает 8.
То есть при скорости ветра например 10 м/с и коэффициенте 8 скорость конца
лопасти будет равной 10*8=80 м/с, а это и приводит к возникновению турбулентностей
и вредных для человека и животных шумов. Быстроходные ВД неэффективны в области
малых скоростей ветра. Запускать их нужно с отключенной нагрузкой или принудительно.
В связи с шумами от работающих ВД их необходимо размещать вдали от жилых построек.
...........................................................
Второй вариант - тихоходные ВД.
Большое количество лопастей.
Чем больше лопастей, тем ниже обороты и ниже коэффициент быстроходности.
А при низком коэффициенте быстроходности (2-4 единицы) вредные шумы практически
исчезают. От тихоходного ВД вредных шумов не больше чем от столба с проводами
или рядом стоящего дерева. Тихоходные ВД устойчиво работают при малых скоростях
ветра и легко запускаются даже с подключенной нагрузкой.
Для регионов с малыми скоростями ветра это более приемлемый вариант.
...................................................................................................................................
Здесь перечислен минимум технических характеристик ВД, которые необходимо
знать и понимать их, чтобы приступать к изготовлению собственной конструкции.
Есть еще конечно, материалы, технологические возможности и многое другое.
Эту задачу надо рассматривать только в комплексе, а не выдергивать один
или несколько параметров, обсудить их и затем принять ошибочное решение.
Действовать в данной ситуации надо по принципу семь раз отмерь - один раз отрежь.