Полезные ископаемые, добываемые из недр земли и используемые человечеством в качестве энергоресурсов, к сожалению, не безграничны. С каждым годом их стоимость увеличивается, что объясняется сокращением уровня добычи. Альтернативным и набирающим обороты вариантом энергоснабжения выступают ветряные электростанции для дома. Они позволяют преобразовывать энергию ветра в переменный ток , что дает возможность обеспечивать все потребности в электричестве любых бытовых приборов. Главное преимущество таких генераторов – это абсолютная экологичность, а также бесплатное пользование электричеством неограниченное количество лет. Какие еще преимущества имеет ветрогенератор для дома, а также особенности его эксплуатации, разберем далее.
Еще древние люди заметили, что ветер может стать отличным помощником в осуществлении множества работ. Ветряные мельницы, позволявшие превращать зерно в муку, не затрачивая собственных сил, стали родоначальниками первых ветрогенераторов.
Ветряные электростанции состоят из определенного количества генераторов, способных получать, преобразовывать и накапливать энергию ветра в переменный ток. Они вполне могут обеспечить целый дом электроэнергией, которая берется из ниоткуда.
Однако, нужно сказать, что затраты на оборудование и их обслуживание не всегда дешевле , нежели стоимость центральных электросетей.
Итак, прежде чем присоединиться к сторонникам бесплатной энергии, нужно осознать, что ветряные электростанции имеют не только преимущества, но и определенные недостатки. Из положительных сторон
использования энергии ветра в быту можно выделить следующие:
Домашние мини-генераторы могут, как частично обеспечивать электричеством, так и стать полноценным его заменителем, преобразуясь в электростанции.
Однако не нужно забывать про недостатки , которыми являются:
Чтобы не потратить уйму денег впустую, перед покупкой всего необходимого оборудования, следует оценить рентабельность электростанции. Для этого высчитывают среднюю мощность дома (сюда входят мощности всех используемых электроприборов), количество ветреных дней в году, а также оценивают местность, где будут располагаться ветряки.
Чтобы пользоваться энергией ветра, потребуются такие детали
:
Электроника - неотъемлемая часть каждого дня нашей жизни, в том числе активного отдыха на природе. Гаджеты помогают в навигации, регистрируют научные факты или выручают при аварийно-спасательных работах. Однако чем больше мы скрываемся от города, тем сложнее поддерживать жизнь в электронных устройствах. Как правило, проблему решают солнечные батареи, но их работоспособность целиком зависит от погодных условий и достаточного количества света.
Об этом не понаслышке знает Нильс Ферб (Nils Ferbe), выпускник художественной школы в Ренане, Швейцария. Дизайнер несколько раз отправлялся в длительные походы и постоянно задавался вопросом, как заряжают гаджеты профессиональные альпинисты и участники экспедиций. Пара звонков раскрыла секрет: в отдалённых областях они используют солнечные аккумуляторы. При этом из-за недостатка света порой люди остаются без источника энергии по нескольку дней кряду.
Неутешительные комментарии подвигли Нильса на создание миниатюрной ветряной турбины, мощности которой хватает для зарядки смартфонов и другой электротехники.
Идею, конечно, нельзя назвать новаторской, однако её исполнение, по словам создателя, не имеет аналогов. Вес ветрогенератора составляет около 900 грамм, что на 40% легче, чем у ближайшего конкурента. В сложенном состоянии Micro Wind Turbine сравним по длине с горнолыжной палкой. С развёртыванием и установкой гаджета справится любой человек, который представляет, как раскрыть зонт.
Лопасти Micro Wind Turbine улавливают даже незначительные движения воздушных масс, таким образом можно рассчитывать на работу без остановок. Турбина генерирует электрический ток мощностью 5 Вт при скорости ветра 18 км/ч, чего хватает, чтобы заряжать мобильный телефон. Встроенный аккумулятор на 24 Вт⋅ч накапливает энергию про запас.
Нильс говорит, что подобных решений не встретишь в продаже. Сопоставимые концепции, как правило, состоят из множества сложных деталей, они тяжелее и показывают ничтожно малый КПД. Неудивительно, что упомянутые недостатки делают такие устройства бесполезными в реальных ситуациях.
Впрочем, Micro Wind Turbine просто так не купишь. Автор создал рабочий прототип, но не имеет средств, чтобы запустить его в массовое производство. За инвесторами Нильс отправился в богатые ОАЭ - на выставку художественного дизайна Dubai Design Week. Надеемся, что там проект найдёт крепкую опору.
|
|||||||||||||||||||||
|
Походный ветрогенератор наконец изготовлен и испытан.Начиналось всё с прошлогодней статьи (зима 2011) про то, как можно изготовить портативный ветрогенератор из динамо втулки. Но дело до практики так и не доходило, а тут я все-таки заказал генератор (динамо втулку) и за 2 вечера изготовил из простых деталей походный ветряк. Долго ждал в нетерпении пока динамо втулка доедет до меня и вот она приехала.
Динамо втулку заказал в интернет магазине, её стоимость с доставкой по почте составила почти 1500 руб. Ниже её фото. Весит кстати менее 500 грамм, точно незнаю, инструкцию так и не читал.
Сразу хочу отметить что когда я написал первую статью на сайте про изготовление этого ветряка, то столкнулся с массой негативных отзывов от людей о таком походном ветряке из этой динамо втулки. Но хочу заметить, что все расчёты и описания были абсолютно верны и не чуть не изменились, хотя многие считали это бредом, и говорили что ничего работать не будет. Прошел почти год с момента написания первой статьи и я при изготовлении ветряка практически не отошел от первоначальной версии изготовления, а значит и ни в чём не ошибся в написании первой статьи, так как на практике ветряк прекрасно работает.
Для подтверждения я тестируя походный вертячек у себя на дачном участке попутно снял на мобильный телефон видеоролик, правда качество ужасное. В ролике показана работа ветряка в реальных условиях. Вертячек отлично работает от небольшого ветерка, который я даже не ощущал, когда снимал видео. На видео в некоторых местах при усилении ветра ветрогенератор издаёт шумы, но это из-за неправильно сделанного хвоста, жесть хвоста громыхает на ветру ударяясь о балку, из -за плохого и неправильного крепления, но в ближайшее время я это исправлю, а так ветряк абсолютно бесшумен. Есть небольшие вибрации от несбалансированных лопастей, и от залипания магнитных полюсов генератора под нагрузкой, но они ощущаются только когда держишься рукой за мачту. Кстати на видео мачта ветряка держится за сарайчик для садового инструмента, а не за туалет.
Вес ветряка в сложенном, разобранном виде почти 4 кг., да конечно это не малый вес для походов, но все его детали сделаны из металла и с большим запасом прочности. Если делать основные части ветряка из пластика и пластмассы, то он будет весить в два раза легче. Лопасти,и хвост, сделаны из старого и мятого куска оцинкованной жести, а балка, которая держит хвост из алюминиевой гардины.
Записал видеоролик испытания походного ветрогенератора.
Извините за качество — видео с «древнего» мобильного телефона.
Далее по подробнее о деталях ветряка. Я много описывать не буду, так как и так всё понятно и описано в предидущих стятьях, я лишь немного прокомментирую фотографии ветряка. Все детали ветряка покрашены в зелёный цвет для камуфляжа, и чтобы не блестели на солнце выдавая местоположение палатки с больших расстояний.
На фото ниже видно поворотную ось ветряка, которая сделана из велосипедной передней втулки. На ней сделан самодельный щёточный узел. Щёточный узел нужен для того чтобы провод идущий от генератора по мачте не перекручивался.В принцепе можно и без него, но тогда нужна полая ось, чтобы провод пустить сквозь неё, и далее по мачте вниз.
На фото видно как к пластине крепится хвостовая балка.Я сделал всё из простых деталей, которые у меня были и собрал всё буквально за компьютерным столиком, так что об эстетике и красоте не думал, для метя главное надёжность и ремонтопригодность в походных условиях, вот и получилась такая невзрачная, но надёжная и прочная конструкция.
На этой фотографии видно все основные детали ветряка, это уголок-пластина, на которой крепятся все детали ветрогенератора. Как видно динамо втулка (генератор) прикручена ротором -валом к пластине, а вращается статор генератора, а в обычных генераторах наоборот, вращается вал. Но как оказалось это и лучше, так как все детали удобно закреплять. На статор генератора закреплён с помощью трёх саморезов треугольный диск из фанеры, в неё просверлены отверстия под болтики крепления лопастей. К другой части пластины прикручена поворотная ось из велосипедной втулки. Далее к пластине крепится хвостовая балка и хвост, после лопасти и ветряк крепится с помощью хомута на мачту.
Ветрячёк легко и быстро собирается и разбирается, сборка и разборка занимает минут 15. В походных условиях ещё немного времени уйдёт на начту.А если такой ветряк использовать на даче, то его можно установить на железную мачту. Самая габаритная часть ветряка это лопасти, длинна лопастей 80 см., они в принципе должны уместится в походный рюкзак, но лучше для него подобрать чехол, например чехол от палатки.
ХАРАКТЕРИСТИКИ МИНИ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОРА
Про характеристики напишу примерно, так как они зависят от ветра.
При ветре 2-3м/с ветрогенератор вырабатывает около 2-2,5 Ватт, при более мощном ветре до 5 м/с он уже будет вырабатывать более 4-х Ватт. Далее с повышением силы ветра ветряк способен давать более 5-ти ватт, но на тесте максимальный ветер был около 5 м/с, и ветряк работал в штатном режиме. От кручения рукой я зажигал им даже автомобильную лампочку на 10 ватт. В принципе из динамо втулки можно сделать ручной генератор, если к нему приделать ручку и крутить, такое зарядное устройство будет гораздо мощнее чем известные китайские ручные динамо зарядки.
При кручении от руки дома тестер показывал более 20-ти вольт, в среднем вольтаж 8-11 вольт. Если поставить более длинные и узкие лопасти, то ветряк будет крутится более быстро и давать стабильно более 12-ти вольт, а значит и заряжать 12-ти вольтовый аккумулятор.
Вместе с ветряком я планирую использовать буферный аккумулятор для накопления вырабатываемой энергии, чтобы пользоваться энергией даже когда нет ветра и подключать более мощные приборы (освещение, электроника) . Также аккумулятор будет выполнять роль стабилизатора напряжения. Контроллер заряда здесь в принципе не нужен, так как от такого тока аккумулятор при каждодневном использовании энергии врятле перезарядится.
К слову такой ветрячёк можно не только в долгосрочные походы брать, но так-же можно на постоянку поставить дома или на даче, и в паре с аккумулятором он отлично справится с ночным освещением двора или комнаты, а также от его буферного аккумулятора можно заряжать мобильный телефон, слушать радио и смотреть портативный ТВ и другое. Можно даже ноутбук подключить и некоторое время пользоваться -пока не сядет буферный аккумулятор, а потом ждать пока ветряк его снова зарядит.Для подключения радио, зарядки телефонов, ноутбука естественно нужна дополнительные преобразователи электроэнергии, что-то на подобие ВАМПИРЧИКА, или если использовать 12-ти вольтовый аккумулятор, то автомобильные адапторы и зарядные устройства. Но для этого надо чтобы ветряк смог заряжать 12-ти вольтовый аккумулятор, а для этого надо поставить более узкие и длинные лопасти, примерно 110-120 см в длину и шириной 10 см. В общем это уже зависит от конкретных задач, а телефон можно заряжать даже напрямую через ограничивающий резистор, или от буферного аккумулятора.
На этом всё, ветрогенератор готов и испытан, далее я исправлю хвост, чтобы не гремел, и попробую испытать на более сильном ветре чем был при испытании, и сделать более длинные и узкие лопасти, чтобы получать не 8-11 вольт, а более 14-ти и заряжать 12-ти вольтовый аккумулятор.
Возобновляемые источники энергии сейчас одна из самых горячих тем на энергетическом рынке, и до недавнего времени, большую часть внимания привлекала солнечная энергия. В то время как существует много технических устройств, таких как солнечные портфели и зарядные устройства для ноутбука на солнечных элементах, в которых может использоваться солнечная энергия, существует очень немного портативных устройств, которые используют другие источники возобновляемой энергии. Складной ветрогенератор имеет все правильные идеи, но, наверное, ещё чуть-чуть опередил своё время.
У Eolic - очень интересный дизайн, но есть сомнения относительно того, способен ли их складной ветрогенератор выполнять работу, для которой был создан. Eolic выглядит очень маленьким, и мысль что он может создать достаточно энергии, чтобы привести что-нибудь в действие, кажется невероятной, а также действительно ли он достаточно прочный, чтобы выстоять на сильном ветру? На данный момент может оказаться, что это не более чем принятие желаемого за действительное.
|
|
Проблема в походе беспокоит всех туристов и экстремалов, которые отправляются в путь более чем на один день. Решить эту проблему призван портативный, а вернее почти «ручной» ветрогенератор, способный «на пустом месте» вырабатывать необходимые Ватты электроэнергии. Это небольшое зарядное устройство – турбина запитает любые USB – гаджеты.
Внешне представляет собой цилиндр – тубус диаметром 30 с половиной сантиметров. Он является складным устройством и содержит в себе три ноги (треногу). Его основой является турбина, позволяющая генерировать 15 Ватт. Накопление энергии производится на встроенный аккумулятор емкостью 15 А/ч.
Алюминиевые «ноги» длиной почти 30 см располагаются наподобие штатива в вертикальном положении на удобной ширине в зависимости от обстоятельств – например, от силы ветра или от особенностей местности. При этом лопасти раздвигаются. Обратный процесс заключается в том, что при складывании треноги обратно в тубус «ноги» автоматически складываются.
Встроенный аккумулятор может заряжаться как от генератора, так и от , для чего в нем есть соответствующий мини-штекер USB. Работает турбина от трех лопастей. Изделие может эксплуатироваться в походах, экспедициях, на рыбалке или, например, на охоте. Его масса составляет около 1800 грамм. Стоимость по предзаказу на краудфандинге kickstarter – 279 USD. В свободной продаже портативный ветрогенератор появится по цене свыше 300 долларов.
Наряду с полноценными системами для , существуют и микроварианты, предназначенные для электроснабжения портативных устройств. Зарядить в походе мобильный телефон или запитать маломощную светодиодную лампу – со всеми этими задачами справится сверхкомпактный ветрогенератор, весом всего в 1 кг, созданный дизайнером из Германии Нильсом Фербером.
Нильс Фербер
Зачастую в аварийных ситуациях, при стихийных бедствиях, в походах и т.д. нужен надёжный источник электроэнергии для мобильных устройств. Подать сигнал бедствия, позвонить в службу спасения – вдали от цивилизации это является первоочередной задачей.
Поставив во главу угла компактность, лёгкость и простоту устройства, дизайнер отказался от использования дорогих и сложных компонентов.
Ветряк представляет собой телескопическую трубку с тремя лопастями, сделанными из плотного материала. При необходимости трубка за несколько секунд раздвигается, а лопасти приводятся в рабочее состояние, как купол зонтика.
Нильс Фербер
Микроветряная турбина может работать в любую погоду, зимой, ночью и при сильном ветре. В одном устройстве смонтированы все необходимые компоненты. Работа ветряка настолько проста, что с его эксплуатацией справится даже ребёнок.
Устройство оптимизировано для подзарядки небольших USB-устройств. Напряжение на выходе составляет 5 В, при скорости ветра 18 км/ч.
Также к ветряку можно подключить дополнительные аккумуляторные батареи. По словам Нильса, ветряк можно легко и быстро настроить под разнообразные задачи, начиная от похода и заканчивая «дачным» вариантом использования.
В дальнейшем планируется модернизация устройства. Взяв за основу идею, Нильс задумался о строительстве более масштабного изделия, предназначенного для питания энергоёмких устройств.
