Горизонтальный ветрогенератор повышенной мощности

УДК 621.311

ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ВЕТРОГЕНЕРАТОР ПОВЫШЕННОЙ МОЩНОСТи

Сахненко Виктор Григорьевич.

Введение. В настоящее время “наибольшую популярность получили горизонтальные ветрогенераторы, ось вращения турбины которых расположена параллельно земле. Этот тип получил название «ветряной мельницы», лопасти которой вращаются против ветра. Конструкция горизонтальных ветрогенераторов предусматривает автоматический поворот головной части (в поисках ветра), а также поворот лопастей, для использования ветра небольшой силы”.

Одним из существенных недостатков таких ветрогенераторов является медленное вращение его лопастей, что вызывает непрерывное мелькание в глазах людей и животных? утомляет их и вредит их здоровью. Поэтому ветряные мельницы в настоящее время вызывают массовый протест у окружающего их населения, и их приходится утилизировать.

“Принцип работы ВЭУ Вертикальные ветрогенераторы гораздо менее эффективны. Лопасти такой турбины вращаются параллельно поверхности земли при любом направлении и силе ветра. Так как при любом направлении ветра половина лопастей ветроколеса всегда вращается против него, ветряк теряет половину своей мощности, что значительно снижает энергоэффективность установки. Однако ВЭУ такого типа проще в установке и обслуживании, поскольку ее редуктор и генератор размещаются на земле. Недостатками вертикального генератора являются: дорогостоящий монтаж, значительные эксплуатационные затраты, а также то, что для установки такой ВЭУ требуется немало места”[1].

Целью настоящей работы является показать ветрогенератор вертикального типа с регулируемыми потоками воздушных масс направляемые на турбину. Принцип работы такого ветрогенератора показан на рис. 1. В простейшем таком ветрогенераторе (рис1 b), турбина может крепиться непосредственно на валу электрогенератора. Воздушные клапана (рис. 1 с), выполнены в виде пластин с ребрами, закрепленными на осях и позволяющими при потоках воздуха закрываться 5, ложась ребрами на специальные металлические сетки, закрепленные на стойках. Либо открываться 6. На некоторый угол и формировать воздушные потоки в направлении турбины.

Захват воздушных масс определяется шириной внешних стенок. Для лучшего и большего пропуска воздушных потоков целесообразно чтобы вся конструкция ветрогенератора сверху была накрыта, на всю ширину заборщиков ветра. Это полезно как при заборе ветра в ветрогенератор, так и при его истечении.

Рис.1. 1 электрогенератор, 2 –мачта, 3 – ограждение с воздушными клапанами, 4 – ограждение, 5 - стойка при закрытом воздушном клапане, 6 – стойка при открытом воздушном клапане. 7 – насаждения деревьев.

Для мощных ветрогенераторов (рис.2) можно предусмотреть расположение генератора на уровне земли. Над которым, возвышается вращающаяся мачта от турбины. Такая турбина может иметь поворотные лопасти и ее поворот регулироваться с помощью осевого перемещения стержня внутри мачты.

Рационально также использовать механический регулятор скорости вращения турбины. Который, действуя на ось поворачивает лопатка турбины до ее остановки. Регулятор скорости регулируется натяжением пружины на стержне относительно мачты. Важным элементом с позиции техники безопасности является строгая фиксация турбины зубчатой муфтой. Верхняя часть такой муфты соединена с регулирующим стержнем. И при ее опускании ручным рычагом она поворачивает лопасти турбины в вертикальное положение. Исключающее ее вращение и затем может его зафиксировать зубчатой муфтой.

Средняя часть турбины накрыта колпаком, который выносит потоки воздуха на лопасти турбины. При отсутствии ветра и вращении турбины на нее может ложиться снег или оледенение. Поэтому предусмотрено принудительное вращение турбины через небольшой по мощности электродвигатель. Который с помощью ременной передачи вращает вал турбины и сбрасывает с нее снег и лед. При повороте специального рычага натяг ремня на колесо уменьшается, и ремень выходит из зацепления с колесом и ложится в специальное ложе. Мачта упирается осевым подшипником на жесткую площадку. Под которую, заносится генератор, либо его делается демонтаж.

При необходимости на мачту можно крепить несколько турбин и тем самым повышать ее кпд и мощность. Управление поворотами лопастей осуществляется через регулирующий стержень.

Пассивные внешние направляющие потоков ветра могут быть в плане разделены на шесть и более секторов и накрыты с верху пленкой либо жесткими элементами. Кроме того они могут быть увеличены за счет лесных насаждений, стенами ближайших домов и прочих строений. Для упрощения и облегчения конструкций целесообразно использовать трубы и растяжки из стальных стержней.

Весьма важно, что такая конструкция исключает мигание, каких либо элементов конструкции и не оказывает пагубное влияние на здоровье людей. Поэтому подобные конструкции могут быть использованы в самых разных районах Земли при разных плотностях населения.

Литература

1. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ВЕТРОВЫХ УСТАНОВОК Позняк Б. А. Научный руководитель – ассистент Юршо Е. Л.

Ветрогенераторы: классификация и типы, конструкция ...

https://led02.ru › articles › vetro_ge