Личный опыт изготовления и эксплуатации ветряка

Хочу поделиться опытом постройки и эксплуатации ветряка. Вдруг кому-то пригодится, правда опыт этот "с бородой" и сейчас много чего изменилось, но тем не менее.

Начну с того, что ветряком "заболел" задолго до начала изготовления, уж очень меня привлекали они, своей романтикой что ли... После постройки дома, к романтике добавилась и практическая необходимость отопления и освещения.
И вот однажды наконец решился!

Для начала советую сходить в местную метеостанцию и взять результаты наблюдений за ветрами за последний год-два (сегодня наверное можно найти в инете). Это необходимо чтобы было понятно, что вы получите в результате, красивую, но бесполезную игрушку, или красивую и практичную, нужную в хозяйстве вещь. Кое как упросил работницу станции выдать мне эту "секретную" инфу), никак не хотела.
Итак, выяснив, что средние ветры в нашей местности позволяют вырабатывать минимально приемлемое количество энергии (ветры у нас не очень), перешел к практической постройке.

Дальше встал вопрос насколько большим он должен быть. Тут решил не осторожничать, заложил винт диаметром 640 см.
Расчеты брал из книги 1938 года "Ветродвигатели", с формулами и выкладками, отличная книжка! Оказывается все уже придумали до нас)
Ветроколесо имело шесть лопастей, собственного изготовления, с переменным углом атаки, три закреплялись намертво, три вращались на продольной оси и "уходили" от ветра при сильных порывах (для защиты). Пружина регулировала порог срабатывания

Генератора было два. Один давал стабильно 220в, с самовозбуждением при достижении оптимальных оборотов, мощностью 5 KW. Очень хороший генератор, с перегрузочной способностью 100% в течении 20 минут. И второй на 4 KW включен постоянно, начинал давать с минимальных оборотов, линейно увеличивая напряжение с их ростом. Он собирал все малые энергии ветра, а на больших работал еще и как электротормоз.
Напряжение было довольно "грязным", но для отопления это не важно.
Генераторы стояли внизу, для удобства обслуживания. К ним сверху от головки шел вал.

По дому была проведена еще одна электросеть с розетками, для подключения маслянных радиаторов, коих было шесть.
На зарядке стояли щелочные аккумуляторы, емкостью 1000 а/ч, от них работал инвертор на 600 ватт.
Еще была изготовлена комбинированная электро-дровяная печь отопления, большой емкости (700 литров воды, плюс 200 кг металла), и всю мощность можно было пускать на нагрев воды, запасая тепло на ночь, когда ветра обычно затихают.

Высота мачты не большая, 12 метров, т. к. дом стоит крайним в поселке и как раз со стороны преобладающих ветров.

Управление поворотом ветроголовки было электрическим (мотор-редуктор и хвост-флюгер), автоматическим. Если свет аварийно отключался, или аварийно снималась нагрузка, то ничего страшного не происходило, шесть лопастей при сильных оборотах не достигали чрезмерных оборотов, за счет трех поворотных лопастей и большого сопротивления воздуху.

Теперь о недостатках...
Или нет, сначала спрошу у народа, а есть интерес, чтобы продолжать?
Фотографии интересуют?

 

Интересуют и фотографии, и тема!

 

Спасибо. Тогда, с вашего разрешения, продолжу.
Начнем с лирики.
"...солнце клонилось к закату. Ветряк, освещенный холодным желтым светом, упруго покачивал крыльями и казался ирреальным, фантастическим..."
Это отрывок из передовицы (!) нашей областной(!) газеты. Так журналисты описали именно мой ветряк, пусть приукрасили для красного словца, но разве что совсем чуть чуть . Мой ветряк конечно не образец элегантности и красоты, но, при отсутствии конкурентов, оказался хорошей приманка для журналистов. Были так же статьи и в районной газете и даже сюжет по телевидению в "Вести-Сибирь".
Наконец, рядом, в сотне метров, проходит дорога, много машин, много транзитников, много вопросов... Интересовались зеваки, фермеры...Был даже владелец частной гостиницы из Казахстана, ему ветряк нужен был для привлечения клиентов .
Короче, если вам не хватает общения, или вы желаете известности, то ветряк- то что вам нужно!
Но если вы нелюдимы, убежденный одиночка, то ветряк делайте маааленьким маленьким .

Некоторые недостатки ветряка сразу увеличат количество общения с соседями. Например влияние на прием сигналов радио и телевидения. Сейчас везде пошла цифра и я не знаю насколько сильным оно будет (и будет ли вообще), но раньше помеха приему была точно, что совсем не нравилось соседям.
Второе- это свето-звуковые эффекты. На закате, при ярком солнце, ветряк отбрасывал тень на многоэтажное здание, что стояло метрах в двухстах на восток, и там начиналось стробоскопическое шоу . В таком случае приходилось ветряк останавливать, жильцы жаловались.

Звук доставал в основном только меня. Зимой, когда почву сковало, я вдруг стал слышать гул от цепной передачи на генератор, до ветряка было метров 15-ть. Мерзлая земля хороший проводник вибрации. Соседи наверное тоже это слышали.
Передачу можно сделать ременной, но у нее КПД гораздо хуже, особенно зимой. Идеальный вариант- это отсутствие передачи, но тогда генератор необходимо было делать самому, а неодимовых магнитов раньше... днем с огнем.

Ветряк, большой ветряк- это постоянная головная боль. В каком плане?
В плане привлечения к себе природных разрушительных сил. Грозы, ураганы, шквалы... мы и так всего этого опасаемся, а в случае с ветряком мы это просто притягиваем к себе. Ну видеороликов с разрушением ветряков вы уже насмотрелись.

С молниями все понятно, высокая металлическая конструкция- постоянная угроза, даже при хорошем заземлении.
Ну а шквалистые ветры- это огромные нагрузки. По расчетам, при квадратичной зависимости мощности от скорости, для шестиметрого диаметра винта и большой парусности, нагрузки достигают приличных значений.

Например, однажды срезало вал диаметром 20 мм от ветроголовки. Тут не последнюю роль сыграла усталость металла от переменных нагрузок (это особенность ветров). Однажды рвало цепь привода поворота головки, причины те же.
Для остановки ветряка я применил стояночный тормоз от авто ГАЗ-52. Через год, или меньше, он уже не держал, его сточило . Пришлось для остановки поворачивать ветроколесо боком к ветру.
В общем, когда ветряка не стало, я почувствовал некоторое облегчение .

ту би континуед...

 

Интересуют чертежи, так как пока для меня Ви гуманитарий ... без чертежов можете не продолжать ! сдесь не литературний форум...

 

Всю жизнь считал себя технарем до мозга костей. Спасибо за "гуманитарий"! Вы и не подозреваете, что это может быть похвалой.
Продолжать не буду, да и расхотелось. Извините.

 

Ах да! Я оговорился, зависимость мощности от скорости не квадратичная, а конечно же кубическая. Остальное- чистая правда.

 

Если уж начали, то продолжайте до логического завершения. Вы же не для одного человека пишете. На форум несколько тысяч человек ежедневно заходит, так что Ваша информация кому-то пользу точно принесет, меня допустим заинтересовала. А если на каждую брехливую собаку внимание обращать, то никаких нервов не хватит, не зря пословицу придумали, "Собака лает - караван идет".

 

Да все в порядке, я не нервничаю. Просто с новичками у вас тут не церемонятся, эт точно.
Я могу писать по разному. Можно конечно одними техвыкладками и формулами, но с шутками, прибаутками и лирическими отступлениями будет как-то веселей ?
Теперь о чертежах.
А нужны ли точные чертежи? Сейчас все быстро меняется, появляются новые материалы, разработки, идеи и повторять один в один старую, даже устаревшую конструкцию ... мысль не самая умная.
Фото вполне могли бы заменить чертежи.

 

@klass1977, нормально все, тема интересная

Правда, лично для меня, после того как у ветряка на вращении оторвало лопасть и она улетела в неизвестном направлении (найти в радиусе 200 метров не удалось) - желания ставить новый не прибавилось, но все равно интересно: вот, у кого-то работает.

 

Netbyka, надеюсь никто не пострадал? Как говорят- "ужос"!
Не знаю какой диаметр винта был у вас, но когда мой, в шесть с лишним метров, раскручивался "на всю", становилось жутковато, хотелось отойти подальше. А ведь он стоял у гаража, в 15 метрах от дома и в лучшем случае при аварии размолотил бы крышу дома.
Предполагая такой исход, я закладывал в конструкцию дополнительный запас прочности... тут придется вернуться к началу.

Извиняюсь перед публикой. Я буду излагать простые технические выкладки, просто я полагаюсь на разный читательский уровень.

Покупные ветряки в основном быстроходны, количество лопастей две-три. Поэтому стартуют они при среднем ветре, хороши при свежем, лучше стыкуются с генераторами, но требуют идеальных аэродинамических профилей.
С увеличением количества лопастей скорость вращения падает, требуется повышающий редуктор к генератору, но зато они хороши при малых ветрах. Раньше количество лопастей обычно ровнялось 12-ти, 15-ти и даже 24-м.
Ветры в нашей местности не сильные, поэтому я выбрал компромиссный вариант, шесть лопастей.
Такая конструкция не скоростная, и не требует хорошей аэродинамики лопастей (т.к. я их сам гнул из жести по угловым лекалам и высокой точности дать не мог). Кроме того я мог спокойно внести в конструкцию проволочные растяжки (для пущей прочности), которые при низких скоростях вращения не вносили больших аэродинамических сопротивлений. Без повышающего редуктора, как вы понимаете, обойтись не пришлось. Передаточное число я уже не помню, но оно может быть любым и зависеть от параметров вашего генератора.
Конечно, если бы я жил в тундре Чукотки, на Северном море, или в степях Казахстана, то выбор мой был бы иным.

Но главный мой посыл, главная цель написания темы не в этом, не в технических подробностях. В каждом индивидуальном, конкретном случае они могут (и должны быть) разными, зависеть от места проживания, целей и задач. Я, как тот Левша, который до самой смерти пытался предостеречь, что "...толченым кирпичом ружья чистить нельзя, они апосля того стреляють скверно..."

Опять вернемся к началу.
Какова была мотивация для постройки ветряка. Ну кроме упомянутой романтической составляющей (для меня), я вкладывал в него серьезное экономическое обоснование. Бесплатное электроснабжение тут не главное, стоило оно тогда не дорого и меня не обременяло. Те самые 1000 ампер часов щелочных аккумуляторов, которые я упомянул, нужны были в случае перебоев подачи элетроэнергии в сети, а не постоянно.
А вот обогрев... Тут главная мотивация.
Сельская местность, печное отопление, дрова... уголь... пыль... сажа... Как заманчива была перспектива убрать все это и заменить ветряком. Поэтому и увеличил диаметр ветроколеса. В продаже тогда были доступные бытовые четырехметровые ветряки на 3 KW, я же получал гораздо больше.

Эх! Поздно мне попалась статья из журнала "Сельский механизатор" №9 за 2002год. Называлась она- "Солнце и ветер дом освЕтят". Интернета тогда не было, а там доступно излагалось, что ветряк- не панацея, что его наличие не гарантирует бесперебойное не то что отопление, а даже освещение дома.

Так и произошло!

ту би континуед?

 

никто не жаловался
Но вообще - убило бы, скорость вращения была бешеной.

конечно. интересно же, именно выработанное мнение. Со своим потом сравню.

 

Уважаемий гуманитарий 1977,
на сей моменто у Вас за 3 (три) дня имееться 6 мозговключений и 6 благодарностей, я що вам очевадно завидую... одна надеждица тролить мене однако, що к Вашему мозговспляску нумеро 50 у Вас будет честь и достоинство, ознакомить нас чертежами Вашего крилатого монстра и що желателно по ГОСТу...

 

Гаражная ветроенергетика интересна тем что является смежищем/перекрестком/ многих наук ... важнейшая из которих - бухгальтерство, имхо... вам, гуманитариям, ето трудно понять ...
Вторая наука по важности ето аеродинамика. там тоже трудно гуманитариям, но ми любезно поможем ...
https://innotec.ru/articles/chudesa-vokrug-nas/731-bystree-vetra-statya-30-28-02-17

пп: чертежами поспешите, битте и данке ...

 

Люблю читать с картинками... А так глазу не зашто зацепится...