Журнал Моделист-конструктор № 1, 1969 г. - Столяров Ю.С.
Скачать (прямая ссылка):
Словом, сначала надо измерить, на какую работу он способен в вашей местности. А для этого нужно установить, какова его повторяемость. Теоретически зависимость повторяемости от среднегодовых скоростей ветра установлена еще в конце прошлого века русским ученым М. М. Поморце-вым. Для жителей средней зоны европейской части СССР определена в результате такого расчета на основании таблицы скорость 8 м/сек. Она, кстати, оптимальна для работы ветродвигателя. Распределялись скорости ветра по количеству часов так (таблица 3).
Получается, что полного штиля здесь не бывает совсем, а большую часть времени дует ветер, вполне способный раскрутить даже сравнительно небольшое ветроколесо.
Тем же, кто живет в других районах, помимо собственных наблюдений с анемометром, неплохо обратиться к метеорологам — уж у них-то имеются точные таблицы на этот счет.
Об этом необходимо помнить при выборе места для установки ветродвигателя (рис. 2). Ветроколесо двигателя должно быть вынесено выше препятствий, где поток ветра ничем не нарушается. Вообще ветроколесо должно быть вынесено возможно выше, тай как с увеличением высоты увеличивается скорость ветра, а вместе с этим увеличиваемся и мощность ветродвигателя. Например, при увеличении высоты положения ветроколсса в два раза его мощность увеличится примерно в полтора раза. Однако при выборе высоты необходимо учитывать удобства обслуживания ветродвигателя при эксплуатации. Минимальная высота башни под ветродвигатель должна быть выбрана с таким расчетом, чтобы нижний конец крыла ветроколеса был на 1,5—2 м выше ближайшего препятствия. „Светлячон**
Простейший ветроэлектрически!! агрегат
ВЕТРОКОЛЕСО
От диаметра ветроколеса зависят мощность и обороты, развиваемые ветродвигателем. Все эти компоненты связаны между собой очень тесно и поддаются выражению в строгих и точных математических формулах. Наша задача проще: построить вет-роколесо наиболее распространенного типа, диаметром 1.3 м, позволяющее получить от двигателя максимум энергии и в то же время достаточно простое.
Как видно из таблицы 1, колесо 0 1,3 м более всего подходит для ветродвигателя мощностью 100— 150 вт. Для пересчета его мощности в квт необходимо величину в лошадиных силах, взятую по таблице, умножить на переводной коэффициент 0,736.
N Kbt=N л. с.-0,736=0,2X0,736= = 0,147 квт, где N квт — мощность в киловаттах.
N л. с. — мощность в лошадиных силах.
Принимая к.п.д. генератора равным 0,7, получаем полезную мощность равной:
N квт = ОД47 • 0,7 = ОД квт.
Так как обороты ветроколеса при скорости ветра 8 м/сек будут близки необходимым для выхода генератора на полную мощность, то в данном случае ветроколесо можно устанавливать непосредственно на валу генератора без промежуточного редуктора. Это позволяет построить самый простой и удобный в эксплуатации ветроэлектрический агрегат.
Для достижения указанных в таблице 1 оборотов и мощностей необходимо при изготовлении лопастей ветроколеса руководствоваться размерами, указанными в таблице 2.
КОНСТРУКЦИЯ
Общий вид агрегата показан на 1-й странице вкладки. Двухлопастное ветроколесо 1 (рис. 1) вращает .вал генератора 3, закрепленного на поворотной опоре 4. Поворотная опора насажена на неподвижную стойку 8, установленную в растяжках 9 и являющуюся мачтой ветроэлектрического агрегата. Установка ветроколеса на ветер автоматическая — с помощью флюгера-хвоста 5. Для остановки применен небольшой колодочный тормоз 6, действующий на тормозной барабан 2.
ГЕНЕРАТОР — один из важнейших узлов ветроэлектрического агрегата. В этой роли можно использовать генераторы марок Г-12, Г 15В и Г-21, устанавливаемые на автомобилях «Волга», ЗИЛ-150 и ГАЗ 51. Старые генераторы такого типа можно найти в любом гараже или автомастерской. Их номинальная мощность 220 вт. Они отличаются простотой и надежностью в эксплуатации. не требуют частых регулировок и доступны ремонту в домашних условиях.
ПОВОРОТНАЯ ОПОРА служит для закрепления генератора и его беспрепятственного вращения вокруг своей вертикальной оси Она изготавливается из отрезка двухдюймовой трубы длиной 250 мм. В верхней части опоры привариваются уголки размерами 40 х 40 мм, образующие седло генератора, и вкладывают стальную шайбу 2, служащую «пяткой» опорной втулки мачты. Конструкция седла и хомутов 1 крепления генератора ясна из рисунка 2.
НЕПОДВИЖНАЯ СТОИКА, являющаяся мачтой установки, делается из полуторадюймовой трубы длиной 1000 1500 мм. В ее верхней части крепится опорная втулка мачты, а на расстоянии 250 мм от верхнего конца закрепляется кольцо, предотвращающее чрезмерную качку поворотной опоры.
С помощью хомутов неподвижная стойка крепится к продолжению мачты, изготовленному из более толстой трубы или деревянного столба.
Точка крепления растяжек должна быть расположена на 2Ii. общей высоты мачты с агрегатом.
ХВОСТ агрегата, устанавливающий ветроколесо на ветер, делается из полосовой стали сечением 4 X 20 мм и листового железа толщиной 1 — 2 мм. Штанга хвоста закрепляется к седлу генератора болтами или приваривается.
