Ветряная станция своими руками: Ветрогенератор своими руками

Содержание

Как сделать ветрогенератор своими руками для частного дома? | Альтернатива24

Ветрогенератор своими руками

В сфере альтернативной энергетики особое место занимает тема изготовления ветрогенератора для дома своими руками. Этому есть несколько причин. Во-первых, самодельный ветряк обходится заметно дешевле, чем солнечная электростанция такой же мощности. Во-вторых, в отличие от солнечной, энергия ветра может работать на вас и ночью, и в пасмурную погоду, и в снегопад. В-третьих, для установки ветряка не нужно много места.

Возможно ли сделать ветряк своими руками?

На этот вопрос получить наглядный ответ очень просто. Достаточно всего нескольких минут времени, чтобы своими глазами увидеть в Сети сотни, или даже тысячи, вполне работоспособных ветрогенераторов, сконструированных умельцами буквально из подручных материалов. Большинство из них успешно преобразовывают энергию ветра в электрическую, которая используется для самых разных бытовых нужд.

Эффективность, мощность, надежность и сложность реализованных конструкций – это уже другой вопрос. Далеко не все изготовленные своими руками ветрогенераторы вырабатывают достаточно электричества, чтобы покрыть все бытовые нужды. Некоторые из них слишком маломощные. Другие – не очень надежные. Попадаются и слишком мудреные, которые своими руками с наскоку сможет сделать далеко не каждый.

Сделать самому или купить?

В качестве альтернативы, дабы не делать ветрогенератор для частного дома своими руками, его можно купить в готовом к эксплуатации виде. Однако здесь есть одно препятствие, которое многих и останавливает на пути к получению «бесплатной» энергии. Это, конечно же, цена готовых предложений.

Так, в среднем, добротного качества ветрогенератор с потенциальной мощностью около 500 Вт стоит порядка 1000 долларов. И в комплекте будет только ветряк с флюгером и генератором на борту. Остальные же компоненты полноценной электростанции (полный перечень описан ниже), функционирующей за счет энергии ветра, производитель за такие деньги вам не продаст.

Если изготовить домашний ветрогенератор своими руками, то обойдется он не на порядок, а в разы дешевле. Да, он будет не такой красивый, как заводской. Да, возможно, не удастся достичь такого же КПД. Но главной цели – преобразование энергии ветра в электроэнергию для бытовых нужд – достичь с его помощью можно легко.

Более того, самодельный ветрогенератор имеет в разы больше шансов сполна окупиться уже в ближайшее время эксплуатации. Тогда как покупной заводской вариант, как правило, быстрее изнашивается, чем успевает вернуть в кошелек потраченные доллары за счет «халявного» электричества.

Устройство простейшей домашней ветряной электростанции

Перед тем, как сделать ветрогенератор своими руками, следует понимать, что для полноценного использования энергии ветра в своих целях одного этого устройства недостаточно. Ключевой в данном вопросе является проблема, связанная с непостоянством и нестабильностью ветра. Сейчас он дует, что называется, со всей силы, через час – притих, еще позже – установился абсолютный штиль. По этой причине генератор будет вырабатывать, соответственно, чрезмерно высокое напряжение, потом заниженное, а при затишье – вообще ничего генерировать не будет.

А теперь представьте, как будет работать, например, телевизор, если его напрямую подключить к такому ветряку. Он либо сгорит от перенапряжения, либо не будет работать из-за его недостатка. Именно поэтому, для работы полноценной ветряной электростанции, пусть даже и в упрощенных домашних условиях, понадобятся четыре базовых компонента:

1. Ветряк – состоит из лопастей, флюгера и генератора, вырабатывает электроэнергию с постоянно меняющимися параметрами.

2. Аккумулятор – нужен для накопления выработанного электричества, когда ветряк генерирует его в избытке, и для питания потребителей.

3. Контроллер – «выравнивает» поступающее с ветряка напряжение, управляет процессами заряда и разряда АКБ.

4. Инвертор – преобразует 12 вольт аккумулятора в необходимые для бытовых приборов 220 вольт.

В таком исполнении система будет работать по следующему принципу. Когда есть ветер, ветряк преобразует его энергию в электрическую, она стабилизируется контроллером и накапливается в АКБ. Когда включаются потребители (освещение, телевизор, холодильник) аккумулятор отдает накопленную энергию, которая за счет инвертора приобретает нужные параметры, и поступает на их питание.

В некоторых системах последний компонент не используется. Без инвертора вполне реально обойтись, если подключать к аккумулятору 12-вольтовые приборы. Сегодня есть практически все бытовые приборы – от освещения до холодильников – работающие от 12 вольт.

Конфигурация ветряка

Хотя бы вкратце стоит затронуть тему конфигурации самодельного ветряка. Здесь есть два основных конкурента:

1. Горизонтальный ветряк.

2. Вертикальный ветряк.

Горизонтальный ветряк – состоит из расположенной горизонтально оси, на которой устанавливаются лопасти, генератор и флюгер. Такая конфигурация имеет ряд преимуществ. Особенно это касается эффективности и мощности. По этим параметрам горизонтальный ветряк значительно превосходит вертикальные.

Вертикальный ветряк – состоит из вертикальной оси, на которой смонтирована турбина и генератор. По сравнению с классикой вертикальный ветрогенератор своими руками изготовить на порядок проще. Во-первых, ему не нужен флюгер, так как турбина будет вращаться независимо от направления ветра. Во-вторых, не нужен токосъемник, поскольку генератор всегда находится в одном и том же положении. Лопастные же ветряки постоянно вращаются вокруг своей оси из-за переменчивого направления ветра, что делает невозможным передачу выработанной электроэнергии через обычные провода.

Виды генераторов

Генератор – это основной узел любого ветряка. Он, собственно, и преобразует энергию ветра в электрическую. Видов этого устройства бывает несколько. Рассмотрим только основные различия и особенности.

В первую очередь, генераторы могут выдавать постоянный ток, и переменный. Постоянный ток выгоден тем, что его не надо выпрямлять перед подачей на аккумулятор. Переменный же ток придется не только стабилизировать, но и преобразовывать в постоянный. Какой вариант лучше выбрать? Очень просто. Генераторы постоянного тока упрощают использование выработанного электричества, а модели переменного тока – на порядок эффективнее.

Далее генераторы различаются по выдаваемому напряжению. От этого параметра зависит конфигурация оборудования, которое будет стабилизировать подаваемое на АКБ напряжение.

Следующий важный параметр – мощность. Чем мощнее генератор, тем больше потребителей он сможет обеспечить энергией. Одновременно с мощностью генератора увеличиваются размеры ветряка, в частности, его лопастей.

Какие нужны комплектующие?

Для изготовления простейшего ветрогенератора своими руками в домашних условиях достаточно будет следующих комплектующих:

1. Канализационная труба диаметром 150-200 мм для изготовления лопастей.

2. Генератор – проще всего взять готовый автомобильный с регулятором-выпрямителем и реле, что позволит напрямую заряжать с его помощью обычный 12-вольтовый аккумулятор (или несколько сразу, соединенных параллельно).

3. Токосъемник – можно купить готовый или изготовить самостоятельно.

4. Флюгер – нужен для ориентации лопастей по ветру.

5. Мачта – используется для подъема ветряка на необходимую высоту.

6. Основание – к нему крепится мачта.

Рассмотрим основные этапы сборки ветрогенератора своими руками из перечисленных комплектующих.

Сборка

Самостоятельную сборку лучше всего начинать с расчетов. Здесь проще всего отталкиваться от имеющегося генератора, точнее, от его мощности. В зависимости от этого высчитываются размеры лопастей. Все эти расчеты несложно провести в специальных программах, либо определить требуемые размеры по таблицам.

Лопасти

Простейшие лопасти для самодельного ветряка можно изготовить из канализационной трубы диаметром 150-200 мм. Рекомендуется для этих целей приобретать трубу оранжевого цвета. Такие изделия изготовлены из более прочного пластика, нежели бытовые серые.

Для домашнего ветрогенератора достаточно будет всего три лопасти. Как правило, все они изготавливаются из одной вышеописанной трубы. Для этого труба разрезается вдоль на три равных сегмента. После этого каждой заготовке по шаблону придается форма лопасти. На этом этапе важно зашлифовать (лучше – скруглить) все кромки лопастей, что положительно скажется на аэродинамических характеристиках, а также на прочности узла.

Готовые лопасти крепятся на ступице. Простейший ее вариант можно изготовить из куска фанеры толщиной около 10 мм. На такой ступице все лопасти следует закрепить при помощи болтов. Чтобы соединения не раскрутились от вибраций, используются специальные шайбы-гроверы.

Флюгер

Основная роль флюгера заключается в ориентации лопастей в зависимости от направления ветра. Одновременно эта часть ветряка является несущей. Помимо направляющей пластины на флюгере крепится генератор и лопастной узел.

Для изготовления флюгера маломощного ветрогенератора можно использовать древесину. Для больших ветряков лучше применить алюминиевые трубки, уголки или профили. Они прочнее и легче древесины. Вполне подойдет и стальной прокат.

На флюгере также крепится токосъемный механизм, через который независимо от вращения ветряка вокруг своей оси будет передаваться выработанная генератором электроэнергия.

Основание и мачта

Мачта служит для установки ветряка на необходимой высоте. Как правило, для бытовых нужд вполне достаточно поднять ветрогенератор на высоту около 5 метров. Для изготовления мачты понадобится прочная стальная труба диаметром, как минимум 40 мм. При высоте больше 5 метров следует также позаботиться о дополнительном креплении мачты. Как правило, для этого используются либо растяжки, либо точки крепления к фронтону постройки.

Основание служит для установки мачты с ветряком. Может быть стационарным и шарнирным. Последний вариант выгоден тем, что позволяет в любой момент без особых усилий «уложить» ветряк на землю. Такая возможность особенно пригождается в период бури, либо во время сервисного обслуживания и ремонта ветряка.

Этапы установки ветрогенератора

Монтаж ветрогенератора своими руками, как правило, выполняется в следующей последовательности:

1. Определите наилучшее месторасположение для ветрогенератора.

2. Закрепите на флюгере генератор и токосъемник.

3. Установите и закрепите на оси генератора лопастной узел.

4. Закрепите ветряк на мачте.

5. Подсоедините кабель к токосъемнику и закрепите его на мачте.

6. Установите мачту на основании.

7. Закрепите ветрогенератор при помощи растяжек или дополнительных точек опоры.

После установки ветрогенератора можно приступать к его подключению к системе, устройство которой описано выше.

Советы и рекомендации

При изготовлении и установке ветрогенератора своими руками рекомендуется учесть следующие моменты:

· Не устанавливайте ветряк в оврагах и впадинах.

· Генератор и токосъемный узел обязательно защитите от попадания влаги.

· Не используйте ветрогенератор во время штормовой погоды.

· Для временной остановки ветряка можно использовать шарнирное основание, механизм автоматического складывания флюгера, либо же блокировку генератора нагрузкой (последнее используется в заводских изделиях).

· Не подключайте самодельный ветрогенератор к потребителям напрямую.

· Регулярно проводите технический осмотр механической и электрической частей ветрогенератора.

· Если ветряк устанавливается возле постройки, то его следует поднять на высоту не менее трех метров от вершины крыши.

· Не рекомендуется жестко крепить ветрогенератор к конструкциям жилого дома, так как шум и вибрация может создавать определенный дискомфорт.

· По возможности используйте для накопления сгенерированной ветряком электроэнергии больше аккумуляторов.

· По максимуму используйте накопленную энергию без преобразований, чтобы уменьшить потери на инверторе.

Как видно из вышеописанного, простейший ветряк для дома своими руками изготовить не так уж и сложно. Однако даже маломощная ветряная электростанция позволит заметно уменьшить счета за электроэнергию, либо выйти из ситуации, когда участок вообще нет возможности запитать от общей сети.

Источник: https://eco-energetics.com/vetroenergetica/


Полезные видео

Ветряные электростанции для дома: особенности строительства

Установка ветряной электростанции на даче или в частном доме помогает решить множество проблем, связанных с электроснабжением. Данный агрегат способен перерабатывать и накапливать энергию ветра, используя ее во благо человека. Процесс изготовления ветряной электростанции достаточно простой — он требует минимального количества материалов и прежде всего желания достичь заданной цели. О том как сделать ветряную электростанцию для дома рассмотрим далее.

Оглавление:

  1. Ветряные электростанции для частного дома: особенности и характеристика
  2. Преимущества и недостатки ветряных электростанций
  3. Сфера использования и виды ветряных электростанций для дома
  4. Солнечно ветряная электростанция — общие сведения
  5. Самодельная ветряная электростанция — особенности изготовления
  6. Ветряная электростанция своими руками: выбор генератора

Ветряные электростанции для частного дома: особенности и характеристика

Ветряные электростанции предназначены для преобразования энергии ветра в электрическую энергию. В соотношении с внешним видом и конструктивными особенностями ветряные электростанции для дома бывают расположенными:

  • горизонтально;
  • вертикально.

Первый вариант менее зависим от ветра, но отличается меньшей популярностью, нежели второй. Так как он способен работать лишь при сильном ветре, а для его запуска требуется наличие внешнего источника. Вертикальные ветряные электростанции способны функционировать более качественно и отличаются высоким КПД. Для их работы достаточно силы ветра в 2-4 м/с.

Среди основных компонентов ветровых электростанций следует отметить:

  • мачту, которая бывает простой, телескопической или монолитной;
  • редуктор — часть электростанции, на которой располагаются лопасти;
  • контейнер — подвижная часть ветроэлектростанции, которая двигается в соотношении с ветром;
  • генератор — прибор, который преобразует энергию.

Выбор конструкции и мощности ветряка напрямую зависит от особенностей его эксплуатации.

Более простыми являются приборы, мощностью до 300 Вт. Такие агрегаты способны легко поместиться даже в автомобиль. Для их установки достаточно одного человека, а мощность, которую они вырабатывают, достаточно для зарядки телефона, обеспечения освещения или работы телевизора. Данный вариант отлично подходит для семейного отдыха на даче, в лесу или на море.

С помощью 2, 5, 10 кВт ветровых электростанций осуществляется обеспечение целого дома электроэнергией. Если существует излишняя энергия, то она помещается в аккумуляторах, которые ее расходуют при слабом ветре или при его отсутствии.

Более мощные варианты ветровых электростанций, мощность которых составляет более двадцати киловатт, способны снабдить электроэнергией несколько домов, коттеджей или даже частное предприятие.

Ветряные электростанции фото:

Главным преимуществом ветровой электростанции является экологичность, ведь ее работа никак не влияет на окружающую среду. При этом, энергию получить достаточно легко, главное условие — наличие стабильного ветра.

Среди недостатков ветровых электростанций отмечают их зависимость от ветра. Для работы ветряка ветер должен иметь скорость минимум два метра в секунду. Для достижения номинальной мощности потребуется сила ветра в 10 м/с.

Чтобы накапливать электричество и использовать его во время отсутствия ветра используют аккумуляторы.

Срок их службы составляет около 10 лет. Кроме того, использование мощных ветровых электростанций отличается высокой шумопроизводительностью, что снижает комфорт проживания вблизи данного агрегата.

Ветровая электростанция способна препятствовать нормальной работе телевизора, радио и других подобных приборов.

Самыми главными составляющими любой ветроэлектростанции выступает генератор, устройство выпрямительного назначения, аккумулятор-батарея, инвертор, то есть преобразователь напряжения. Для осуществления общего контроля за работой устройства рекомендуется использование микропроцессорного контролера или простых логических схем.

Если планируется покупать ветровую электростанцию, то наиболее оптимальными вариантами станут устройства, имеющие низкий уровень начальной скорости ротора, скорости заряда батареи и выхода на рабочий процесс. Так как от широты восприятия рабочего диапазона ветра зависит количество энергии, которую воспроизводит установка.

Преимущества и недостатки ветряных электростанций

Среди преимущества использования ветровых электростанций отмечают:

1. Длительность применения ветровой энергии еще в древнеримские времена.

2. Экологичность и безвредность для окружающей среды.

3. Дешевизна получения качественной электроэнергии.

4. С помощью использования энергии ветра снижается расход электричества, вырабатываемого на ТЭС, поэтому выбросы парникового газа значительно снижаются.

5. Доступность, так как ветер присутствует в любом уголке всей планеты.

6. Размер ветряной турбины небольшой, поэтому для их установки не потребуется много места.

7. Особо востребованные ветровые установки в местах, которые отдалены от центрального электроснабжения, таких как леса, поля, моря или океаны.

8. Использование ветровой электростанции позволяет существенно снизить материальные расходы на оплату электроснабжения.

Несмотря на большое количество преимуществ, использование частных ветряных электростанций отличается такими недостатками:

1. Ветер отличается переменчивостью в разное время года в разных регионах поэтому кроме ветряной электростанции следует устанавливать накопительные устройства для электроэнергии, а их покупка — процесс весьма дорогостоящий. Кроме того, они требуют периодической замены.

2. Некоторым людям не нравится внешний вид ветряных электростанций и высокий уровень шума, который они производят.

3. Перед постройкой ветряной электростанции следует провести ряд исследований, направленных на определение силы и интенсивности ветра на определенной местности.

4. Цена на покупку ветровых электростанций довольно высокая, хотя и затраты со временем окупаются, первоначальный вклад довольно высокий.

5. Лопасти, которые находятся на ветряке приносят вред определенным насекомым и птицам, обитающих вблизи электростанции.

Сфера использования и виды ветряных электростанций для дома

Если мощность ветряной электростанции не превышает одного киловатта, то для изготовления ее корпуса требуется алюминиевый сплав. Поэтому, такие устройства характеризуются высокой тепловой отдачей и небольшим весом.

Чем ниже расчетная скорость ветра, тем выше уровень электроэнергии, которую преобразует ветряк. Тихоходный ветрогенератор позволяет не использовать редуктор, а, значит, шум, воспроизводимый ветряком уменьшается, а количество энергии — увеличивается.

Еще одним важным параметром ветряной электростанции выступает показатель энергоэффективности. Она зависит от размера, конструкции и уровня наклона лопастей. Если лопасти изготавливаются серийно, то их себестоимость снижается, а надежность находится на высоком уровне.

Минимальная мощность ветровой электростанции, применяемой в частном доме, составляет полкиловата. Если мощность ветряка будет меньше, этой энергии не хватит для полноценного функционирования здания.

Применение малых ветряков актуально в походе, на отдыхе или на яхте. Если рассматривать высокую шумопроизводительность ветряков и их вред для насекомых, то к установкам домашнего использования данные недостатки не относятся, так как данные только большие промышленные установки создают инфранизкочастотное колебание, вредное для вблизи обитающих животных.

Солнечно ветряная электростанция — общие сведения

Данный тип электростанций отличается более высокой выгодой, так как является комбинацией солнечных батарей с ветряком.

Если на улице отсутствует солнце или ночью, работает ветряк. В другое время энергоснабжением занимаются солнечные батареи.

Таким образом, удается получить полную энергетическую независимость от центрального электроснабжения. Данные электростанции используют в регионах, с достаточно высокой интенсивностью солнечного и ветрового излучения.

В состав солнечно ветровой электростанции входит наличие:

  • ветрового генератора;
  • башни;
  • солнечных панелей;
  • солнечного контролера;
  • инвертора;
  • аккумуляторов гелиевого типа;
  • температурного батарейного датчика;
  • разного рода кабелей и соединителей.

Самодельная ветряная электростанция — особенности изготовления

Процесс сооружения ветряной электростанции следует начинать с крыльчатки, так как именно данный элемент отвечает за улавливание энергии ветра. Для изготовления лопастей следует приобрести фанеру или металлический лист. Кроме того, возможен вариант применения материалов, таких как дюралюминий или пластик.

Основные требования к лопастям:

  • легкость;
  • строгая симметричность;
  • отсутствие толчков во время вращения.

Учтите, что от количества лопастей не зависит конечный результат работы. То, если некоторые ветроустановки с тремя лопастями способны переработать такое же количество энергии, как и устройства, имеющие пять лопастей.

Самым оптимальным вариантом является сооружение ветряка с четырьмя лопастями. Обеспечить жесткость конструкции поможет шестимиллиметровая проволока, которой обрабатывают торцевые участки каждой лопасти. Данная процедура актуальна для изделий, изготовленных из металла. Если де лопасти у ветряка деревянные, то ее торцы пропитываются с помощью горячей олифы.

Для сооружения четырех крестовин, на которых фиксируются лопасти, следует использовать металлические полоски, размером 5х6 см. Срок их службы будет значительно дольше, чем у деталей изготовленных из дерева.

Вертикальной опорой для электростанции послужит стальная труба, минимальный диаметр которой составляет 30 см, а длина — 200 см. На нижнюю часть трубы крепятся два разных по диаметру шкива, таким образом, с помощью ремня, вращение передается к генератору.

Кроме того, следует обязательно позаботиться об укрытии всех элементов в коробке, выполненной из дерева или металла.

С помощью варочного аппарата, металлическая крестовина ротора приваривается к оси. Не забудьте тщательно измерить интервал между лопастями и осью. Когда роторная часть ветряка собрана, ее следует покрыть с помощью масляной краски.

Станина — довольно важный элемент ветряной электростанции, так как именно на нее крепится установка. Поэтому станина должна быть мощной и обеспечивающей прочность крепления.

Для фиксации четырех точек соприкосновения с поверхностью следует провести их заливку с помощью бетонного раствора.

Если сила ветра не будет превышать 10 м/с, то мощность ветряка составит около 1 кВт. Учтите, что ветрогенератор должен быть снабжен с помощью аккумулятора, в котором будет храниться энергия, используемая в безветренную погоду.

Ветряная электростанция должна располагаться на открытой местности, вдали от деревьев, предпочтительно на возвышенности.

Ветряная электростанция своими руками: выбор генератора

От типа генератора, используемого для переработки энергии, зависит КПД ветровой установки. Довольно высокой популярностью отличаются устройства асинхронного типа. Принцип их работы состоит в несовпадении момента вращения ротора с вращением статорного магнитного поля. Ветер обеспечивает вращение ротора генераторной установки, когда вышеприведенные поля между собой не совпадают, происходит образование дополнительной электрической энергии. Поэтому, КПД ветряка увеличивается.

Затраты на покупку данного генератора вполне себя окупают его высокой производительностью. В сравнении с обычными генераторами, устройства асинхронного типа отличаются более низким весом, более высокой мощностью и доступной стоимостью.

Они не нуждаются в дополнительном источнике питания, так как у них нету электрических щеток, которые требуют периодической замены в процессе работы обычного генератора.

Принцип работы асинхронных двигателей состоит в следующем. В процессе движения ротора с помощью ветра, статор находится под воздействием магнитного поля. Каждая обмотка статора подключена к конденсатору, поэтому происходит появление небольшого количества тока. Он и заряжает конденсатор. Далее происходит образование магнитного поля, воздействующего на вторую обмотку, которая способствует еще более сильному заряду конденсатора. Ротор насыщается и самостоятельно производит энергию.

Асинхронный ветрогенератор, при скорости ветра в 4 метра за секунду способен произвести электричество, мощностью в 3 кВт.

Среди преимущества данного генератора следует отметить:

  • простоту в эксплуатации;
  • материальную и техническую доступность;
  • наличие постоянного устойчивого тока;
  • получение высокой мощности за небольшие деньги.

Среди преимущества синхронных генераторов следует отметить наличие устойчивого и стабильного напряжения. Но в то же время, данные генераторы отличаются необходимостью в периодической замене щеток и высокой стоимостью.

Асинхронные же генераторы довольно просты в работе, кроме того, они не подвержены возникновению короткого замыкания.

В процессе изготовления ветровой электростанции своими руками наилучшим вариантом станет использование автомобильного генератора, который станет отличным прибором, преобразовывающим энергию ветра в электричество.

Ветряные электростанции видео:

Готовые ветроэлектростанции и ветроэнергетические установки

В этой категории нет ни одного товара.
Уважаемые посетители!

Данный раздел находится в стадии заполнения и отражает не весь имеющийся у нас ассортимент оборудования. Мы уверены, что на нашем складе есть то, что вы ищете. Для проверки наличия нужного вам оборудования и оформления заказа просьба обратиться в наш офис по телефонам:

+7(495)215-53-87+7(812)3855357

Также Вы можете отправить нам заявку на оборудование по электронной почте [email protected]


Готовые комплексы ветроустановок.

Решили развернуть на своем участке ветряную электростанцию и получать электричество экологически чистым способом? Существует три пути добиться желаемого результата:

Ветряная электростанция своими руками.

Казалось бы, нет ничего проще – приделать пропеллер к электродвигателю, поднять конструкцию на крышу дома своего и подвести провода к аккумулятору. Но, как показывает практика, такие эксперименты в области ветроэнергетики никакого положительного результата не дают.

Возводимых своими силами ветроустановок хватает максимум на питание нескольких единиц энергосберегающей светотехники. Отдельные чудеса кустарного производства с хорошим КПД, созданные по заводским чертежам опытными механиками, являются счастливыми исключениями.

Сборка электростанции из фабричных комплектующих.

Отличается от первого варианта тем, что при правильной установке генератор может снабжать Вас заявленным в техническом паспорте объемом электричества.

Главное здесь правильный монтаж. Можно приобрести прекрасную ветрогенераторную установку, самые лучшие комплектующие и идеальную мачту. Но в случае неправильного расположения электростанции, несоответствия типа генератора ветровой нагрузке и недопонимания множества мелких нюансов установки, заданную мощность можно будет получить только в теории.

Готовая ветровая электростанция.

Приобретая готовую ветряную электростанцию, Вы получаете работающую энергосистему с заданными параметрами и выходом электроэнергии. Каждому монтажу предшествует изучение ветровой обстановки на объекте работы, расчет оптимального места расположения установки и подбор типа ветрогенератора.

Spares.ru предлагает готовые решения ветряных и солнечных энергосистем, которые проектируются и возводятся с учетом местных условий. Наши специалисты дадут Вам развернутую консультацию относительно целесообразности использования ветряной электростанции и подберут оптимальное конструкторское решение.

Spares.ru – только качественные ветряные электростанции.

Электростанция своими руками, видео — Ремонт220

Автор Фома Бахтин На чтение 4 мин. Просмотров 2.8k. Опубликовано Обновлено

В условиях удаленности от централизованной системы электроснабжения (на даче, за городом) необходимость в поиске подходящего источника электрической энергии приводит к рассмотрению вариантов постройки электростанции своими руками. Чаще всего при этом рассматриваются проекты экологических электростанций, источником энергии которых являются природные факторы. К таким электростанциям относят ветряные, солнечные и водяные. Предлагаемые в продаже подобные агрегаты, как правило, имеют слишком высокую стоимость и не всегда удовлетворяют требованиям конкретной ситуации со стороны потребителей электроэнергии.

Немаловажным минусом покупных электростанций является необходимость единовременно затратить довольно значительные денежные средства, что не всегда реализуемо. В то же время электростанция своими руками – это проект, который можно создавать постепенно, затраты на него растягиваются во времени, а результат от ее работы можно ощутить с проверкой на практических примерах. Важно понимать, что каким бы ни был источник энергии (солнце, ветер или вода), самодельная электростанция в любом случае должна иметь в своем составе аккумуляторный накопитель электрической энергии и электронную систему, управляющую работой электроэнергетического комплекса.

Ветряная электростанция для дома своими руками

Для того, чтобы создать ветряную электростанцию своими руками, необходимо сконструировать ветродвигательную установку, присоединить к ней электрический генератор и подключить его выход к системе управления накоплением и расходованием электроэнергии. В качестве ветродвигательной установки чаще всего рассматривают варианты с горизонтальным и вертикальным вращением ротора ветряной электростанции. Конструктивно вариант вертикальной оси вращения ротора представляется более реализуемым из-за простоты конструкции. Она представляет собой вал, на котором крепятся параллельные ему лопасти.

Каждая лопасть – это кусок листового материала (сталь, дюралюминий, многослойная лакированная фанера и т.п.), изогнутый по дуге так, что бы получилось подобие крыла. Оно имеет прямоугольную форму и крепится к валу длинной стороной параллельно оси его вращения. На валу может быть несколько таких лопастей. В более сложных конструкциях ветровых электростанций предусматривается механизм изменения углового положения лопастей. Это позволяет регулировать воздушное сопротивление агрегата и минимизировать его в случае возникновения слишком сильного ветра (чтобы избежать разрушения конструкции).

 

Солнечная электростанция для дома своими руками

Конструкция самодельньной солнечной электростанции, построенной своими руками, представляет собой сочетание самодельной солнечной батареи и системы накопления и расходования электроэнергии. В такой электростанции наиболее дорогостоящей частью является набор солнечных элементов, которые необходимо поместить в защитный поддон. После соединения солнечной панели с аккумулирующей системой остается правильно установить и ориентировать фотопанели.

В некоторых конструкциях солнечных панелей для этого предусматриваются специальные стойки, позволяющие регулировать угол наклона панели и фиксировать азимутальную ее ориентацию. Это позволяет обеспечить максимальность количества получаемой электроэнергии в зависимости от положения солнца.

Водяная электростанция своими руками

Безусловным достоинством водной самодельной электростанции как на видео является независимость выработки ею электроэнергии от наличия благоприятных природных погодных факторов – ветра и солнца. Вода в реке или ручье течет круглые сутки, а в некоторых местах – в течение всего года. Соответственно получение электроэнергии имеет более стабильный характер, определяемый, главным образом, перепадом высоты воды. Впрочем, это не избавляет от необходимости включения в состав водной электростанции системы накопления вырабатываемой электроэнергии, компенсирующей изменения величины потребляемого тока (днем он может быть больше, а ночью – меньше).

БКак и в варианте ветряного энергоагрегата, в состав гидроэлектростанции входит лопастная установка, электрогенератор и конструкция, объединяющая все эти устройства в одну систему. В качестве электрогенератора можно использовать соответствующий узел от легкового или грузового автомобиля в комплексе с его электрической обвязкой.

Мы искренне надеемся, что наша статья с видео помогла вам ответить на вопрос, как сделать домашнюю электростанцию своими руками.

✅Бюджетная мощная Солнечная Электростанция из доступных элементов своими руками


Домашняя электростанция своими руками. Часть 1.


Как сделать вертикальный ветрогенератор на 220В для дома своими руками

Электроэнергия неуклонно дорожает. Чтобы чувствовать себя комфортно за городом в жаркую летнюю погоду и морозным зимним днем, необходимо или основательно потратиться, или заняться поиском альтернативных источников энергии. Россия – огромная по площади страна, имеющая большие равнинные территории. Хотя в большинстве регионов у нас преобладают медленные ветры, малообжитая местность обдувается мощными и буйными воздушными потоками. Поэтому присутствие ветрогенератора в хозяйстве владельца загородной недвижимости чаще всего оправдано. Подходящую модель выбирают, исходя из местности применения и фактических целей использования.

Ветряк #1 — конструкция роторного типа

Можно сделать своими руками несложный ветряк роторного типа. Конечно, снабдить электроэнергией большой коттедж ему вряд ли будет под силу, зато обеспечить электричеством скромный садовый домик вполне под силу. С его помощью можно снабдить светом в вечернее время суток хозяйственные постройки, осветить садовые дорожки и придомовую территорию.

Подробнее о других видах альтернативных источников энергии можно прочитать в данной статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/alternativnye-istochniki-energii.html

Так или почти так выглядит роторный ветрогенератор, сделанный своими руками. Как видите, в конструкции этого оборудования нет ничего сверхсложного

Подготовка деталей и расходников

Чтобы собрать ветрогенератор, мощность которого не будет превышать 1,5 КВт, нам понадобятся:

  • генератор от автомобиля 12 V;
  • кислотный или гелиевый аккумулятор 12 V;
  • преобразователь 12V – 220V на 700 W – 1500 W;
  • большая ёмкость из алюминия или нержавеющей стали: ведро или объёмистая кастрюля;
  • автомобильное реле зарядки аккумулятора и контрольной лампы заряда;
  • полугерметичный выключатель типа «кнопка» на 12 V;
  • вольтметр от любого ненужного измерительного устройства, можно автомобильный;
  • болты с шайбами и гайками;
  • провода сечением 2,5 мм2 и 4 мм2;
  • два хомута, которыми генератор будет крепиться к мачте.

Для выполнения работы нам будут нужны ножницы по металлу или болгарка, рулетка, маркер или строительный карандаш, отвертка, ключи, дрель, сверло, кусачки.

Большинство владельцев частных домов не признают использование геотермального отопления, однако подобная система имеет перспективы. Подробнее о преимуществах и недостатках данного комплекса можно прочитать в следующем материале: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/geotermalnoe-otoplenie-doma-svoimi-rukami.html

Ход конструкторских работ

Мы собираемся изготовить ротор и переделать шкив генератора. Для начала работы нам понадобится металлическая ёмкость цилиндрической формы. Чаще всего для этих целей приспосабливают кастрюлю или ведро. Возьмем рулетку и маркер или строительный карандаш и поделим ёмкость на четыре равные части. Если будем резать металл ножницами, то, чтобы их вставить, нужно сначала сделать отверстия. Можно воспользоваться и болгаркой, если ведро не выполнено из крашеной жести или оцинкованной стали. В этих случаях металл неминуемо перегреется. Вырезаем лопасти, не прорезая их до конца.

Чтобы не ошибиться с размерами лопастей, которые мы прорезаем в ёмкости, необходимо сделать тщательные замеры и тщательно всё пересчитать

В днище и в шкиве размечаем и высверливаем отверстия для болтов. На этой стадии важно не торопиться и расположить отверстия с соблюдением симметрии, чтобы при вращении избежать дисбаланса. Лопасти следует отогнуть, но не слишком сильно. При выполнении этой части работы учитываем направление вращения генератора. Обычно он крутится по движению часовой стрелке. В зависимости от угла изгиба увеличивается и площадь воздействия потоков ветра, а, значит, и скорость вращения.

Это ещё один из вариантов лопастей. В данном случае каждая деталь существует отдельно, а не в составе ёмкости, из которой вырезалась

Раз каждая из лопастей ветряка существует отдельно, прикручивать нужно каждую. Преимущество такой конструкции в её повышенной ремонтопригодности

Ведро с готовыми лопастями следует закрепить на шкиве, используя болты. На мачту при помощи хомутов устанавливаем генератор, затем подсоединяем провода и собираем цепь. Схему, цвета проводов и маркировку контактов лучше заранее переписать. Провода тоже нужно зафиксировать на мачте.

Чтобы подсоединить аккумулятор, используем провода 4 мм2, длина которых не должна быть более 1-го метра. Нагрузку (электроприборы и освещение) подключаем с помощью проводов сечением 2,5 мм2. Не забываем поставить преобразователь (инвертер). Его включают в сеть к контактам 7,8 проводом 4 мм2.

Конструкция ветряной установки состоит из резистора (1), обмотки стартера генератора (2), ротора генератора (3), регулятора напряжения (4), реле обратного тока (5), амперметра (6), аккумулятора (7), предохранителя (8), выключателя (9)

Достоинства и недостатки такой модели

Если всё сделано правильно, работать этот ветрогенератор будет, не создавая вам проблем. При аккумуляторе 75А и с преобразователем 1000 W он может питать уличное освещение, охранную сигнализацию, приборы видеонаблюдения и т.д.

Схема работы установки наглядно демонстрирует то, как именно энергия ветра преобразуется в электричество и то, как она используется по назначению

Достоинства такой модели очевидны: это весьма экономичное изделие, хорошо поддаётся ремонту, не требует особых условий для своего функционирования, работает надежно и не нарушает ваш акустический комфорт. К недостаткам можно отнести невысокую производительность и значительную зависимость от сильных порывов ветра: лопасти могут быть сорваны воздушными потоками.

Изготовить солнечную батарею возможно и самостоятельно. Пошаговая инструкция расположена здесь: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html

Ветряк #2 — аксиальная конструкция на магнитах

Аксиальные ветряки с безжелезными статорами на неодимовых магнитах в России до последнего времени не делали по причине недоступности последних. Но теперь они есть и в нашей стране, причем стоят они дешевле, чем изначально. Поэтому и наши умельцы стали изготавливать ветрогенераторы этого типа.

Со временем, когда возможности роторного ветрогенератора уже не будут обеспечивать все потребности хозяйства, можно сделать аксиальную модель на неодимовых магнитах

Что необходимо подготовить?

За основу аксиального генератора нужно взять ступицу от автомобиля с тормозными дисками. Если эта деталь была в эксплуатации, её необходимо разобрать, подшипники поверить и смазать, ржавчину счистить. Готовый генератор будет покрашен.

Чтобы качественно отчистить ступицу от ржавчины, воспользуйтесь металлической щеткой, которую можно насадить на электродрель. Ступица снова будет выглядеть отлично

Распределение и закрепление магнитов

Нам предстоит наклеивать магниты на диски ротора. В данном случае используются 20 магнитов размером 25х8мм. Если вы решите сделать другое количество полюсов, то используйте правило: в однофазном генераторе должно быть сколько полюсов, столько и магнитов, а в трехфазном необходимо соблюдать соотношение 4/3 или 2/3 полюса к катушкам. Размещать магниты следует, чередуя полюса. Чтобы их расположение было правильным, используйте шаблон с секторами, нанесенными на бумаге или на самом диске.

Если есть такая возможность, магниты лучше использовать прямоугольные, а не круглые, потому что у круглых магнитное поле сосредоточено в центре, а у прямоугольных – по их длине. Противостоящие магниты должны иметь разные полюса. Чтобы ничего не перепутать, маркером нанесите на их поверхность «+» или «-». Для определения полюса возьмите один магнит и подносите к нему другие. На притягивающихся поверхностях ставьте плюс, а на отталкивающихся – минус. На дисках полюса должны чередоваться.

Магниты правильно размещены. Перед их фиксацией эпоксидной смолой, необходимо сделать бортики из пластилина, чтобы клейкая масса могла застыть, а не стекла на стол или пол

Для закрепления магнитов нужно использовать сильный клей, после чего прочность склейки дополнительно усиливают эпоксидной смолой. Ею заливают магниты. Чтобы предотвратить растекание смолы можно сделать бордюры из пластилина или просто обмотать диск скотчем.

Трехфазные и однофазные генераторы

Однофазный статор хуже трехфазного, потому что при нагрузке он даёт вибрацию. Это происходит из-за разницы в амплитуде тока, которая возникает по причине непостоянной отдачи его за момент времени. Трехфазная модель этим недостатком не страдает. Мощность в ней всегда постоянна, потому что фазы друг друга компенсируют: если в одной ток падает, а в другой он нарастает.

В споре однофазного и трехфазного вариантов последний выходит победителем, потому что дополнительная вибрация не продлевает срок службы оборудования и раздражает слух

В результате отдача трехфазной модели на 50% превышает тот же показатель однофазной. Другим плюсом отсутствия ненужной вибрации является акустический комфорт при работе под нагрузкой: генератор не гудит во время его эксплуатации. Кроме того, вибрация всегда выводит ветрогенератор из строя до истечения срока его эксплуатации.

Процесс наматывания катушек

Любой специалист вам скажет, что перед наматыванием катушек нужно произвести тщательный расчет. А любой практик все сделает интуитивно. Наш генератор не будет слишком быстроходным. Нам нужно, чтобы процесс зарядки 12-вольтового аккумулятора начался при 100-150 оборотах в минуту. При таких исходных данных общее число витков во всех катушках должно составлять 1000-1200шт. Осталось разделить эту цифру на количество катушек и узнать, сколько витков будет в каждой.

Чтобы сделать ветрогенератор на низких оборотах мощнее, нужно увеличить число полюсов. При этом в катушках возрастет частота колебания тока. Для намотки катушек лучше использовать толстый провод. Это уменьшит сопротивление, а, значит, сила тока возрастет. Следует учесть, что при большом напряжении ток может оказаться «съеденным» сопротивлением обмотки. Простой самодельный станочек поможет быстро и аккуратно намотать качественные катушки.

Статор размечен, катушки уложены на свои места. Для их фиксации используется эпоксидная смола, стеканию которой снова противостоят пластилиновые бортики

Из-за числа и толщины магнитов, расположенных на дисках, генераторы могут значительно различаться по своим рабочим параметрам. Чтобы узнать, какую мощность ждать в результате, можно намотать одну катушку и прокрутить её в генераторе. Для определения будущей мощности, следует измерить напряжение на определенных оборотах без нагрузки.

Например, при 200 оборотах в минуту получается 30 вольт при сопротивлении 3 Ом. Отнимаем от 30 вольт напряжение аккумулятора в 12 вольт, а получившиеся 18 вольт делим на 3 Ом. Результат – 6 ампер. Это тот объём, который отправится на аккумулятор. Хотя практически, конечно, выходит меньше из-за потерь на диодном мосту и в проводах.

Чаще всего катушки делают круглыми, но лучше их чуть вытянуть. При этом меди в секторе получается больше, а витки катушек оказываются прямее. Диаметр внутреннего отверстия катушки должен соответствовать размеру магнита или быть немногим больше его.

Проводятся предварительные испытания получившегося оборудования, которые подтверждают его отличную работоспособность. Со временем и эту модель можно будет усовершенствовать

Делая статор, учтите, что его толщина должна соответствовать толще магнитов. Если число витков в катушках увеличить и сделать статор толще, междисковое пространство увеличится, а магнитопоток уменьшится. В результате может образоваться то же напряжение, но меньший ток из-за возросшего сопротивления катушек.

В качестве формы для статора используют фанеру, но можно на бумаге разметить сектора для катушек, а бордюры сделать из пластилина. Прочность изделия увеличит стеклоткань, помещенная на дно формы и поверх катушек. Эпоксидная смола не должна прилипать к форме. Для этого её смазывают воском или вазелином. Для тех же целей можно использовать пленку или скотч. Катушки закрепляют между собой неподвижно, концы фаз выводят наружу. Потом все шесть проводов соединяют треугольником или звездой.

Генератор в сборе тестируют, используя вращение рукой. Получившееся напряжение составляет 40 вольт, сила тока при этом составляет примерно 10 Ампер.

Заключительный этап — мачта и винт

Фактическая высота готовой мачты составила 6 метров, но лучше было бы сделать её 10-12 метров. Основание для неё нуждается в бетонировании. Необходимо сделать такое крепление, чтобы трубу можно было поднимать и опускать при помощи ручной лебедки. На верхнюю часть трубы крепится винт.

Труба ПВХ – надежный и достаточно легкий материал, используя который можно сделать винт ветряка с заранее предусмотренным изгибом

Для изготовления винта нужна ПВХ труба, диаметр которой составляет 160 мм. Из неё предстоит вырезать шестилопастной двухметровый винт. С формой лопастей имеет смысл поэкспериментировать, чтобы усилить крутящий момент на низких оборотах. От сильного ветра винт нужно уводить. Эта функция выполняется с помощью складывающегося хвоста. Выработанная энергия копится в аккумуляторах.

Мачта должна подниматься и опускаться с помощью ручной лебедки. Дополнительную устойчивость конструкции можно придать, используя натяжные тросы

Вашему вниманию предоставлены два варианта ветрогенераторов, которые чаще всего используются дачниками и владельцами загородной недвижимости. Каждый из них по-своему эффективен. Особенно результат применения такого оборудования проявляется в местности с сильными ветрами. В любом случае, такой помощник в хозяйстве не помешает никогда.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Мощная стационарная ветроэлектростанция своими руками — конструкция и чертежи » Полезные самоделки


Последний год целые города остаются без света. Вообще-то сия проблема социальная. Но, не имея возможности влиять на общественные процессы, многие читатели хотят решить ее чисто техническим путем. Письма с просьбой прислать чертежи ветроэлектростанции (ВЭС) поступают к нам каждый месяц.


Не следует думать, что достаточно насадить пропеллер на вал генератора — и ветряная электростанция готова! Скорость ветра очень непостоянна. Потому скорость вращения вала генератора будет меняться по много раз на день. Вслед за ней станет изменяться и напряжение, частота тока.

Согласно стандартам напряжение подаваемого в наши дома переменного тока в 220 В выдерживается с точностью плюс десять — минус пятнадцать процентов. А точность частоты в 50 Гц и того выше — одна десятая процента. Получить от ВЭС ток такого качества крайне трудно. 

Однако всегда ли оно необходимо? Все зависит от подключаемого электроприбора. Например, для компьютера или телевизора строгое соблюдение всех параметров абсолютно необходимо. Для электронагревательных приборов частота почти безразлична. При понижении напряжения в 1,5 раза некоторые из них, например утюг или электрокамин, сохраняют работоспособность. Лампа накаливания при уменьшении напряжения в 1,5 раза уменьшает свой световой поток в 4,3 раза. Но нет худа без добра, срок службы возрастает в 38 раз!


По сообщениям наших корреспондентов из «горячих точек», где отключение электроэнергии длилось месяцами, появились простейшие любительские ВЭС на основе пропеллера диаметром около двух метров, соединенного ременной передачей с велосипедным генератором. 

Нередко их устанавливали на балконах городских домов. Такие электростанции больше служили поднятию морального духа, чем каким-либо практическим целям. Цель данной статьи — изложить общие принципы, которые можно было бы положить в основу при самостоятельном изготовлении небольшой, достаточно эффективной ВЭС.


До революции Россия была на первом месте в мире по использованию энергии ветра. Общая мощность наших ветроэнергетических установок (в основном это были мельницы и насосные станции) достигала 1,2 миллиона кВт. В США к 1945 году общая мощность ветродвигателей достигла 6 миллионов кВт, причем среди них преобладали электростанции, впоследствии цены на нефть резко снизились, и интерес к ветроэнергетике везде резко упал. Сегодня общая мощность ветросиловых установок всего мира ниже, чем в дореволюционной России.

Однако возросли цены на нефть. Катастрофических размеров достигло вызванное сжиганием топлива загрязнение среды, и вновь возник интерес к энергии ветра. И нашей стране на территории Калмыкии создан комплекс ветроэлектростанций мощностью около 1000 кВт каждая. Это огромные сооружения с высокими башнями, увенчанные стометровыми роторами.


ВЭС, способная дать свет и тепло дому для 1 семьи. Это сооружение высотой 10 — 15 метров, с ротором диаметром 5 — 7 метров и мощностью около 10 кВт. Она оснащена системами автоматического поддержания параметров тока, батареей аккумуляторов и резервной дизельной электростанцией на случай длительного бездействия. За рубежом такие установки выпускаются в массовом масштабе и стоят не дороже автомобиля.

Прекрасные ВЭС мощностью до 250 Вт были разработаны в нашей стране еще в довоенное время (рис. 3). При массовом производстве они были бы не дороже мопеда и вполне доступны для самостоятельного изготовления. Чертежи одной из таких установок, ВИСХОМ Д-1,5 с максимальной мощностью 120 Вт, нам удалось найти в старой литературе. Она настолько проста, что ее можно сделать в школьных мастерских.


Во все времена стремились добиться постоянства скорости вращения ветряка. В начале XX века ветроэнергетика значительно продвинулась в своем развитии за счет идей, взятых М авиации.

Так, например, появился винт переменного шага с поворотом лопастей относительно продольной оси. На ветродвигателе Д-1,5 для поворота лопастей служили специальные грузики (рис. 1). При вращении ротора на них возникал гироскопический эффект, стремящийся развернуть лопасть вдоль потока. Но на оси лопасти была еще и пружина, которая при этом закручивалась, препятствуя повороту. При определен ном подборе массы грузиков за счет противоборства сил инерции и упругости пружины удавалось поддерживать скорость вращения ротора с точностью до 6% при изменении скорости ветра от 4 до 12 м/с.


Однако винт переменного шага дорог и сложен. Его применение на маломощных ветродвигателях экономически не оправдывалось.

Наиболее дешевые ветряки оснащались деревянным винтом постоянного шага. Поддержание постоянства скорости осуществлялось при помощи «лопаты» (рис. 2). Она стремилась развернуть плоскость вращения винта по ветру, что уменьшало скорость вращения. Хвост же ветродвигателя, напротив, ставил плоскость вращения винта перпендикулярно ветру, чем достигалось ее увеличение. Регулирование опять-таки достигалось в результате противоборства этих двух сил. Однако без введения дополнительных сложных устройств качество регулирования получалось невысоким. Сегодня подобное регулирование осуществляется с помощью электроники.

Поддерживая постоянство скорости вращения, можно получать стабильное напряжение и частоту тока. Мощность же, развиваемая генератором, по-прежнему зависит от скорости ветра. Например, ветродвигатель Д-1,5 при скорости 4 м/с развивал мощность на клеммах генератора 2,5 Вт; при 5 м/с — 13 Вт; при 7 м/с — 60 и начиная с 8 и более м/с — 109 Вт. Поэтому без применения аккумуляторных батарей, сглаживающих эту неравномерность получаемой мощности, пользоваться ветряными электростанциями трудно.

 

Среднегодовая выработка энергии зависит от средней скорости ветра в данной местности. Там, где часто дуют сильные

ветры, а значит, могут прекрасно работать ветряки, например 1 Калмыцких степях, людей не так уж много. В обжитых же местностях либо дуют слабые ветры, либо сильный ветер час. Но сменяет безветрие. Поэтому ветряная электростанция Д-1,5 в местности со средней скоростью ветра 4 м/с выдает за год 191 кВт/ч. А при среднегодовой скорости ветра 7 м/с — 548 кВт/ч в год.

Учтем, что КПД электрогенератора малой мощности в те годы не превышал 50 %. Таким же низким был и КПД зарядно-разрядного цикла тогдашних аккумуляторов. Таким образом, потребитель получал лишь четвертую часть энергии от лопастей ветродвигателя. Сегодня эффективность подобной электростанции была бы в два раза выше.

Есть смысл сравнить ее с небольшими бензиновыми электростанциями. Обычно они расходуют около 400 г бензина на кВт/ч. Получается, что крохотная ветроэлектрическая станция довоенного образца экономит от 100 до 300 л бензина в год, а ее современное исполнение в два раза больше.

Ветроэлектростанция Д-1,5 крепилась на верхушке обычного зарытого в землю деревянного столба, применяемого для прокладки сельских линий электропередачи. Она состояла из автомобильного электрогенератора постоянного тока с двухлопастным пропеллером на валу. Он вращался со скоростью 900 — 1200 об/мин. Сам генератор был снабжен хвостом и мог свободно поворачиваться на оси под действием ветра. Общее представление о креплении головки ветродвигателя к оси дает рисунок 4. Конструкция это-го узла может быть и иной, более соответствующей вашим возможностям.

Важнейшая деталь двигателя — воздушный винт. От  его изготовления зависит вся работа электростанции (рис.5, 6). Чертеж лопасти винта взят из старого пособия. Заготовка ее состоит из 2 — 3 слоев толстой фанеры, склеенных казеиновым клеем. Готовая лопасть должна быть тщательно отлакирована и отполирована.

На рисунке 7 втулка винта с механизмом изменения шага. Его вам придется конструировать самостоятельно, приведя в соответствие с размерами современных шарикоподшипников и диаметром вала выбранного вами генератора. Поворот лопасти осуществлялся под действием инерционных сил, возникавших на поперечной стальной штанге (длина — 150, диаметр — 8 мм). На рисунке 8 — пружина регулирования, длина заготовки — 1175 мм, число витков — 14.

Сегодня опыт создания ветродвигателей утерян. Людей, практически знакомых с ними, почти нет. Опыт вам придется нарабатывать с нуля. На наш взгляд, целесообразно вначале изготовить винт постоянного шага, регулировку производить при помощи лопаты. Ее размеры следует подобрать экспериментально.

Электрогенератор, систему регулирования и аккумуляторную батарею можно взять от легкового автомобиля. В этом случае освещение дома можно производить с помощью автомобильных ламп накаливания. Но более целесообразно применить люминесцентные лампы, питаемые от постоянного тока по специальной схеме.

Как видите, заставить ветер освещать дом не так уж просто. Бог вам в помощь!

Ветряная электростанция своими руками — Студопедия

ЭНЕРГИЯ ВЕТРА СВОИМИ РУКАМИ.

Ветряная электростанция своими руками

«Пробовали вы запрячь ветер, чтобы заставить его работать на себя! Ведь энергия ветра — одна из самых дешевых и легкодоступных! Я не предлагаю строить ветряные мельницы, как это делали в старину, или сложный современный ветродвигатель. А вот построить ветроустановку для выработки электроэнергии, пусть небольшую, маломощную, думаю, сможет каждая семья, живущая в сельской местности, каждая школа.

Энергии, выработанной ветроустановкой, хватит, чтобы включить насос для поливки огорода или сада, чтобы осветить дом или класс. И если хотя бы в каждом пятом доме будет работать своя бесплатная мини — ветроэлектростанция, представляете, сколько сэкономленных киловатт-часов лягут в «энергетическую копилку» нашей страны!»

Вместе с папой Сережа собирается этим летом построить около дома такую ветроэлектростанцию. В письме он прислал эскизы своей будущей установки. Мы показали их инженеру Вячеславу Николаевичу Шумееву, он внимательно изучил эскизы, доработал и теперь предлагает их на суд читателей.


Сережа Курнев использовал известную еще в давние времена схему ветроустановки с самовращающимся барабаном.

Устройство представляет собой две половинки полого цилиндра, которые после его разрезки раздвигались в стороны от общей оси (см. рис. 1А). Образовавшееся тело обладало ярко выраженной аэродинамической несимметричностью. Набегающий поперек его оси поток воздуха как бы соскальзывал с выпуклой стороны одного полуцилиндра. Зато другой, обращенный к ветру своеобразным карманом, оказывал значительное сопротивление. Барабан поворачивался, полуцилиндры менялись местами всё быстрее и быстрее, и вертушка таким образом быстро раскручивалась.

Вот этот принцип, возможно и не зная о нем, и взял за основу своей будущей ветроэлектростанции Сережа Курнев.

Подобная схема выгодно отличается от ветроустановки с пропеллерной вертушкой. Во-первых, она не требует при изготовлении большой точности и дает широкий выбор применяемых материалов. Во-вторых, она компактна.

Судите сами. Мощность генератора, приводимого в действие барабаном диаметром всего около метра, будет такой же, как при использовании трехлопастного пропеллера диаметром 2,5 м! И если пропеллерную вертушку нужно устанавливать на высокой штанге или на крыше дома (этого требует техника безопасности), то вертушку-барабан можно ставить прямо на земле, под навесом. Есть у барабана и еще ряд достоинств: большой крутящий момент при малых оборотах (значит, можно обойтись либо совсем без редуктора, либо использовать простейший одноступенчатый), отсутствие щеточного токосьемного механизма.


Сережа предлагает двухлопастный барабан, мы же советуем увеличить количество лопастей до четырех (рис. 1Б). Тяговые характеристики такой установки значительно улучшатся.

Итак, начнем с изготовления барабана (рис. 2). Лопасти можно сделать из фанеры, кровельного железа, дюралюминиевого листа или листового пластика подходящих размеров. В любом варианте старайтесь избегать излишне толстых заготовок — ротор должен быть легким. Это уменьшит трение в подшипниках, а значит, барабан будет легче раскручиваться ветром.

На рисунке 3:
1 — резистор;
2 — обмотка статора генератора;
3 — ротор генератора;
4 — регулятор напряжения;
5 — реле обратного тока;
6 — амперметр;
7 — аккумулятор;
8 — предохранитель;
9 — выключатель.

Если вы воспользуетесь кровельным железом, вертикальные края лопастей усильте, подложив под отбортовку металлический пруток диаметром 5-6 мм. Если вы решили сделать детали вертушки из фанеры (ее толщина должна быть 5-6 мм), не забудьте пропитать заготовки горячей олифой. Щеки барабана можно изготовить из древесины, пластмассы или легкого металла. Собирая барабан, не забудьте промазать места стыков густой масляной краской.


Крестовины, соединяющие отдельные лопасти в ротор, лучше сварить или склепать из стальных полос сечением 5×60 мм. Можно использовать и древесину: толщина заготовки не менее 25 мм, ширина — 80 мм.

Ось для вертушки проще всего сделать из двухметрового отрезка стальной трубы с внешним диаметром около 30 мм. Перед тем как подбирать заготовку для оси, найдите два шарикоподшипника, желательно новые. Согласовав размеры трубы и подшипников, вы избавите себя от лишней работы по подгонке трубы к внутренним обоймам подшипников. Стальные крестовины ротора привариваются к оси, деревянные крепятся эпоксидным клеем и стальными штифтами диаметром 5- 6 мм, проходящими одновременно через каждую крестовину и трубу. Лопасти смонтируйте на болтах М12. Внимательно проверьте расстояния от лопастей до оси: они должны быть одинаковыми — 140-150 мм. Собрав барабан, снова покройте стыки деталей густой масляной краской.

Главный элемент установки готов, остаётся изготовить станину, сварив или склепав ее из металлического уголка (годится и деревянный вариант). На готовую станину установите шарикоподшипники. Проследите, чтобы не было перекоса, иначе ротор не сможет легко вращаться. Все детали установки дважды покройте масляной краской, на нижнем конце оси закрепите набор шкивов различного диаметра. Перекинутый через шкив вертушки ремень соедините с генератором электрического тока, например автомобильным. Построенный образец ветросиловой установки при скорости ветра 9-10 м/с сможет обеспечить мощность, передаваемую на генератор, равную 800 Вт.

Ну а если стоит безветренная погода или ветер слишком слаб, чтобы девать необходимую электроэнергию? Перебоев в выработке электричества не будет, если воспользоваться накопителем энергии — аккумулятором. Ветер есть — пускайте электричество напрямую к потребителю, ветра нет — включайте заряженные от ветроустановки аккумуляторы. На рисунке 3 мы показали схематическое устройство электрической цепи такой ветроустановки.

Если ветряк будет использоваться для поливки огорода или сада, его нужно смонтировать прямо над источником воды.

А теперь задание. Подумайте, ребята, как приспособить ветроустановку, о которой мы рассказали, для геологов, альпинистов, передвижных ремонтных и строительных бригад, для пастухов на далеких пастбищах.

ЮТ 1983 №5, В. ШУМЕЕВ, инженер, Рисунки А. МАТРОСОВА

=================

Ветродвигатель для ветряка

предлагаемая конструкция позволяет увеличить ветроэффективность ветродвигателя почти в 3,2 раза в сравнении с классической и довести ее до величины 0,65-0,75.


Новые возможности использования ветроэнергетики

использование нового способа управления работой ветроэнергетической установки и ее конструкция позволят повысить КПД турбинного колеса за счет более полной отдачи потоками воздуха своей энергии, увеличить площади захвата фронта воздушных потоков от 2 до 10 раз, уменьшить размеры турбинного колеса и увеличить частоту его вращения, уменьшить динамическую нагруженность конструкции в результате снижения массы и габаритов вращающихся частей в несколько раз, уменьшить капитальные затраты на производство и установку энергосиловых агрегатов в промышленности и частном секторе.

16. Статья: «Ветроэлектростанция-малютка», в формате DJVU, 137 Кб, скачать;

17. Статья: «Ветер… отапливает дом», в формате DJVU, 272 Кб, скачать;

18. Статья: «Бесконечный водоподъемник» в формате DJVU, 1,78 Мб, скачать;

19. Статья: «Ветровая «ромашка» (водокачка), в формате PDF, 1,87 Мб, скачать;

20. Статья: «Поливает ветер» (водокачка), в формате PDF, 1,6 Мб, скачать;

21. Статья: «Парусный… ветряк», в формате DJVU, 206 Кб, скачать;

22. Статья: «Электростанция едет с вами», в формате DJVU, 148 Кб, скачать;

23. Статья: «За помощью к ветру», в формате DJVU, 111 Кб, скачать;

24. Статья: «Электрический ветряк», в формате DJVU, 68,7 Кб, скачать;

25. Статья: «Пусть работает ветер», в формате DJVU, 181 Кб, скачать;

26. Статья: «Электростанция в рюкзаке», в формате DJVU, 100 Кб, скачать;

27. Статьи: «Ветряк — автомат» и «Ротор закрутится быстрее», в формате DJVU, 173 Кб, скачать;

28. Статьи: «Всякий ли ветер… ветер?» и «Светлячок» (ветрогенератор), в формате DJVU, 446 Кб, скачать;

29. Статья: «Ветер — помощник», в формате DJVU, 133 Кб, скачать;

30. Статья: «Электростанция в рюкзаке», в формате DJVU, 82 Кб, скачать;

31. Статья: «Лишь бы ветер дул», в формате Word, 94,5 Кб, скачать;

32. Статья: «Ветряной двигатель для обогрева теплиц и жилья», в формате DJVU, 105 Кб, скачать;

33. Статья: «Ветроэлектростанция», в формате Word, 167 Кб, скачать;

34. Статья: «Ветряная электростанция на базе асинхронного электродвигателя», в формате PDF, 146 Кб, скачать;

35. Статья: «Ветроэнергетические установки», в формате PDF, 743 Кб, скачать;

36. Статья: «Домашняя ветроэнергетика: уроки зимы», в формате PDF, 142 Кб, скачать;

37. Статья: «Ветродвигатель ВИМ Д-1,2», в формате DJVU, 331 Кб, скачать.

БЫСТРЫЕ КОММЕНТАРИИ (4)

ВИДЕО ПО ТЕМЕ. :  

От редакции Здравомыслия :  

Мини-гидроэлектростанция

Ни для кого не секрет,что углеводороды и их производные как источник энергии в ближайшем будущем исчерпают себя. Это связано,в первую очередь, с истощением запасов нефти по всему миру,а во-вторых — негативными экологическими последствиями их применения. Все возрастающие потребности в энергии заставляют человечество искать альтернативные источники,создавать автономные энергоустановки. Это и гидроэлектростанции,и ветряки,солнечные батареи,биогазовые установки. Их конструкции постоянно совершенствуются с целью повышения их КПД,который,к сожалению,и без того очень мал.

Наиболее универсальным источником энергии является вода и ветер. Это и натолкнуло одного из «кулибиных» наших дней использовать воду как источник энергии для районов,удаленных от централизованных пунктов энергоснабжения.И идея-то — проста,а поэтому и гениальна.Не надо строить огромные станции,поворачивать русла рек, тратить огромные средства. Для осуществления ее нужно всего лишь наличие реки и приложить руки.

В основе идеи лежит общеизвестный принцип — преобразование энергии движения водных масс в электрическую,путем соединения нескольких приводов.Вариантов конструкции может быть великое множество.В данном примере рассмотрим один из наиболее оптимальных вариантов.


По обоим берегам реки ставятся небольшие опоры О1 и О2,на которых на валах крепятся шестерни. Так же на валу одной (двух) шестерней крепится еще одна для передачи вращательного движения через клиноременную передачу на магнето.Между шестернями натягивается гибкая цепь,на которую под углом 45 градусов к потоку ставятся лопатки При движении воды происходит перемещении лопаток перпендикулярно потоку,что вызывает вращательное движение шестеренок и вала магнето,которое собственно и вырабатывает электричество. Кроме того,при использовании подобной конструкции обнаружился весьма хороший,но не объяснимый пока эффект:скорость потока воды за лопатками увеличивается. Таким образом,поставив подобные установки по течению воды каскадом (одна за другой), произойдет последовательное увеличение скорости потока воды и увеличение количества вырабатываемой энергии.

Кроме того,несколько измененный вариант конструкции может быть применен в зимнее время,когда верхний слой реки покрыт льдом.

Автор:Карнышов Д.В.

От редакции Здравомыслия :  

Походная ветряная электростанция

Карманный фонарик стал предметом снаряжения каждого туриста. Да вот беда — энергию батареек приходится экономить. Но ведь можно взять с собой электростанцию. Весит она столько же сколько батарейка на 4, 5 вольт, да и места в рюкзаке займет не на много больше. Электрогенератор нашей электростанции — практически любой микроэлектродвигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов, а источник энергии — ветер. Принцип ее действия показан на рис. 1. генератор тока с пропеллером укреплен на шесте. От генератора идут провода к лампочке. Пропеллер автоматически следит за ветром с помощью флюгера. Задача в том, как сделать электростанцию максимально простой и легкой. Нужно так же чтобы она легко разбиралась на части, а основные узлы можно было бы отремонтировать или сделать заново из подручных средств прямо в походе. Начнем с генератора. Самая миниатюрная электростанция получится если использовать микроэлектродвигатель типа КМ У111-а-38, которые выпускаются в Германии. А если есть ПД-3 то электростанция получится наиболее мощной. Размеры основных двигателей вы можете видеть на рис. 2. для вращения генератора нужен пропеллер, который можно легко снимать с вала генератора или со складывающимися лопастями. снимающийся пропеллер изображен на рис. 3. Он изготавливается из белой жести.


В центре впаивается бобышка. В ней сверлится отверстие и нарезается резьба под винт. Угол наклона лопастей около 30 0. Число лопастей от 8 до 12. наиболее простая конструкция со складными лопастями показана на рис. 4. Лопасти изготовлены из пружинной проволоки марки ОВС диаметром 1-1,5 мм и обернуты фольгой. Заостренные концы проволоки воткнуты в заранее проделанные отверстия в пробке. Угол наклона лопастей так же 30 0. Если вы забудете лопасти дома не отчаивайтесь — вы их легко можете выстругать из подходящего куска дерева (рис. 4а). Ветер как правило капризен и часто меняет направление, поэтому нужно изготовить флюгер. Его конструкции изображены на рис. 1 и 5. В дощечке длиной 200-300 мм сделайте паз по размерам электродвигателя. Двигатель крепится в нем проволокой. Как можно ближе к двигателю просверлите отверстие. Здесь будет установлен флюгер на шесте. К нему прикрепите хвост — носовой платок или длинную ленту. Электростанция готова. Пользоваться лампочкой можно на 1,5 в. Она будет гореть достаточно ярко даже при слабом ветре.

Журнал «Юный техник»

Ветряная станция — Сделай сам

Выбор правильного места для ветряного растения — или даже просто выбор генератора подходящего размера — можно почти невозможно, если вы не знаете, сколько ветра ожидать и с какого направления он, вероятно, придет. В конце концов, мощность, которую будет производить такая силовая установка, составляет на самом деле относится к квадрату ветра скорость и, следовательно, небольшая разница в скорости может сделать большое изменение количества вырабатываемой электроэнергии.(Для Например, ветер со скоростью 15 миль в час фактически даст около вдвое на энергии затяжки на 10 миль в час.)

Конечно, есть — это , количество коммерческих Имеются системы контроля ветра. Многие из них отличные продукты, но они, как правило, довольно дорого. На самом деле, я очень не хотел тратить 100 долларов или больше (в некоторых случаях намного больше), необходимых для покупки качественный чашечный анемометр, поэтому я решил построить самодельную ветряную станцию ​​ сам — и анемометр, и флюгер.

Две части системы во многом похожи. конструкция, и оба могут быть установлены на одной и той же трубе из ПВХ стоять. Анемометр, однако это всего лишь бит сложнее, чем флюгер, так что начнем с него.

Сердце моего самодельного анемометра — небольшой электрический двигатель — с постоянными магнитами и обмотками — что также может работать как генератор. Часто можно удалить отличные примеры мотора размером с анемометр / генераторы а из детских игрушек — после получения разрешение подростка, о котором идет речь, конечно, но устройство Radio Shack, которое я указал идеально подходит для деталей из ПВХ-труб, которые мы будем использовать.

Превратить маленький моторчик в генератор, который даст показания пропорциональны скорости ветра, все, что вам нужно сделать, это дать силовой установке «крылья», чтобы ловить ветерок. DC Затем амперметр измерит мощность двигателя, и вы сможете откалибруйте датчик для чтения в миль в час.

Силовая установка, указанная в списке материалов, подойдет плотно в пределах от 3/4 «до 1/2» переходника чашки Schedule 40 из ПВХ… но вам придется вырезать выемки в гнезде фитинга, чтобы приспособить язычки проводов, выходящие из нижняя часть мотора / генератора. Муфта 3/4 дюйма Schedule 40 из ПВХ затем можно надеть на двигатель и чашку редуктор, вмещающий остальную часть генератора. Теперь измельчите кончики восьмистороннего пластикового фитинга вниз, пока они заподлицо с муфтой 3/4 дюйма, зацементируйте блок в ПВХ. корпус универсальным клеем и герметизируйте узел силиконовый клей.Остерегайтесь уплотнения на оси.

Чтобы вода не протекала вокруг двигателя / генератора. вал, вырежьте шайбу диаметром 1/4 дюйма из куска войлока и Проделайте иглой отверстие в центре материала. Наденьте шайбу на вал генератора и , затем смажьте его смазкой для швейных машин. (Быть Убедитесь, что масло не попало на наконечник вала ! )

Узел прядильщика

Два разделенных пополам шарика для настольного тенниса служат «парусами», которые вращаются. самодельный датчик ветра.После долгих экспериментов я обнаружил, что сферы легче всего разделить разрезанием по шву бритвенным ножом. Не прокалывайте поверхности, просто делайте постепенно более глубокий надрез, пока не сможете разделите мяч, осторожно сжимая его.

Полусферические паруса соединены с центральным спиннер на секции плечиков длиной 3 1/2 дюйма. стержень в каждую чашку, прорежьте две выемки в кромке пластик — прямо напротив друг друга — и клей вешалку на место с помощью универсального цемента.

Пока клей застывает, найдите диаметр 1 1/2 дюйма, Бутыль с рецептом длиной 2 1/2 дюйма и четыре сверла 7/64 дюйма отверстия — с интервалом 90 ° — в стороны флакона в точках чуть выше дна. потом просверлил отверстие 5/64 дюйма точно в центре бутылки основание, используя отливку нижней части «синица» в качестве ориентира для позиционирование сверла.

Затем поверните флакон вертикально и вставьте «парус». рычаг «в каждое из отверстий 7/64».Установите настольный теннис половинки мяча, чтобы они ловили ветер (либо движение по часовой или против часовой стрелки будет достаточно), и установите их так, чтобы каждый из них находился на одинаковом расстоянии от бутылки, но не загораживает центральное отверстие 5/64 дюйма.

Эпоксидная смола будет удерживать вешалки на месте внутри контейнер, но, прежде чем заливать клей во флакон, вам следует установить сверло 5/64 дюйма (слегка покрытое масло, чтобы эпоксидная смола не прилипала к ) в 5/64 «отверстие для центрального отверстия для вал двигателя / генератора.Я только что просверлил соответствующий отверстие в крышке бутылки — чтобы бит оставался выровненным вверх — смешал небольшое количество быстросхватывающейся эпоксидной смолы, налил его на глубину 1/4 дюйма, а затем надвинул крышку на положение для поддержки «дальнего конца» сверла. Через пять минут времени схватывания, мне удалось аккуратно удалить сверлить и отложить сборку до полного высыхания полностью. Утром после заливки эпоксидки можно прикрепите спиннер к мотору.Просто пропустите рецепт блок баллона над валом генератора — посадка должна быть аккуратным — и проверить устройство на баланс и прямоугольность, вращая его. Сдвиньте его полностью вниз на вал двигателя, нанесите каплю цианоакрилатного клея (Crazy Клей, Permabond или Eastman 910, например) к наконечник стержня, а затем вынуть флакон обратно. пока он не будет заподлицо с концом вала.

Wire It Up

Припаяйте калибровочный потенциометр 1000 (1 кОм) поперек клеммы 0-1 миллиамперметра, использующие только центральный терминал стеклоочистителя (одинокий, напротив другого два) и любой из оставшихся разъемов.Теперь заверните каждую провод от «отправителя» вокруг клеммы на счетчике (пока не паяйте!). Когда это будет сделано, поверните потенциометр, используя небольшую отвертку, до упора. в одном направлении и дайте отправителю вращение. Если игла не может двигаться, поверните ручку до упора в другое направление и повторите тест. (Если счетчик идет не в ту сторону, переключите провода на счетчике терминалы.) При правильном вращении теперь должно получиться около полумасштабное чтение. Если это так, вы можете заполнить конструкции, припаяв провода к клеммам на метр.

Калибровка анемометра

Хороший коммерческий анемометр предоставит вам чрезвычайно точный базис для калибровки вашего устройства, но вы можете подобраться довольно близко, используя автомобильный спидометр. Временно установите отправителя на пятиметровую кусок пластиковой трубы — при этом клей не нужен точка — и пусть друг будет управлять семейным экипажем пока вы держите спиннер на ветру.Ваш водитель спуститесь на один уровень (и безлюдный) на 25 Миль в час, чтобы вы могли настроить регулятор для получения метра чтение «1». Сделайте пару проходов туда и обратно, чтобы компенсировать направление ветра, а также обтекаемость и неточность скорости. Тогда пусть ваш помощник управляйте автомобилем со скоростью 20, 15, 10 и 5 миль в час, чтобы вы могли заметить те чтения. (Если хотите, вы можете позже сделать новая лицевая панель для счетчика, который правильно показывает Миль в час.) И, как только вы установили измеритель в центре подходящая доска, ваш анемометр будет готов.



Конструкция флюгера

Флюгер моего самодельного датчика ветра центр состоит из «паруса», который соединен с поворотным выключатель, который, в свою очередь, подключен к серии ламп расположены по кругу. При изменении направления ветра вал будет вращаться и касаться различных контактов, тем самым зажигая соответствующие лампы, пока они не осядут на новое направление ветра.

Механические компоненты инструмента достаточно аналогично тем, которые используются в конструкции анемометра: вешалка для одежды, пластиковый флакон и детали из ПВХ-труб. В ветрозащитные части инструмента, однако, сделаны из стали, а не из шариков для настольного тенниса. Самый лучший бесплатно источник подходящего металла выброшен сталь банка для напитков. (Сейчас большинство банок для напитков из алюминия и работать не будет.Однако все консервированные чаи бывают в стальных контейнерах, как и , некоторые колы.)

Используя открывалку, снимите верхнюю и нижнюю часть банки и затем разрежьте его по шву парой консервной банки. До тебя попытаться сплющить металл, отрезать «губы», где крышки были присоединены к корпусу банки. Операция может вовлекать удаление как минимум полдюйма с каждого конца контейнер, из-за конусов, скрученных в банку стороны.

На этом этапе вы заметите, что сталь по-прежнему не хочет оставаться в квартире. Не отчаивайтесь, проблема будут исправлены в кратчайшие сроки. Во-первых, используйте консервированную миску, чтобы вырежьте из металла форму хвоста стрелы. Потом, чтобы укрепить хлипкий лист, сформируйте три продольных выступов в детали, положив лопатку на длина плечиков и выдвижная короткая секция 2 X 2 по металлу прямо над проволокой.Давление будет создать бороздки в патрубке.

Теперь отрежьте прямую часть плечиков шириной 12 дюймов. длины, и удалите ее краску наждачной бумагой. Как только это готово, закрепите опорный стержень в центральном пазу в лопасти, используя припой с кислотным сердечником и горелку. ( Никогда паять в зоне с недостаточной вентиляцией, и всегда избегать вдыхания паров, образующихся при нагрев металла, припоя и флюса!)

Во избежание того, чтобы вес хвоста положил сбоку давление на подшипник, вам необходимо создать противовес.Я сделал один, заполнив декоративный наконечник карниза с припоем и заглубление короткого кусок вешалки в еще расплавленный свинец. (Провод необходимо, конечно, отшлифовать и рассчитать время, если оно должно быть приклеено к вести правильно.) Ряд других подходов также может быть используется для обеспечения необходимого противовеса, в том числе приваривать гайки или шайбы к секции плечиков.

Какой бы подход вы ни использовали, хвостовая часть и противовес будут должны быть установлены в корпус, который формируется из другого рецептурного флакона размером 1 1/2 ‘X 2 1/2 дюйма — в установить идеальный баланс.Просверлите два отверстия диаметром 7/64 дюйма (одно на каждый помощник бутылки), чтобы принять «свободные» концы детали плечиков и уравновесить стержни в отверстиях, регулировка длины «штанги» противовеса по уровню Ассамблея.

Вал переключателя будет установлен в бутылку с таблетками на много так же, как вал двигателя был установлен для анемометр. Просверлите отверстие 15/64 дюйма в литейной лапке на дно бутылки, поместите сверло с масляным покрытием в положение и залить эпоксидной смолой на глубину достаточно, чтобы закрепить хвостовое оперение и штанги противовеса.

Монтаж коммутатора

Я считаю, что 14- или 16-жильный телефонный кабель самый простой материал для подключения поворотного переключателя. Припой один провод к каждой из 13 клемм в нижней части переключатель, но обязательно запишите цвета, и их соответствующие номера клемм, когда вы идете.

Теперь установите переключатель в трубу из ПВХ Schedule 40 диаметром 3/4 дюйма. муфта.К сожалению, овальная форма щитка переключателей немного больше внутреннего диаметра муфты, поэтому вам придется разрезать (ножовкой) на 3/8 дюйма шириной, 5/8 дюйма глубиной выемки на каждой стороне муфты для обеспечения зазора. Кроме того, чтобы уменьшить трение вращения, вы должны снимите указательный шарик, расположенный под металлом переключателя монтажный кронштейн.

Узел в сборе

После того, как вы закончили электромонтаж и монтаж, позволил эпоксидной смоле застыть за ночь, вы можете начать наносить части вместе, продев кабель в сцепления и вставки переключателя в пазы.Когда устройство установлено, проверьте, чтобы вал был выровнен точно, иначе это приведет к шатанию и заеданию.

Для герметизации корпуса оберните верхнюю часть изолентой. (разрез) части муфты и заполните выемки силиконовым герметиком для защиты контактов от влага. (Не применяйте с силой клея в переключить отверстия, иначе вы рискуете помешать устройству операция.) Пока у вас есть герметик, закройте другой конец корпуса переключателя, но избегайте попадания материал на валу или подшипнике.

Затем, чтобы завершить сборку лопатки, сдвиньте виала / хвост / уравновешивающее тело над валом переключателя и вниз, пока он не коснется внутренних деталей. Затем поместите каплю цианоакрилатного клея на конце вала, сдвиньте вытащите флакон, пока он не будет заподлицо с концом вала, и дайте клею высохнуть.

Индикатор

Двенадцать ламп расположены по кругу, как часы. на часах — для считывания направления ветра. Хотя вы можете использовать несколько разных типов лампы, я указал готовые комплекты, которые идут с присоединенными выводами для облегчения подключения.

Просверлите дюжину отверстий (по кругу со скоростью ветра метр) достаточно большой, чтобы вместить лампочки, проскользните лампы в отверстия и подсоедините по одному проводу от каждого лампочку к источнику питания.Затем припаяйте другой провод от каждый световой сигнал к одному из контактов переключателя. Обратитесь к таблица цветовых кодов (вы ее сделали, не так ли?) и последовательно подключите лампы к контактам переключателя. Это не имеет значения, с чего вы начнете, но вы должны поддерживать надлежащий порядок. Наконец, прикрепите провод стеклоочистителя. от переключателя к одной ноге источника питания.

Флюгер может быть установлен с помощью тройника второй вертикальной кусок трубы от крепления анемометра (как показано на фото), но не забудьте установить его примерно на фута выше анемометр, чтобы одно устройство не мешало поток ветра к другому.

Перед приклейте флюгер поверх 3/4 «ПВХ. стойке необходимо сориентировать сборку. Сначала поверните лопатку, чтобы он указывает на север. Тогда просто попросите кого-нибудь проверить дисплей, чтобы увидеть, какая лампа горит. Просто поверните переключатель корпус (без поворота самой лопасти) до севера загорится лампа, а затем приклейте муфту к трубе в эта позиция.

Введение в работу датчиков ветра

Переместите флюгер и анемометр в разные места. периодически и записывать — на регулярной основе — показания, которые вы получаете на каждом сайте.Обратите внимание на скорость и направление ветра не реже двух раз в день в среднем двухнедельный период.

Начните с проверки вершин холмов, а затем переходите к полям, которые не закрыты деревьями, холмами или зданиями. (Если оборудование установлено дальше 100 футов от счетчика и лампы, используйте провод не менее 18-го калибра, чтобы не допустить убытков.) В общем, на хорошем участке ветряка будет ветерок со скоростью более 10 миль в час три раза в неделю или чаще.Но имейте в виду, что один удар на 20 миль в час произведет больше мощности чем три зефира со скоростью 10 миль в час (помните «квадратичный закон» ветровая энергия?).

Если вы ведете тщательный учет, ваши измерения энергии ветра оборудование поможет вам принять оптимальные решения о том, где вы должны поставить ветряное растение и , как большой генератор, который вам действительно нужен. Кроме того, я думаю вы обнаружите, что внимание, которое устройство заставит вас платить за погоду поможет вам сделать бесчисленные других мудрых выбора — в отношении таких вещей, как где поставить курятник или где разместить деревья для ветрозащитный экран — вокруг вашего дома.


Перечень материалов

АНЕМОМЕТР

(1) мотор (Радиорубка No 273-213)
(1) 0-1 миллиамперметр (артикул 270-1752)
(1) Управление сопротивлением 1000 (1 K) (R.S. No. 271-333)
(1) Переходник для чашки из ПВХ от 3/4 «до 1/2», Schedule 40
(1) Муфта ПВХ 3/4 «, сортамента 40
(1) плечики
(2) мячи для настольного тенниса
(1) 1-1 / 2 «-диаметр, 2-1 / 2» -дюймовая рецептурная бутылка быстросхватывающаяся эпоксидная смола 3/4 дюйма Schedule 40 Соединение для труб из ПВХ или стальных труб проволока силиконовая прокладка универсальная цементная войлочная шайба цианоакрилатный клей

ВЕТРОВОЙ ЛОСОСЬ

(12) 6-вольтовые лампы (R.С. № 272-1144)
(1) Трансформатор на 6 В (A.S.273-1384)
(1) 12-позиционный поворотный переключатель (номер позиции 275-1385)
(1) Рецептурный флакон диаметром 1-1 / 2 дюйма, глубиной 2-1 / 2 дюйма
(1) Муфта ПВХ 3/4 «, сортамента 40
(1) плечики
(т) банка для напитков стальная
(t) 3/4 «График
40 ПВХ «Т»
14- или 16-жильный соединительный провод
быстросхватывающаяся эпоксидная смола
Припой 50/50
силиконовое уплотнение
изолента
цианоакрилатный клей


Первоначально опубликовано: март / апрель 1981

Создание собственной персональной метеостанции — это легкий ветерок

Более 12 000 общедоступных метеостанций разбросаны по США, что кажется большим количеством, пока вы не поймете, что более 180 000 человек используют свои собственные устройства для отслеживания погоды из дома.Эти личные метеостанции, соединенные вместе, каждая из которых представляет собой набор датчиков размером с тостер, установленных на столбе, обеспечивают самые точные прогнозы погоды в стране. «Данные о погоде в вашем доме обычно отличаются от данных в ближайшем аэропорту или даже от метеостанции вашего соседа по улице», — говорит Кари Стренфель, метеоролог Weather Underground, веб-сайта, который объединяет эти данные, собранные гражданами, и представляет их как гипер- локализованные прогнозы доступны каждому. «Чем больше данных мы получаем для наших моделей погоды, тем точнее могут быть наши прогнозы.»

За 200–500 долларов вы можете присоединиться к этой группе по наблюдению за погодой. Вы можете построить личную метеостанцию ​​(PWS на жаргоне) самостоятельно, используя детали, доступные в Интернете от таких поставщиков, как Adafruit и Ambient Weather. Базовая конструкция — это столб, корпус для электроники и материнская плата для работы шоу. Да, вам нужно достаточно знаний, чтобы заставить материнскую плату работать. Но быстрое распространение простых инструментов для iOS, Android и настольных компьютеров означает, что практически любой, обладающий небольшой технической хваткой, может сделай это.

Вы хотите быть уверены, что покупаете правильное оборудование, поэтому сделайте заметки:

Brains and Body

«Arduino и Particle Photon — хорошие материнские платы», — говорит Дэн Фейн, сотрудник Weather Underground и один из наиболее плодовитых пользователей сообщества строители. «Я считаю, что Raspberry Pi немного перегружен, и его труднее работать от батареи».

Fein рекомендует монтировать материнскую плату в водонепроницаемом контейнере, а затем устанавливать его в хорошо вентилируемый пластиковый корпус. В большем корпусе находится большинство датчиков, и вы прикрутите его к одной стороне мачты, в нескольких футах от вершины.Вентиляция гарантирует, что измеряемый воздух внутри корпуса имеет ту же температуру, что и окружающий воздух. «Корпус обычно вносит наибольший вклад в точность станции, — говорит Фейн, — в большей степени, чем качество датчиков.

Температура

Большинство потребительских термометров имеют герметичные дисплеи, которые вы никогда не увидите, когда они находятся на метеостанции, и они могут быть раздражающе громоздкими при установке в корпус. Вместо этого поищите термометр размером с монету, который вставляется в материнскую плату.Вы можете сделать его водонепроницаемым, если у вас хорошо разбирается в паяльнике или обжиме, но сэкономьте время и купите что-нибудь вроде модифицированного водонепроницаемого DS18B20 от Adafruit. Он должен выглядеть как кабель с толстым штырем из нержавеющей стали на одном конце. Это та часть, которая будет измерять размеры, поэтому установите штифт внутри вентилируемого корпуса, но за пределами водонепроницаемого корпуса материнской платы, и подключите другой конец к материнской плате. Стренфель говорит, что ваш корпус играет важную роль в поддержании стабильности датчика: «Главное, что ему нужен экран от солнечного излучения, чтобы защитить термометр от солнца.Если на датчик попадают прямые солнечные лучи, он будет слишком горячим ».

Влажность

Гигрометр — это полимерный датчик, который поглощает воду из окружающего воздуха. Электрический ток, протекающий через него, замедляется по мере того, как вода впитывается в него, поэтому он Измеряет относительную влажность, отслеживая, насколько быстро через нее проходит электричество. Вы можете купить комбинированный датчик термометра / гигрометра. В противном случае установите его рядом с термометром внутри корпуса, но за пределами водонепроницаемого корпуса материнской платы, и подключите его к материнской плате.Два датчика должны быть расположены близко, чтобы они измеряли одну и ту же небольшую пробу воздуха. Это позволяет комбинировать показания для расчета других данных, например точки росы.

Давление воздуха

Пропустите аналоговый барометр и купите цифровой, в котором используется электронный датчик давления. Когда атмосферное давление увеличивается, весь этот воздух давит на него, посылая электрический сигнал на материнскую плату. Отслеживание изменений атмосферного давления помогает прогнозировать штормы и движение холодного и теплого фронтов.Подключите этот датчик непосредственно к материнской плате внутри водонепроницаемого контейнера или рядом с термометром и гигрометром в вентилируемом корпусе.

Weather Underground

Rainfall

Купите автономный датчик дождя. Дождь собирается в самопрокидывающийся поддон, который опорожняется, когда в него наливается 0,01 дюйма воды. Каждый раз, когда она опорожняется, датчик посылает сигнал на вашу материнскую плату, поэтому, если она опускается 100 раз, это означает, что это дюйм дождя. Отмеренная дождевая вода стекает из нижней части датчика и падает на землю.Прикрутите его к столбу напротив корпуса и обеспечьте беспрепятственный обзор неба. Мусор может зацепить свободно раскачивающиеся провода и порвать их в плохую погоду, поэтому протяните кабель вдоль крепления датчика дождя, вдоль противоположного крепления корпуса, в корпус и до материнской платы.

Скорость и направление ветра

Есть три типа анемометров, которые стоит покупать: трехчашечные, пропеллерные и звуковые. Ветер раскручивает чашки или пропеллер для измерения скорости ветра и вращает лопасть, определяющую направление ветра.«Судя по тому, что я видел, пропеллерный анемометр обычно более точен, чем чашечный анемометр», — говорит Стренфель. Звуковые типы с меньшей вероятностью сломаются или замерзнут, потому что у них нет движущихся частей, но большинство из них стоит более 1000 долларов. Что бы вы ни купили, прикрутите его к верхней части шеста.

Wi-Fi

Сейчас 2016 год, и в Particle Photon, Raspberry Pi 3 и некоторых Arduinos (например, Arduino Yún) есть встроенный Wi-Fi, поэтому не беспокойтесь ни о чем, требующем дополнительных подключаемых беспроводных модулей.Что бы вы ни выбрали, подключите его к монитору, ноутбуку, планшету или смартфону и следуйте инструкциям по подключению станции к домашнему Wi-Fi. Отключите, когда закончите. Вам нужно сделать это только один раз, если вы не купите новый маршрутизатор или не измените пароль маршрутизатора.

Размещение

Установите станцию ​​на естественной поверхности (например, траве) на расстоянии не менее 100 футов от мощеных поверхностей — дорог, тротуаров, проездов — и вдали от стен или деревьев, которые отбрасывают тени на корпус, блокируют дождь. от попадания в дождемер или защитите ветер от ударов анемометра.Вы можете поставить его на крышу, но держите подальше от темной черепицы. Убедитесь, что корпус станции находится на высоте не менее пяти футов над землей или крышей и что в пределах пяти футов от датчика дождя нет ничего другого. Анемометр должен быть самым высоким объектом поблизости. Если он на высоте 30-35 футов над землей, отлично. Вот еще несколько рекомендаций.

Power

Солнечная батарея — это проще всего. Стремитесь к панели мощностью от 3 до 6 Вт. Батареи емкостью от 2000 до 6000 мАч должно хватить, чтобы выдержать короткие пасмурные зимние дни.Поскольку солнечная панель может помешать оборудованию вашей станции, установите ее отдельно на крыше или на отдельной подставке, а затем проложите кабель питания к материнской плате. Материнская плата теперь также должна питать все подключенные датчики. После того, как он будет запущен, вы должны начать получать данные о погоде в режиме реального времени в своей домашней сети. Вы можете подключить его к службе обмена данными о погоде, например Weather Underground, чтобы улучшить местные прогнозы и поделиться своими данными со всеми, кто находится поблизости.

Домашняя наука | Цифровое обучение

В это время года погода бывает непредсказуемой.В этом упражнении учащиеся исследуют различные типы метеорологических приборов и сделают дома мини-метеостанцию ​​в комплекте с анемометром, барометром и флюгером. Но сначала давайте посмотрим, что эти инструменты говорят нам о погоде.

Погода — это состояние воздуха или атмосферы в определенное время и в определенном месте. Он описывает уровень жары или холода, влажности или сухости, штиля или шторма, облачности или ясности. Метеорологи — это ученые, которые изучают условия земной атмосферы, чтобы делать прогнозы и помогать нам разобраться в погоде.Они используют такие инструменты, как анемометры, барометр и флюгер, чтобы изучать различные условия, влияющие на погоду.

Анемометр — это прибор для измерения скорости ветра. Скорость ветра важна при прогнозировании погодных условий, поскольку ветер переносит тепло и влагу из одного места в другое. Анемометры используются совместно с флюгерами.

Погода лопасти измеряют направление ветра или откуда он дует — север, юг, восток или запад.

Барометр измеряет давление воздуха, когда воздух поднимается или опускается в атмосфере. Когда воздух поднимается вверх, создается низкое давление, которое может вызвать облака, дождь или шторм. По мере того, как воздух опускается, давление увеличивается, что обычно приводит к безветренной погоде.

Теперь, когда мы немного больше разбираемся в этих погодных приборах, приступим к их созданию. Вы можете выбрать один погодный инструмент или построить все три!

Это задание займет от 10 до 30 минут на подготовку и предоставит от 30 минут до часа учебного времени.Он лучше всего подходит для учащихся начальной и средней школы.

DIY Анемометр

Материалы:

  • 5 маленьких бумажных стаканчиков (лучше всего подходят чашки для ванной объемом 3 унции)
  • Ножницы или дырокол
  • Лента
  • 2 соломинки
  • 80 1
          • Канцелярская кнопка или маленький гвоздь
          • Пустая бутылка для воды или чашка (необязательно)
          • Вес бутылки (песок, грязь, мелкие камни и т. Д.)) (необязательно)

          Направления:

          1. С помощью дырокола или ножниц проделайте одно отверстие в стенке 4 чашек (примерно на ½ дюйма ниже края чашек). Осторожно: будьте осторожны при использовании ножниц.
          2. Воспользуйтесь дыроколом или ножницами, чтобы сделать 4 равномерно расположенных отверстия в пятой чашке (примерно на дюйма ниже края чашки). Это будет центр вашего анемометра.
          3. Вставьте две соломинки в отверстия центральной чашки, чтобы получилась буква «X».
          4. Используйте скотч, чтобы надежно прикрепить остальные 4 чашки к концам соломинок, убедившись, что все чашки направлены в правильном направлении.Постарайтесь, чтобы чашки были равномерно отделены от центральной чашки.
          5. Вставьте булавку через центр «X» в ластик; это ось вращения. Прокрутите булавку и карандаш несколько раз, чтобы убедиться, что они легко двигаются.
          6. Дополнительно: чтобы создать основу для анемометра, наполните пустую бутылку с водой или чашку грузом и поместите центральный дюбель в середину емкости.
          7. Чтобы использовать анемометр, поместите его в таком месте, где на него будет легко попадать ветер. Вы можете подуть воздух или использовать вентилятор, чтобы проверить анемометр. Хотите откалибровать анемометр? Попросите родителей или опекуна отвезти вас по улице со скоростью 10 миль в час. Поднесите анемометр к окну и посчитайте, сколько раз он вращается за 30 секунд. В дальнейшем вы можете использовать это число для расчета скорости ветра. Например, если ваш анемометр совершил 10 вращений за 30 секунд в машине, позже, если вы посчитаете 10 вращений за 30 секунд, это означает, что скорость ветра составляет 10 миль в час!

          DIY Weather V ane

          Материалы:

          • 2 бумажные тарелки
          • Глина для лепки
          • Вес тарелок (песок, грязь, мелкие камни и т. Д.))
          • Клей (лучше всего подходит горячий клей, но вы также можете использовать обычный клей для рукоделия)
          • Ножницы
          • Линейка
          • Картон или другой прочный материал
          • Пластиковая или бумажная соломка
          • Новый карандаш
          • Булавка или маленький гвоздь

          Направления:

          1. Чтобы сделать основу флюгера, поместите небольшой шар формовочной глины в середину одной тарелки и положите маленькие камни или другой груз вокруг остальной части тарелки.Проделайте небольшое отверстие во второй пластине (достаточно большое, чтобы сквозь него прошел карандаш). Переверните пластину вверх дном и приклейте ее к нижней пластине.
          2. Вырежьте 4 маленьких треугольника (со сторонами около 2 дюймов) и пометьте каждый буквами N, S, E, W. Это будут ваши направления. Приклейте их к краям основы так, как если бы вы их видели на компасе.
          3. Сделайте две одинаковые маленькие прорези на каждом конце соломинки. Это будет использовано для изготовления стрелки флюгера.
          4. Чтобы сделать конец стрелки, вырежьте из картона 4-дюймовый треугольник, затем отрежьте кончик треугольника, чтобы получилась трапеция.Прикрепите его к прорези на одном конце соломинки с помощью ленты или клея.
          5. Чтобы сделать стрелку на конце стрелки, вырежьте из картона трехдюймовый треугольник. Прикрепите его к прорези на противоположном конце стрелки, используя скотч или клей.
          6. Вставьте карандаш в основу и сильно вдавите в пластилин. Конец ластика должен быть направлен вверх.
          7. Расположите соломенную стрелку так, чтобы она находилась по центру ластика карандаша, и с помощью канцелярской кнопки соедините середину соломинки с ластиком карандаша.Прокрутите его несколько раз, чтобы убедиться, что он легко поворачивается.
          8. Чтобы использовать флюгер, поместите его в таком месте, где на него будет легко попадать ветер. Используйте компас (или приложение для телефона с компасом), чтобы правильно расположить направления на флюгере. Указатель стрелки укажет направление ветра.

          DIY Барометр

          Материалы:

          • Стеклянная банка с широким горлышком (банка каменщика, чистая банка соуса для пасты и т. Д.)
          • Большой воздушный шар
          • Прочная резинка или шнурок
          • 2 соломинки или тонкий деревянный дюбель
          • Лист бумаги
          • Клейкая лента или клей
          • Зубочистка
          • Картон (необязательно)

          Указания:

          1. Отрежьте горлышко над шариком и протяните его. открытие вашей стеклянной банки.Чем плотнее посадка, тем лучше. С помощью резинки или веревки плотно закрепите баллон на банке. Мы не хотим, чтобы воздух попадал внутрь или выходил.
          2. Чтобы сделать указку, осторожно вставьте одну соломинку в другую, чтобы получилась прочная длинная соломка, или используйте тонкий деревянный дюбель. Заклейте скотчем или приклейте к одному концу зубочистку. Более длинная соломинка даст нам лучшие размеры.
          3. Другой конец соломинки скотчем или приклейте к середине воздушного шара. Клей, как правило, работает лучше, просто держите соломинку на месте, пока клей не высохнет.
          4. Приклейте лист бумаги к стене или сделайте подставку для бумаги из картона. Расположите барометр в помещении так, чтобы зубочистка касалась листа бумаги. Отметьте на бумаге линию, указав место попадания указателя. Регулярно проверяйте свой барометр. Если стрелка идет вверх, это означает более высокое давление, а если опускается — это более низкое давление.
          5. Если вы хотите откалибровать барометр, проверьте свои местные барометрические показания в Интернете. Ежедневно делайте измерения на домашнем барометре, пока не начнете получать хороший набор измерений на своем листе.Показание 30 дюймов считается нормальным. Для достижения наилучших результатов старайтесь, чтобы температура в вашем доме была одинаковой каждый раз, когда вы снимаете показания.

          Как это работает?

          Когда вы поместили шар над банкой, вы задержали воздух внутри банки. Этот воздух имеет определенное давление, которое в то время было равно давлению воздуха в остальной атмосфере. Когда давление воздуха в атмосфере изменяется, это вызывает изменение давления на воздушном шаре, в результате чего стрелка перемещается.Когда давление в атмосфере увеличивается, воздушный шар опускается, в результате чего стрелка поднимается. Если давление в атмосфере снизится, воздушный шар может расшириться, в результате чего стрелка опустится.

          Как приспособиться к ученикам младшего и старшего возраста

          Предложите молодым ученикам притвориться метеорологами и попрактиковаться в чтении приборов, прогнозирующих погоду, в их собственном сегменте погодных новостей. Посмотрите это видео с PBS об облаках. Спросите юных учеников, какие облака они видят на небе во время своих прогнозов погоды.

          Для учащихся старшего возраста: изучите другие типы погодных инструментов, такие как дождемеры, термометры и гигрометры, чтобы добавить их к своей метеостанции. Следите за показаниями вашего прибора в течение 2-3 недель. Какие погодные условия вы замечаете? Хотите вывести вашу метеостанцию ​​на новый уровень? Изучите возможности использования электроники, такой как Arduinos, для создания собственной высокотехнологичной метеостанции. В Arduino есть сборник различных погодных проектов своими руками, которые помогут вам начать!

          Создайте собственную метеостанцию ​​

          Справочная информация

          Атмосферные ученые изучают погодные процессы, глобальную динамику климата, солнечную радиацию и ее эффекты, а также роль химии атмосферы в истощении озонового слоя, изменении климата и загрязнении.Они наблюдают за тем, что происходит в нашей атмосфере сегодня, и сравнивают это с записями прошлых лет. Для наблюдения за погодой ученые-атмосферники используют узкоспециализированные инструменты, которые измеряют количество осадков, скорость и направление ветра, влажность и атмосферное давление. Вы можете измерить их дома или в школе. Начните создание метеостанции с постройки психрометра, также называемого гигрометром, для измерения относительной влажности.

          Материалы

          • Два воздушных термометра, наполненных спиртом (они должны показывать одинаковую температуру при размещении рядом, вдали от прямых солнечных лучей)
          • Лента упаковочная прозрачная
          • Шнурки хлопковые (пустотелые)
          • Одно- или двухлитровая бутылка (этикетка снята)
          • Вода (лучше всего дистиллированная, но подойдет водопроводная)
          • Резьба
          • шило
          • График относительной влажности

          Процедура

          1. Попросите взрослого проделать отверстие в стенке бутылки примерно в дюйме от дна.Нагрев шило сделает идеальное отверстие. То же самое можно сделать с горячим ногтем, зажатым щипцами. Будьте осторожны при этом, чтобы не обжечься ни себе, ни другим. Когда вы проделали отверстие, поместите горячий предмет в холодную воду.
          2. Отрежьте кончики шнурка. Отрежьте около двух дюймов шнурка и наденьте его на грушу одного из термометров. Осторожно завяжите его ниткой.
          3. Отрежьте небольшой кусок упаковочной ленты. Поместите лампочку термометра в шнурке примерно на 1/8 дюйма над отверстием.Убедитесь, что верхняя часть термометра совмещена с верхней частью бутылки. Приклейте термометр к бутылке. Другой термометр прикрепите лентой параллельно первому на расстоянии примерно 1/4 дюйма. Оберните полоску ленты вокруг бутылки и обоих термометров, чтобы они не упали.
          4. Проденьте шнурок в отверстие. Налейте в бутылку воду комнатной температуры до уровня чуть ниже отверстия.
          5. Подождите 5–10 минут и снимите показания обоих термометров. Будет разница в двух.Используйте приведенную ниже таблицу для расчета относительной влажности.
          6. Записывайте дневную влажность в течение нескольких недель. Рядом с вашими записями опишите, как вы себя чувствуете в те дни.
          7. Температуру по сухому термометру также можно использовать для регистрации температуры воздуха!

          DiscoverySchool.com, 2005.

          DiscoverySchool.com, 2005.

          DiscoverySchool.com, 2005.

          DiscoverySchool.com, 2005.

          DiscoverySchool.com, 2005.

          Завершите свою метеостанцию, сделав датчик дождя, барометр, флюгер и анемометр по инструкции.

          Метеостанции традиционно размещаются в навесах с жалюзи. Термометры следует хранить вдали от прямых солнечных лучей, а барометр можно хранить в помещении или на закрытой веранде. Если у вас дома или в школе есть выступы, вы можете поместить туда инструменты.

          Температура воздуха. Разница между показаниями влажного и сухого термометров в градусах Фаренгейта
          (сухой термометр) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 25 30 35
          20 85 70 55 40 26 12
          25 87 74 62 49 37 25 13 1
          30 89 78 67 56 46 36 26 16 6
          35 91 81 72 63 54 45 36 29 19 10
          40 92 83 75 68 61 52 45 37 29 22
          45 93 86 78 71 64 57 51 44 38 31
          50 93 87 80 74 67 61 55 49 43 38 10
          55 94 88 82 46 70 65 59 54 49 43 19
          60 94 89 84 78 73 68 63 58 53 48 26 5
          65 95 90 85 80 75 70 66 61 56 52 31 12
          70 95 90 86 81 77 72 68 64 59 55 36 19 3
          75 96 91 86 82 78 74 70 66 62 58 40 24 9
          80 96 91 87 83 79 75 72 68 64 61 44 29 15 3
          85 96 92 88 84 80 76 73 69 66 62 46 32 20 8
          90 96 92 89 85 81 78 74 71 68 65 49 36 24 13 3
          95 96 93 89 85 82 79 75 72 69 66 51 38 27 17 7
          100 96 93 89 86 83 80 77 73 70 68 54 41 30 21 12
          105 97 93 90 87 83 80 77 74 71 69 55 43 33 23 15
          110 97 93 90 87 84 81 78 75 73 70 57 46 36 26 18
          115 97 94 91 88 85 82 79 76 74 71 58 47 37 28 21

          Как построить метеостанцию ​​дома

          Деннис Бургер

          Специалисты по погоде в центральной Алабаме теряют надежду, когда мы видим шторм на краю поля зрения радара.Заметьте, у нас есть изрядное количество примечательных погодных систем, но вероятность того, что любой ливневый дождь пройдет через пол штата и не развалится, как правило, невелики. Однако днем ​​28 июня 2018 года местные знатоки метеорологии знали, что нужно серьезно относиться к радарам будущего. Наш путь направлялся редким дерехо — своего рода массивным, широко распространенным и долгоживущим порывом ветра, более обычным для Среднего Запада и равнинных штатов.

          Вдвойне редкостью эту систему делало то, что она двигалась с северо-востока на юго-запад — совершенно вопреки обычным погодным условиям в нашем регионе — поглощая весь штат, как титульный Blob из одноименного фильма 1958 года B.В 15:54 по местному времени он поглотил небольшое поселение Эклектик к северо-востоку от Монтгомери. Он врезался в северо-восточные окраины столичного города в 16:25. Он просочился в центр города, недалеко от нового Национального мемориала мира и справедливости, ровно в 4:41. И на каждой остановке по пути шел дождь со скоростью около девяти дюймов в час, дул ветер со скоростью более 30 миль в час и сбивал температуры с низких до средних 90-х до верхних. 60-х годов по Фаренгейту за считанные минуты.

          Эти детали прибывают не благодаря какой-то памяти типа Rain Man для всех метеорологических или даже официальных правительственных данных, а скорее из журналов десятков частных личных метеостанций, разбросанных по центральной части Алабамы, почти все из которых собирают данные о температуре и осадках, многие из которых также постоянно измеряют скорость и направление ветра, влажность, точки росы и другую важную информацию. Некоторые даже оснащены камерами реального времени, которые указывают на любой чистый участок неба, который можно найти в стране неуклюжих сосен Лоблолли.

          Измеряйте локально, загружайте глобально

          Конечно, Алабама в этом плане не уникальна. Weather Underground — одно из крупнейших хранилищ данных, собранных с личных метеостанций — собирает информацию из более чем 250 000 таких наборов датчиков по всему миру, в основном сосредоточенных в Восточной Европе и США. Даже в малонаселенных пастбищах и прериях Вайоминга вы можете Мне будет трудно проехать намного больше двадцати миль в любом направлении, не встретив личную метеостанцию, регулярно регистрирующую свои данные в сети Weather Underground PWS.

          Но почему? Нетрудно понять полезность заядлых погодных наблюдателей, таких как Томас Джефферсон, которые вели подробные метеорологические дневники в 18 веке, но в эпоху, когда официальные измерения погоды доступны любому, у кого есть мобильный телефон, почему буквально сотни тысяч частных лиц объединяются вместе, чтобы создать всемирную сеть данных о погоде? Интернет атмосферных вещей, если хотите?

          Для некоторых это почти необходимость, особенно для тех, кто живет в районах с микроклиматом или в сельской местности, где профессионально контролируемые метеостанции FAA или Национальной метеорологической службы практически не стоят на месте.Если вы фермер или садовник, которому необходимо отслеживать ежедневные, еженедельные или ежемесячные осадки, в конце концов, вероятно, не имеет большого значения, сколько их выпало в вашем местном аэропорту или на военной базе. Важны ваши собственные гиперлокальные погодные условия, и ничто не заменит их самостоятельное измерение.

          Особенно, если вы можете использовать свои собственные измерения для автоматизации событий в доме и вокруг него. Вы можете, например, прервать свой обычный график полива, если сегодня уже прошел дождь, или увеличить график полива, если прошло определенное количество дней, а поддающихся измерению осадков не было.

          С помощью достаточно надежной системы умного дома вы также можете настроить параметры термостата в соответствии с условиями за дверью, поднимать и опускать шторы, включать или выключать свет или что-то еще, что вы можете захотеть активировать в зависимости от погоды. Конечно, вы также можете сделать то же самое, полагаясь на датчики наружной температуры, которые поставляются со многими термостатами и другими подобными одноцелевыми устройствами. Возникает интересный вопрос:

          Что такое персональная метеостанция?

          Дело в том, что нет четкого определения того, что считается PWS.Некоторые устройства, продаваемые как метеостанции, такие как популярная BloomSky, собирают только данные о температуре, влажности, атмосферном давлении и количестве осадков, хотя BloomSky добавляет к этому миксу встроенную веб-камеру. Вы можете добавить дополнительный датчик, который измеряет накопление ветра и осадков, как и в также популярном Netatmo, который так же сильно фокусируется на качестве воздуха в помещении, как и на внешних условиях.

          Однако, когда большинство людей говорят «персональная метеостанция», они, вероятно, имеют в виду универсальные наборы научных датчиков, которые обычно стоят от 500 до 7000 долларов и которые собирают данные о погоде с одного шасси с несколькими датчиками.

          Эти данные затем передаются — проводным или беспроводным способом — на внутренний концентратор или консоль, где их можно просматривать, хранить на локальном компьютере или веб-портале или, если поддерживается, загружать в веб-службы, такие как вышеупомянутая сеть Weather Underground PWS, наряду с другими репозиториями, такими как pwsweather.com и über-nerdy Citizen Weather Observer Program. Некоторые метеостанции идут еще дальше, позволяя добавлять датчики для получения дополнительных данных, таких как влажность листьев, а также температура, влажность и соленость почвы.

          Конечно, «от 500 до 7000 долларов» — это довольно крутой ценовой диапазон, который вызывает очевидные вопросы о том, что именно дает вам восхождение на эту гору цен. В основном это вопрос долговечности и качества сборки, но в случае WeatherHawk 621, PWS, любимого установщиками высококлассной домашней автоматизации, вы также получаете шикарные функции, такие как встроенный автоматический обогрев, предотвращающий замерзание влаги зимой и — возможно, самое главное — специальные драйверы для систем домашней автоматизации, таких как Control4, Crestron, Savant, Vantage и AMX.Это особенно примечательно, учитывая, что для интеграции большинства метеостанций высокого класса требуется использование общих драйверов, которые полагаются на внешние API-интерфейсы, обычно от таких сервисов, как Weather Underground.

          На что следует обратить внимание перед покупкой метеостанции

          Все эти переменные означают, что если вы думаете об установке собственной персональной метеостанции, вам сначала нужно решить, что именно вы хотите измерять и что вы хотите делать с этими измерениями. Когда я поговорил с Шонной Донахер, старшим преподавателем Университета Эмори на факультете наук об окружающей среде, о наиболее важных особенностях, на которые следует обратить внимание, она сказала следующее: «Я думаю, температура и влажность, скорость и направление ветра, а также общее количество осадков. наверное самые важные.

          Любителям погоды также может понравиться интенсивность дождя, особенно во время сильных ливней. Показывать температуру и влажность в помещении на дисплейной консоли или в приложении приятно для сравнения, но не обязательно ». Но самое главное, по ее словам, «[Важно приобрести] персональную метеостанцию, которая действительно измеряет переменные, а не только получает их от ближайших официальных станций отчетности, потому что в противном случае вы могли бы просто искать эти станции самостоятельно. ” В данном случае она имеет в виду избыток «метеостанций» стоимостью от 40 до 50 долларов, доступных на Amazon и других интернет-магазинах, которые просто действуют как настенные ЖК-панели, эквивалентные погодным приложениям на вашем смартфоне.

          Еще одна вещь, которую следует учитывать, если вы планируете покупать метеостанцию, — это место, где вы ее установите. Потому что местоположение имеет значение, особенно если вам нужна метеорологическая точность. В соответствии с рекомендациями Weather.gov по размещению метеостанции, чтобы получить правильные показания температуры и влажности, измерения следует проводить на высоте 1,25–2 метра над ровным участком земли, не покрытым камнями, бетоном или темными поверхностями, и по крайней мере, на две высоты от ближайшего объекта (другими словами, если ваш дом 15 футов высотой, ваши показания температуры / влажности должны сниматься на расстоянии 30 футов от дома).Между тем, правильные показания ветра следует снимать на высоте 10 метров над землей на горизонтальном расстоянии, в 10 раз превышающем высоту ближайшего объекта, который может препятствовать ветровому потоку.

          Если вы прочитали выше и подумали: «Нет никакого выхода!» особенно с одним мультисенсорным блоком, вы на что-то натолкнетесь. Персональные метеостанции почти никогда не устанавливаются по таким строгим требованиям. Особенно если учесть тот факт, что их часто нужно размещать при регулярном обслуживании — чистке, замене батарей и т. Д.- в уме.

          Я поговорил об этом с Брайаном Петерсом, энтузиастом метеостанции, бывшим метеорологом по координации предупреждений в офисе Национальной метеорологической службы в Бирмингеме и нынешним участником WeatherBrains, популярной сетевой трансляции для любителей погоды из Алабамы, и у него была следующая точка зрения: «Я знайте, что мои наблюдения ветра, вероятно, будут не такими точными, как [наблюдения местных профессиональных метеостанций]. А из-за деревьев на моей территории я, вероятно, не получаю такого полного перемешивания воздуха, поэтому мои наблюдения за температурой могут быть незначительными.Но я знал обо всех этих ограничениях при установке моей метеостанции, поэтому я сделал все, что мог ».

          Однако даже правильное размещение не гарантирует точных измерений. Я эксплуатирую и обслуживаю четыре разных метеостанции на своей территории в течение большей части года, при этом большинство из них расположены в пределах нескольких футов друг от друга, а их измерения температуры часто отличаются на целых четыре градуса по Фаренгейту. во многом из-за того, что некоторые из них лучше защищены и вентилируются, чем другие.И хотя три из них подключены к сети PWS Weather Underground, только одна из них — беспроводная система Davis Instruments Vantage Vue — прошла проверку качества службы на достоверность данных, целостность датчиков и разумное соглашение с местными профессиональными станциями, достаточно стабильно, чтобы заработать статус Gold Star. Но когда дело доходит до этого, Петерс говорит, что «данные моей станции в первую очередь предназначены для меня, поэтому я могу жить с ними».

          Другими словами, отношение обычного оператора метеостанции и энтузиаста похоже на отношение Ричарда Фейнама, который, когда его спросили о полезности теоретической физики, сравнил ее с сексом: «Конечно, это может дать некоторые практические результаты, но мы делаем это не поэтому.Чтобы сделать эту аналогию более уместной: да, личные метеостанции во многих случаях можно использовать на местном уровне, связывая их с системами умного дома и запуская автоматические события, такие как регулировка термостата или настройка графика полива.

          Да, их данные могут быть загружены в облако и агрегированы с данными с тысяч других подобных устройств со всего мира. Приложив некоторые усилия, вы можете собрать данные в соответствии со стандартами Национальной метеорологической службы. Но, в конце концов, дело даже не в этом.Настоящую привлекательность, вероятно, лучше всего резюмирует Донахер, который сформулировал это так: «Работа с приборами, которые регистрируют погодные переменные, помогает перенести погоду« в помещение ». Это дает вам представление о климате и изменениях в климатических тенденциях. И, что, возможно, более важно, это дает вам представление о том, как эти изменения климата могут повлиять на вашу повседневную жизнь ».

          Изображение функции: Метеостанция Davis Vantage Vue

          (Посещали 2721 раз, сегодня 10 раз)

          Простые самодельные погодные приборы для детей

          Обновлено 13 марта 2018 г.

          Тамара Кристин Ван Хузер

          Погода — это то, что каждый ребенок испытывает на собственном опыте.Предоставьте детям возможность самостоятельно управлять процессом обучения с помощью простых самодельных погодных инструментов. Простота — это ключ к успешной метеостанции, которая знакомит детей с показаниями температуры, количеством осадков, атмосферным давлением, скоростью и направлением ветра.

          Термометр

          Наполните литровую прозрачную бутылку 8 унций. воды и 8 унций. медицинского спирта. Добавьте несколько капель пищевого красителя. Запечатайте шею глиной. Протолкните соломинку через глину и вылепите из нее, чтобы она удерживалась на месте чуть выше уровня воды.Попробуйте согреть и охладить термометр, чтобы увидеть, как жидкость поднимается и опускается. Проверьте текущую температуру и отметьте уровень воды и градусы, чтобы шкала вашего термометра соответствовала реальным показаниям термометра.

          Дождемер

          Прикрепите кусок малярной ленты от верхнего края к основанию прозрачной банки с прямым краем. С помощью линейки отметьте на ленте размеры в четверть дюйма или сантиметр. Поставьте банку на улицу и дождитесь дождя. После шторма проверьте дождемер, чтобы узнать, сколько дюймов выпало за вас.

          Барометр

          Протяните резиновый баллон над отверстием прозрачной квартовой банки и закрепите его несколькими резиновыми лентами, стараясь не порвать и не проколоть баллон. Приклейте указатель зубочистки к концу соломинки или палочки для еды и прикрепите палочку для еды перпендикулярно банке от центра крышки воздушного шара. Пишите высоко вверху каталожной карточки и низко внизу. Установите банку на полку или подоконник рядом с балкой, столбиком или рамой, где вы можете прикрепить карту, так, чтобы указатель зубочистки указывал на середину.Ежедневно проверяйте барометр, чтобы увидеть, как стрелка поднимается, чтобы предсказывать хорошую погоду, и падает, чтобы предсказывать шторм. Сравните движение барометра с погодой, которая будет меняться в следующие два-пять дней.

          Анемометр

          Вставьте новый ластик карандаша концом в глиняный шар, чтобы получить утяжеленную основу. Скрепите две широкие полосы одинакового размера из плотного картона крестообразно. Прикрепите бумажный стаканчик к нижней стороне каждой поперечины, убедившись, что отверстия стаканчиков напротив друг друга направлены в противоположные стороны.Если вы сделаете одну из чашек другого цвета, это поможет вам отслеживать вращения при расчете скорости ветра. Проденьте большую канцелярскую кнопку через центр картонного креста в ластик карандаша. Убедитесь, что он вращается свободно. Установите его на улицу и посмотрите скорость вращения, чтобы определить скорость ветра.

          Флюгер

          Наполните толстую бумажную тарелку небольшими камнями или другими грузами. Переверните другую бумажную тарелку сверху и склейте или склейте края вместе, чтобы получилась подставка.Отметьте север, юг, восток и запад на верхней пластине. Вставьте новый карандаш в центр основы кончиком ластика вверх. Прикрепите бумажные стрелки к концам трубочки для питья. Вставьте прямую булавку через центр соломинки в ластик карандаша. Установите флюгер в безопасном месте на открытом воздухе так, чтобы отметка на север была обращена на север. Следите за движением на предмет признаков направления ветра.

          Как построить ветряную электростанцию ​​

          Когда дело доходит до выработки электроэнергии, ветер — один из самых устойчивых природных ресурсов Земли.Чтобы использовать его, все, что вам нужно сделать, это построить ветряную турбину, которая преобразует движение воздуха в кинетическую энергию. Однако для того, чтобы делать это в больших масштабах, вам понадобится ветряная электростанция — набор специально разработанных ветряных турбин, установленных на ландшафте или в океане, где дуют устойчивые и сильные ветры. Ветряные турбины имеют несколько лопастей, которые расположены высоко на башнях, которые вращаются на ветру и собирают энергию.

          Отраслевые эксперты говорят, что у Соединенных Штатов достаточно ветровых ресурсов, чтобы эффективно удвоить их текущую мощность ветрогенерации, и что это принесет множество экологических выгод.В одной только Америке энергия ветра предотвращает выброс около 62 миллионов тонн парниковых газов и ежегодно экономит 20 миллиардов галлонов воды.

          Потенциальные препятствия для строительства ветряных электростанций включают общественные споры по поводу размещения ветряных турбин, проблемы с разрешениями, финансовые проблемы и технические вопросы, такие как необходимость инфраструктуры для передачи энергии в электрическую сеть, обслуживающую потребителей. Однако, если вы хотите построить собственную ветряную электростанцию, это не так уж и сложно.

          Начало работы: планирование ветряной электростанции

          Строительство ветряной электростанции — это большой проект, требующий от команды специалистов для решения многих аспектов проекта — от концепции и планирования до реализации. Планирование особенно важно для этого типа генератора энергии. Надлежащее расположение должно быть оценено на предмет любых рисков для дикой природы, должны быть получены разрешения, а сами турбины должны быть испытаны.

          Во-первых, убедитесь, что вы выбрали место, в котором достаточно ветровых ресурсов.По данным Американской ассоциации ветроэнергетики, на лучших площадках для коммерческих ветряных электростанций скорость ветра составляет 13 миль в час (6 метров в секунду) или более. Хотя может показаться, что чем сильнее ветер, тем лучше, слишком сильный ветер может вызвать нагрузку на оборудование и сделать проект более дорогим.

          Специальные карты скорости ветра могут помочь вам определить регион с подходящими ветровыми ресурсами. Например, Министерство энергетики США предлагает удобную карту ветров. Вы также можете самостоятельно измерить энергию ветра, используя инструмент, называемый анемометром, на месте, которое вы планируете.Некоторые штаты даже предлагают программы ссуды на анемометры. Ваш инженер может использовать специализированные службы и программное обеспечение для оптимизации местоположения, например Windnavigator и GH WindFarmer, которые анализируют топографию, погодные условия и аэродинамику.

          Кроме того, вам нужно будет учитывать особые факторы, связанные с целевым местоположением, такие как доступ к дороге, потенциальные шумовые воздействия, мерцающие тени от лопастей и культурные особенности.

          Оценка рисков для дикой природы

          Вращающиеся лопасти ветряных турбин могут убить находящихся под угрозой исчезновения птиц, летучих мышей, хищников и водоплавающих птиц, поэтому лучше всего размещать турбины вдали от оживленных коридоров дикой природы и ежегодных миграционных маршрутов.Консультативный комитет по рекомендациям по использованию ветряных турбин Службы охраны рыболовства и дикой природы США рекомендует многоуровневый подход, который включает предварительную оценку, характеристику участка и полевые исследования для прогнозирования и оценки видов и местообитаний, пострадавших от ветряной электростанции.

          Как разработчик сайта, вам необходимо тесно сотрудничать с соответствующим государственным учреждением (или органом, выдающим разрешения), чтобы сократить и смягчить смертность животных из-за ветряной электростанции. В некоторых случаях вам может быть разрешено построить ветряную электростанцию ​​в уязвимых местах, если вы измените ее работу, чтобы она была более благоприятной для дикой природы.Например, вам может потребоваться временно остановить турбины в сезон миграции или в периоды слабого ветра, когда летучие мыши наиболее активны, а выработка энергии минимальна.

          Затраты и финансирование ветряной электростанции

          Подумайте, сколько энергии вы хотите произвести — или сколько может произвести сайт — и сколько денег вы можете потратить. Только покупка ветряных турбин может обойтись вам в среднем 1,37 миллиона долларов за мегаватт мощности.

          Как правило, коммунальным предприятиям дешевле развивать ветроэнергетические объекты, чем частным инвесторам, потому что коммунальные предприятия могут использовать благоприятные структуры финансирования, которые сокращают затраты примерно на 30%, или примерно на 1%.4 цента за киловатт-час, согласно отчету, финансируемому Министерством энергетики США.

          Государственные программы стимулирования также облегчают строительство ветряной электростанции. Налоговый кредит на производство (PTC) теперь предоставляет налоговый кредит в размере 2,3 цента за киловатт-час в течение первого десятилетия работы.

          Чтобы спрогнозировать нормированную стоимость финансирования вашего ветроэнергетического проекта, добавьте свои конкретные детали в интерактивные инструменты BITES (сценарии зданий, промышленности, транспорта и электричества), предоставленные Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии.Вы также можете просмотреть базу данных государственных и федеральных стимулов для возобновляемых источников энергии.

          Убедитесь, что ваша ферма соответствует требованиям законодательства

          Производители электроэнергии регулируются федеральными законами, такими как Закон о политике регулирования коммунальных предприятий 1978 года (PURPA), Закон об энергетической политике 2005 года (EPACT 2005) и Закон об энергетической независимости и безопасности 2007 года (EISA 2007). В отдельных штатах также существует разное толкование того, как применяются эти федеральные законы, и у них есть разные полномочия по продвижению возобновляемой энергии с помощью законодательства о стандартах портфеля возобновляемых источников энергии (RPS).

          Юрист или консультант, специализирующийся на развитии возобновляемых источников энергии, может помочь вам сориентироваться в законах, регулирующих ваш предлагаемый проект. Эти люди также могут помочь вам получить различные разрешения на строительство и охрану окружающей среды, которые вам понадобятся в государственных учреждениях.

          Если ваша ветряная электростанция будет находиться в государственной собственности или у нее есть партнер из федерального агентства, получение разрешения может зависеть от формального процесса оценки воздействия на окружающую среду. Например, ветряные электростанции, размещенные на территории, управляемой U.S. Бюро по управлению земельными ресурсами руководствуются определенными руководящими принципами, предназначенными для защиты охраняемых на федеральном уровне видов и других природных ресурсов.

          Определение оборудования и конструкции ветряной электростанции

          Современные ветряные турбины изящнее и больше, чем старомодные ветряные мельницы, с огромными лопастями и башнями высотой с высотные здания. Точное размещение этих турбин на ветряной электростанции влияет на общее производство энергии.

          Как правило, чем больше размер ветряной турбины, тем выше ее генерирующая мощность.Наиболее часто устанавливаемая ветряная турбина имеет номинальную мощность 1,5 мегаватт и может питать до 500 домов, но более новые модели работают еще больше. На веб-сайте General Electric указаны мощности до 3,4 мегаватт для использования на суше и до шести мегаватт для использования на море. Среди других ведущих производителей ветряных турбин Vestas, Goldwind, Enercon, Siemens, Sulzon, Gamesa, United Power, Ming Yang и Nordex.

          Для больших и тяжелых ветряных турбин требуется более крупный фундамент, и их установка стоит дороже.Морские ветряные турбины должны быть спроектированы для условий океана. Ветровые турбины редко работают на полную мощность, поскольку их выработка энергии зависит от погодных условий.

          Помимо ветряных турбин, ветряная электростанция требует системы сбора электроэнергии, трансформаторов, сети связи и подстанций. Более того, для мониторинга производительности используется информационная система диспетчерского управления и сбора данных (SCADA). Инженер может порекомендовать подходящее оборудование и размещение турбины в зависимости от вашего объекта, финансов и целей в области энергетики.

          Емкость безопасной передачи

          Если вы планируете коммерческую ветряную электростанцию, вам нужен способ доставки энергии оптовым или розничным покупателям. Обычно для этого требуются линии передачи, связывающие продукцию вашей ветряной электростанции с сетью передачи электроэнергии — энергосистемой — в вашем регионе. Коммерческие ветряные электростанции в удаленных местах могут столкнуться с трудностями при обеспечении пропускной способности и взаимосвязанности с сетью.

          В качестве альтернативы, небольшие ветряные электростанции можно использовать в качестве выделенного источника электроэнергии для сообщества или бизнеса.В этих случаях ветряной электростанции может не потребоваться подключение к обычной электросети. Тем не менее, чтобы продать избыточную мощность, вам по-прежнему нужен способ ее доставки в электроэнергетику.

          Для получения дополнительной информации обратитесь в Национальную лабораторию возобновляемых источников энергии (NREL), которая работает с разработчиками ветроэнергетики для обеспечения пропускной способности и взаимосвязанности. Группа Utility Wind Integration Group также предоставляет ресурсы для подключения ветряной электростанции к электрической системе.

          Установите, протестируйте и запустите оборудование

          Строительство ветряной электростанции может быть завершено в течение нескольких месяцев.Однако сначала вам может потребоваться проложить к участку дороги для перевозки ветряных турбин и другого оборудования.

          Для каждой ветряной турбины вам нужно выкопать яму и заполнить ее железобетоном, который будет служить стабилизирующим основанием. Этот процесс более сложен в каменистых условиях или на морских ветряных электростанциях. После того, как фундамент будет подготовлен, вам нужно будет установить турбины с помощью специальных подъемников.

          Затем вы установите электрическую проводку и системы и проведете тесты, чтобы убедиться, что все элементы работают правильно.Часто требуется шесть месяцев, прежде чем изгибы будут устранены и ветряная электростанция выйдет на полную коммерческую производственную мощность.

          Каждой ветряной турбине требуется около недели регулярного технического обслуживания в год. Американская ассоциация ветроэнергетики заявляет, что для обслуживания каждых 10 мегаватт установленной генерирующей мощности требуется один специалист по ветроэнергетике.

          .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *