Ротор Савоніуса - вітрогенератор своїми руками, вітряк саморобний, вітрогенератор своїми руками,

Німецькі інженери Дірк Шуль і Домінік Оуамрі зі стартапу Ilweos сконструювали безшумний вітрогенератор. Для цього вони використовували так званий принцип Савоніуса: дві лопаті закріпили протилежно один до одного на осі обертається вертикально. Вітер затримується в лопатях і приводить в рух вісь. Щоб краще використовувати вітер, між лопатями встановлені менші лопаті.
На відміну від горизонтальних вітряних млинів, між лопатями не виникає різниці тиску, тому відсутня небезпека для птахів і кажанів зіткнутися з ними через всмоктування. І тому ж не чути шуму. Можна тільки почути звуки підшипника і генератора.

У 60-х в СРСР Е. С. Бірюков запатентував карусельний вітрогенератор з КВЕВ 46%. Трохи пізніше В. Блінов домігся від конструкції на тому ж принципі КВЕВ 58%, але даних про її випробуваннях немає. А натурні випробування ВСУ Бірюкова були проведені співробітниками журналу «Винахідник і раціоналізатор». Двоповерховий ротор діаметром 0,75 м і висотою 2 м при свіжому вітрі розкручував на повну потужність асинхронний генератор 1,2 кВт і витримував без поломки 30 м / с. Креслення вітряка Бірюкова наведені на рис.

Перші промислові ВЕУ були сконструйовані в Данії в 1890 році. Вертикально-осьові ВЕУ були винайдені пізніше горизонтально-осьових пропелерних (ротор Савоніуса - в 1929 р ротор Дарині був запатентований у Франції в 1925 р і в США в 1926 р) [1]. До недавнього часу головним недоліком вертикально-осьових вітроенергетичних установок (вітрогенераторів) помилково вважалася неможливість отримати бистроходность більше одиниці (для горизонтально-осьових пропелерних ВЕУ бистроходность може бути більше п'яти). До недоліків також відносили нерівномірність крутного моменту, залежність частоти обертання вітроколеса від швидкості вітру і велику пускову швидкість вітру (близько 15 м / с) [2].

Ці положення, вірні тільки для тихохідних роторів з різним опором лопатей руху, привели до неправильних теоретичних висновків про малий коефіцієнті використання енергії вітру (КВЕВ) у вертикально-осьових вітроенергетичних установок в порівнянні з горизонтально-осьовими вітроустановками. В результаті цей тип вітроенергетичних установок майже 40 років взагалі не розроблявся. І тільки в 60-х - 70-х роках минулого століття спочатку канадськими, а потім американськими та англійськими фахівцями було експериментально доведено, що ці висновки не стосуються роторам Дарині, що використовують підйомну силу лопатей. Швидкохідність цих роторів досягає 6: 1 і вище, а коефіцієнт використання енергії вітру вже в даний час на рівні горизонтально-осьових пропелерних ВЕУ [2]. Разом з тим, експлуатація горизонтально-осьових вітроустановок виявила ряд невраховуваних раніше недоліків. Наприклад, горизонтально-осьові вітроенергетичні установки можуть значно зменшувати вироблювану електроенергію при частій зміні напрямку вітру [3]. При швидкій зміні напрямку вітру, вітроколесо має чітко відслідковувати ці зміни, але практично неможливо ефективно орієнтувати вітроколесо при зміні напрямку вітру через запізнювання дії механізмів орієнтації.

Вітроенергетичні установки з горизонтальною віссю обертання забезпечують стабільну потужність, що знімається з вітроколеса, при швидкості вітру не менше номінальної. Однак практика використання автономних електростанцій показує, що реально виробляється електроенергія виявляється менше розрахункової, втрати енергії можуть досягати 50% [3]. Причиною цього є зменшення потужності, а відповідно і енергії, переданої ветроколесом при зміні напрямку вітру навіть при достатній його швидкості.

Нова конструкція ветроротор для електрогенеруючих установок, запропонована вченими Інституту гідромеханіки НАН України, має в два рази вище коефіцієнт використання вітрового потоку (КВЕП), ніж відомі досі конструкції подібного типу. Такі вітрогенератори вигідно використовувати для насосних станцій, де необхідний потужний момент на осі, в тваринництві - при видобутку води зі свердловин в степу. Їх можна встановлювати на дахах висотних споруд, маяках, розповів старший науковий співробітник інституту, кандидат технічних наук Сміла Каяні. Згідно з нашими підрахунками, зазначив він, виробництво електроенергії при цьому буде в 3-4 рази дешевше, ніж її дають стандартні вітряки, переважно виготовляються в Україні, зокрема на "Південмаші".

Московські винахідники бр. Тихомирова розробили модель вітросилових двигуна, застосувавши ротори Флеттнера. Циліндри у них поміщені в вертикальній площині і діють на горизонтальний робочий вал так, що можуть бути встановлені на вежі селянського вітряка.

1 - циліндри, 2 - лопаті, 3 - велика конічна шестерня, 4 - малі конічні зубчатки.

У 1920-1930 рр. А. Флеттнер застосував обертові циліндри (ротори Флеттнера) і S-образні ротори замість лопатевих ветроколес, а також як рушії корабля, який здійснив перехід з Європи в Америку і назад.

Конструкція саморобного вітряка почалася з ідеї 1 метрової вітрової турбіни і розвивалася звідти. Використано труби ПВХ 40 мм діаметром, було необхідно 30 лопатей для досягнення 180 градусів повороту, що означало висоту в 1.4 м.

Я нарізав відрізки труб по 0.5 м навпіл і використовував ПВХ з економічних міркувань. Для різання використаний лобзик, працює досить добре, але кожен 1/2 м відрізок ознаменувався стомлюючої різкою.

Читачі нашого журналу добре знайомі з роботами недавно пішов з життя найстарішого ентузіаста технічної творчості Олександра Сергійовича Абрамова - невтомного винахідника і талановитого популяризатора техніки. Журнал неодноразово розповідав про діяльність А. С. Абрамова: на сторінках «М-К» публікувалися проекти двигунів незвичайних схем, механізмів, заснованих на нетрадиційному взаємодії деталей в звичайних на перший погляд процесах. Але більш за все конструктора залучали ідеї перетворення енергії з одного виду в інший.

Аж до своїх останніх днів (Олександр Сергійович дожив до 96 років!) Невтомний винахідник конструював все нові і нові механізми, а також шукав шляхи застосування відомих, але незаслужено забутих. Зокрема, його дуже дивувало і засмучувало, що інженерами, що займаються розробками вітродвигунів, чомусь ігноруються найпростіші, економічні та перспективні вітряки - вітрогенератори з вертикальною віссю.

Схожі статті

• Вітрогенератор - ротор Савоніуса