Модульные ветро-электрогенераторы для автономного дома

РЕКЛАМА НА ФОРУМХАУС

Объясните мне пожалуйста, местные гуру. Если взять два гипотетических ветряка с лопастями диаметром 4 м, то какой ветряк будет вырабатывать больше электроэнергии при одной и той же скорости ветра? Тот, у которого лопасти узкие или тот, у которого лопасти занимают почти всю площадь круга или даже перекрываются? Отбросим проблемы страгивания с места, ураганных ветров и т.д. Как у них обстоят дела с КПД использования струи воздуха?. Здравый смысл подсказывает мне, что чем больше парус, тем с большей силой давит на него ветер. В случае с ветряком имеем вращающийся парус. И если при следующем обороте он входит в струю воздуха довольно далеко от предыдущей точки в этой струе, то КПД использования струи невысок.
16 более мелких ветряков диаметром 1 м с аналогичной 4 метровому ветряку шириной каждой лопасти тогда не эквивалентны этому 4 метровому ветряку по суммарной мощности.
Если же сделать каждый ветряк диаметром, скажем в 10 см или менее, с очень широкими лопастями, то будет ли удельная мощность одного квадратного метра панели с такими ветряками эффективнее аналогичной по площади огромной ветроустановки?

 

Если каждый пропеллер в своём кольце (мини-трубе), как в комп. вентиляторах, то можно вплотную их располагать без ущерба для скорости. Хоть в квадрат 100*100 шт, только поворачивать его по ветру сложновато будет.

Новые невыгодно покупать. Одинаковых можно понабирать в списанных кассовых аппаратах и матричных принтерах. У ленточных стримеров 1989 года были 6-фазные ШД Nidec 27F5094005 почти без залипаний, но их 10000 штук нереально найти, как и сканеров или стир.машин одной модели

 

Ув. Градиент, за логикой проследил. И не согласен с ней. Не согласен с постановкой - тут дешевые, а там дорогие... Неверно это.
А вот с Николаем - согласен.
Причем, как раз 16 штук проще и выгодней делать на производстве, на потоке, чем дома...

При этом, очевидно, что появляется новое направление в промышленном изготовлении ВЭГ - "модульные", т.к. они только при гаражном производстве будут дороже, а на потоке могут оказаться и дешевле.
Опять же меньше самоделок будет в продаже под видом промышленных.
К тому же надежность и масштабируемость всей системы резко повышается.
И поэтому тему я переименовал.

Причем, интуитивно, у маленьких винтов момент трогания с места будет гораздо меньше - как раз для безветренной средней полосы...

 

А вот так, например, и момент трогания с места будет мизерным и серийность хорошая. Ну, и надежность (резервируемость) высокая. Да и используемая площадь - больше.
Речь, конечно, о многолопастных вентиляторах (с четным числом лопастей, чтобы при отламывании одной лопасти - отламываешь противоположную и балансировка сохраняется).

 

А как насчет универсальной формы лопастей, способных вращаться при прямом и обратном направлении ветра? Тогда можно вообще такие модули сделать неподвижными или мадлоподвижными. Конечно, при этом несколько снизится КПД и увеличится шум.

 

... и тем медленнее он крутится из-за трения о воздух. Почитайте в букварях по ветроустановкам, что такое быстроходность ветроколеса.

 

Тут уместно сравнить борьбу винтов и пароходных колес в морском деле. Винтам приходится очень быстро вращаться. Но при этом возникают проблемы трения, кавитации и т.д. В то же время колеса вращаются с очень небольшой скорость. И сейчас интерес к ним вновь повысился. Аналогично и в ветряках. Чтобы освоить поток воздуха по максимуму с пом. тонких винтов большого диаметра, нужно чтобы они вращались с огромной скоростью. При этом резко увеличивается трение винта о воздух.
А что, если не требовать от очень маленьких винтов вращения с бешеной скоростью со всеми вытекающими негативными последствиями? Если оснастить их довольно широкими лопастями, то при очень высокой скорости ветра трение лишь спасет их от разрушения. Зато на низких оборотах они смогут страгиваться с места от незначительных дуновений ветра и кривая вырабатываемой мощности сместится в сторону более низких оборотов.

 

Да-да, в воздухе проблема кавитации стоит во весь рост, он аж бурлит синим пламенем

Аналогия колесо-винт скорее подходит для вертикалок и горизонталок. Но их скорости всего в 3-5 раз отличаются, так что покрывать лопасти огнезащитной керамикой рано.

Ставьте 12-лопастной горизонтальный ветряк вместо 2-х лопастного. Эффект будет почти тот же (самоторможение в ураган).
Но! Момент инерции тоже станет выше, а значит хуже реакция на короткие порывы ветра.


По теме корректнее сравнить одномоторный самолет Ан-2 с 4-х моторным "Ан-22".

 

Так так и делается.
Например, если угол установки лопасти 45 град. то такой ветряк воспринимает ветер с обоих сторон.
Таким образом можно перекрыть 4 основных направления "север-юг" и "запад-восток".
Но если ветряки неподвижны (что было бы неплохо) и установлены на 4 направления, то при одном ветре работает только одна половина, а при смене ветра- другая.
Например, вначале дул ветер с юга , а потом стал с востока. И "южные" ветряки остановились.
Таким образом, неподвижный ветрокомплекс вырабатывает энергии в 2 раза меньше, чем такой-же (с таким же количеством генераторов), но с подвижной ветроголовой.

 

Зато неподвижный комплект может захватывать порывистый ветер разных направлений, а не гоняться за наилучшим положением всего модуля по отношению к ветру. Это приведет иногда к выработке энергии, пусть и не максимальной, модулей, расположенных перепендикулярно друг у другу вокруг вертикальной оси, либо на разных стенах дома. Конструкция при этом заметно упростится и станет более надежной, чем поворотный ветряк.

 

В принципе согласен.
При рыскании ветроголовки из-за изменения направления ветра теряется часть энергии, насколько много -не знаю.
Думаю что немного, процентов 10.
Мне тоже более нравятся неподвижные ветряки минимального диаметра, их и ремонтировать проще, да и система получается надежнее.
Однако у такой системы есть и ещё один существенный минус - где её размещать?
Ведь один ветряк ещё можно поднять на высоту 20м, а 16 шт. как поднять?
Самое простое - это разместить их на крыше дома, причем при удачном направлении ветра скат крыши будет работать как диффузор.
Вообщем, если кто попробует нечто подобное- расскажите, будет интересно.

 

Я предлагаю размещать такие модули на чем угодно, желательно вертикально, например, на стене гаража, на стене дома. Вертикальность улучшает защиту от осадков, например, от снега. При этом желательно обеспечить определенный зазор между модулем и стеной, например, 20 - 40 см. По моим наблюдениям, ветер, ударяющий в стену под углом, скользит по ней, отражаясь от нее. И даже ветер, дующий перпендикулярно к стене, почему - то давит на нее с такой силой, что если стена отделана сайдингом, то она довольно сильно прогибается под напором ветра. Не знаю, какая в этом случае возникает аэродинамическая картина, но то, что образуется множество турбулентных потоков, не сомневаюсь. Вот тут и стоит ловить их с пом. модулей ветрогенераторов. Монтаж на существующей стене еще сильнее удешевляет конструкцию и делает ее прочной и надежной, чем создание высотной мачты.
Конечно, это довольно нетрадиционно. Ведь чему учит ветряковая наука? Видимо тому, что нужно размещать его как можно выше, помещая лопасти как можно более перпендикулярно равномерному потоку ветра в узком его диапазоне скоростей. А тут работа преимущественно с турбулентностиями. Такие ветряки вряд ли кому-то захочется расчитывать. Может получиться так, что в отдельно взятом таком модуле некоторые лопасти будут вращаться в одну сторону, а другие - в другую. При этом возможны частые смены направлений вращения.

 

16 штук... Из теории следует, что при равной прочности материалов, D1 будет на четверть эффективнее на сильном ветру, способен выдерживать большие ветронагрузки, а D4 примерно на десятую долю эффектнее при слабом. При обтекании стен и крыши ветер усиливается минимум в полтора раза. При том эффективность модуля на крыше и на ветру может увеличится и в два. Сколько их останется?

О себестоимости - затраты на изготовление при производстве с учётом трудозатрат. Самосборка это тоже производство. Оно может быть как дешевле, так и дороже серийного, в зависимости от конкретных условий.
Если самосборщику нужно идти в магазин, запчасти покупать, там 8 генераторов будут стоить дороже одного из-за торговой наценки - на один товар наценка больше, чем на другой, потому что спрос разный. Один из них берут (как правило - больший размером) реже. Наценка на него - ниже. А если это дефицитный товар - наценка больше. Идем в магазин и видим, что, например, 8 генераторов стоят, в 2 раза дороже одного (ну, если он не дефицит). Тут я с вами согласен.
Массовый продукт, пусть среднего качества, обязательно будет дешевле в себестоимости, чем самосборка. Но! Самосборка сейчас и сразу удовлетворит потребность за те деньги, которые вам не жалко, за те усилия, которые вам не жалко и с тем качаством, которого вы хотите.
Предположим, он (модуль) появился в продаже в регионе где есть хороший ветер. Сперва на него возникнет ажиотажный спрос - будет расти торговая наценка (производитель и торговцы снимают сливки). Предположим этот период - год (цена в магазине завышена). Затем товар продают по нормальной цене (наценка умеренная). Вы готовы ждать и сидеть без электричества или сразу будете платить?
Тут, похоже, проще один раз сделать такой модуль и подкрепить спор отчетом, а затем сравнить удельные показатели с мачтовым в том же регионе.

Очень здравая мысль если дом двухэтажный.

 

Все останутся.
Ведь крыша как "усилитель" потока будет работать только тогда, когда поток направлен перпендикулярно плоскости проекции крыши на вертикальную плоскость.
А если ветер сменил направление и дует вдоль конька крыши - то и ветряки остановились.

Можно и так.
Однако здесь нужно иметь ввиду, что толщина слоя воздуха двигающегося вдоль стены наверное будет небольшой...
И ещё -если дом имеет форму прямоугольника или квадрата и весь его периметр увешан ветряками, то будет работать только 3 стороны, а 4 -ая сторона всегда будет в ветровой тени.
Вообщем, нужно попробовать, и думаю что весьма перспективно использовать само строение как часть конструкции ветряка.

 

Летом, при открытых окнах устанете от шума...
Надо все равно относить от дома на мачту - и больше ветра и меньше шума.