Генератор переменного тока от автомобиля для ветроэлектростанции
Достоинства: дешевый, легко найти, уже собран.

Недостатки: требуется высокая скорость вращения - поэтому требуется дополнительно зубчатая передача или шкив, небольшой выход энергии, токосъемник требует постоянного техобслуживания.

Пригодность для ветроэлектростанции: низкая.
Главная проблема при использовании автомобильных генераторов для ветряков – то, что они разработаны для слишком высоких скоростей - для получения ветряной энергии приходится выполнить множество значительных модификаций. Даже маленькая и работающая на сравнительно быстрых оборотах ветряная мельница требует скорости 600 об/мин, что даже близко нельзя назвать достаточным для автомобильного генератора. Это значит, что придется использовать зубчатые передачи или шкивы, чтобы большая часть энергии тратилась на вращение.


 

Стандартный автомобильный генератор электромагнитный – то есть часть вырабатываемой энергии должна быть послана на якорь через щетки и токосъемники, чтобы создать магнитное поле. Генератор, который использует электричество для возникновения поля, менее эффективный и более сложный. Тем не менее, его проще регулировать, так как магнитный поток может быть изменен настройкой мощности поля.Кроме того, щетки и токосъемники имеют тенденцию изнашиваться, требуя постоянного ухода.
 
Генератор также может быть перемотан для выработки энергии на более низких скоростях. Это возможно путем замены существующих витков статора более частыми витками из более тонкой легированной стали. 

 

Показатели

Генераторы автомобильные

Марка генератора

ГБФ-4600

ГБФ-4501

ГМ-71

Г-28

Установлен на машине

ЗИС-5 ЯГ-б ЯС-3

ГАЗ-А ГАЗ-АА ГАЗ-ММ

ГАЗ-Ml ГАЗ-М415 ГАЗ-67

„Москвич"

Мощность (ватт)

80

80

100

100

Номинальное напряжение (вольт)

6

6

6

6

Наибольшая сила тока нагрузки (ампер)

11

10

14

17

Направление вращения

Правое

Правое

Правое

Правое

Сила тока генератора при работе электродвигателем (ампер)

7

7

7

6,5

Число оборотов, при котором может быть отдана полная мощность (в нагретом состоянии) (об/мин)

1900

1900

2200

3300

Число оборотов, при котором начинается зарядка аккумуляторов (об/мин)

1200

1200

1400

2000

Вес генератора (кг)

8,5

7,3

7,4

6,0

 

Показатели

Генераторы тракторные

Марка генератора

Г-066

ГБТ-4541 ГБТ-4692 Г-45

ГАУ-4101 ГАУ-4684

Г-20

Г-15

ГА-4630

ГА-150

Установлен на машине

С-80

СХТЗ-НАТИ СХТЗ КД-36;У-1 У-2

С-60 С-65 СГ-65

 

 

СТЗ-ХТЗ

 

Мощность (ватт)

250

65

100

220

150

250

500

Номинальное напряжение (вольт)

12

6

6

12

12

12

12

Наибольшая сила тока нагрузки (ампер)

20

10

10

18

13

20

25

Направление вращения

Левое

Левое

4101 - правое
4684 - левое

Правое

Правое

Правое

Правое

Сила тока генератора при работе электродвигателем (ампер)

7

6,5

5,7

7

5

10

15

Число оборотов, при котором может быть отдана полная мощность (в нагретом состоянии) (об/мин)

950

1150

800

900

1200

1300

2600

Число оборотов, при котором начинается зарядка аккумуляторов (об/мин)

550

650

450

550

800

800

1500

Вес генератора (кг)

22,3

7,5

10,5

12,5

14

22

25

 

Ранее было описано как сделать домашнюю ветроэлектростанцию (ветряк) и небольшую походную ветроэлектростанцию
 

Самодельный генератор с постоянными магнитами для ветроэлектростанции

 

 

 

Недостатки: трудоемкий, сложный проект, требующий обработки на токарном станке.

Пригодность для ветроэлектростанции: хорошая.

Многочисленные эксперименты показали, что самодельный генератор с постоянными магнитами является наиболее мощным и экономным решением для ветрогенератора. Он способен отлично работать на низких скоростях вращения, на высоких же скоростях он буквально выдает амперы благодаря своей эффективности. Наиболее часто самодельные генераторы производятся из тормозных дисков от Volvo, так как они очень прочные и имеют встроенные упорные подшипники. Так как такой генератор производит переменный ток, требуется выпрямитель для преобразования его в постоянный и последующей зарядки батареи.

Наилучшие результаты показывает трехфазный генератор, однако его сложнее построить, чем однофазный, так что при построении генератора необходимо решить, сможете ли вы построить трехфазный или ограничитесь однофазным.

Генератор для ветряка 7 футов в диаметре выдает больше 60 А в 12-вольтную батарею, а это более 700 Вт. На пике мощности он может выдавать даже 100 А. Пока что это решение наиболее эффективно.

 

Конверсионный асинхронный генератор переменного тока  для ветроэлектростанции

 

Достоинства: дешевый, легко найти, сравнительно легко переоборудовать, хорошая работа на низких оборотах.

Недостатки: результирующая мощность ограничена внутренним сопротивлением, неэффективен на высоких скоростях, требует обработки на токарном станке.

Пригодность для ветроэлектростанции: средняя.Обычный асинхронный электродвигатель, вырабатывающий переменный ток, может достаточно просто быть перестроен в генератор с постоянными магнитами. Эксперименты показывают, что получившийся генератор хорошо работает на очень низких скоростях, но быстро становится неэффективным на высоких скоростях.Асинхронный двигатель не имеет никаких проводов в сердечнике, только переменные пластины из алюминия и стали (снаружи они выглядят гладкими).

Если вы выдолбите желоба в центре сердечника и вставите туда постоянные магниты, электродвигатель станет генератором с постоянными магнитами.На практике такой генератор выдает около 10-20 А. Он очень быстро становится малоэффективным: при возрастании скорости ветра количество результирующих ампер возрастает незначительно, остальная же мощность тратится на нагрев самого генератора. Асинхронный электродвигатель обмотан слишком тонкой проволокой и не может поддерживать ток большой мощности.

Для того же ветряка диаметром 7 футов пиковая сила тока равна всего 25 А.Если вас устраивает небольшой ток при высоких скоростях ветра, асинхронный двигатель может оказаться хорошим решением. Рекомендуется выбирать трехфазный двигатель. Так как такой генератор производит переменный ток, требуется выпрямитель для преобразования его в постоянный и последующей зарядки батареи.
 

Генератор постоянного тока для ветроэлектростанции

Достоинства: простой и уже собранный, некоторые неплохо работают на низких оборотах.

Недостатки: прихотливый, большинство плохо работают на низких оборотах, очень сложно найти генератор достаточно большого размера, маленькие генераторы не могут выдавать большую мощность.

Пригодность для ветроэлектростанции: слабая.

Выбор генератора постоянного тока на первый взгляд кажется логичным, так как батарея заряжается именно постоянным током, и такой системе не потребуется преобразователь. На практике же генераторы постоянного тока даже близко не могут сравниться с генераторами переменного тока. Их щетки требуют постоянного наблюдения, а передающий механизм часто выходит из строя. Такие генераторы могу быть использованы как дополнение к генераторам постоянного тока и выдавать порядка 12 В, что эквивалентно 100-200 Вт. Это немного, но при желании может хватить для небольшого ветряка высотой 3-4 фута.

 

Зависимость мощности ветрогенератора от количества лопастей и диаметра ветроколеса при скорости ветра 4 м\с

Мощность, Вт

Диаметр ветроколеса при числе лопастей, м

2

3

4

6

8

16

10

2

1,64

1,42

1,16

1

0,72

20

2,82

2,32

2

1,64

1,42

1

30

3,44

2,82

1,44

2

1,72

1,22

40

4

3,28

2,84

2,32

2

1,42

50

4,48

3,68

3,18

2,6

1,24

1,58

60

4,9

4

3,48

2,84

2,44

1,74

70

5,3

4,34

3,76

3,08

2,64

1,88

80

5,66

4,64

4

3,28

2,82

2

90

6

4,92

4,26

3,48

3

2,12

100

6,34

5,2

4,5

3,68

3,16

2,24

300

10,94

8,98

7,76

6,34

5,46

3,88

500

14

11,48

9,94

8,16

7

5

 

При подборе генератора электрического тока для ветроэлектростанции прежде всего нужно определить частоту вращения ветроколеса. Рассчитать частоту вращения ветроколеса W (при нагрузке) можно по формуле:

W=V/L*Z*60,
L=π*D,

где V — скорость ветра, м/с; L — длинна окружности, м; D — диаметр ветроколеса; Z — показатель быстроходности ветроколеса (см. табл. 2).

Показатель быстроходности ветроколеса

Число лопастей

Показатель быстроходности Z

1

9

2

7

3

5

6

3

12

1,2

Если в эту формулу подставить данные для выбранного ветроколеса диаметром 2 м и 6 лопастями, то получим частоту вращения. Зависимость частоты от скорости ветра показано в табл. 3.

Обороты ветроколеса диаметром 2 м с шестью лопастями в зависимости от скорости ветра

Скорость ветра, м/с

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Число оборотов, об/мин

29

57

86

115

143

172

201

229

258

287

315

344

 

Примем максимальную рабочую скорость ветра равной 7-8 м/с. При более сильном ветре работа ветрогенератора будет небезопасной и должна будет ограничиваться. Как мы уже определили, при скорости ветра 8 м/с максимальная мощность выбранной конструкции ветроэлектростанции будет равна 240 Вт, что соответствует частоте вращения ветроколеса 229 об/мин. Значит, нужно подобрать генератор с соответствующими характеристиками.

 


Поделитесь в соцсетях и получите сюрприз!