Велосипед вырабатывающий электроэнергию

Все про велосипед, туризм, международный велосипедный туризм, водный туризм, как выбрать велосипед, как купить велосипед

Как вырабатывать энергию катаясь на велосипеде

Как вырабатывать энергию катаясь на велосипеде?

Деко Гудман – американский изобретатель, разработал устройство, что может запасать энергию, высвобождающуюся или тратящуюся при езде на велосипеде.

«Commuter Cyclists Sustainable Energy Source» или же генератор Гудмана состоит из нескольких элементов, которые крепятся к различным частям велосипеда. Например: на спицы колес крепятся магниты и катушки с медной проволоки, а в подседельный штырь колонка из пьезоэлементов.

В раме велосипеда (например в задней части) устанавливается аккумулятор или даже целый аккумуляторный отсек, в котором и аккумулируется выработанная электроэнергия. Ну а далее, с ее помощью можно включать фары для ночной езды, магнитофон или подзаряжать мобильник или GPS (в частности для последнего такой источник «даровой» енегрии подойдет как нельзя лучше учитывая что GPS-ки прожорливые). Генератор Гудмана может аккумулировать энергию, при торможении, при кручении педалей, при съезде с горки и от тряски на дорожных буграх (пьезо).

Картинок мало, а рисовать все самому мне не охота, так что будем ждать фоток реального проекта такого велосипеда. И возможно, когда-то прикупим себе что-то из этого многообразия себе.

2 thoughts on “ Как вырабатывать энергию катаясь на велосипеде ”

Где Кукин с его паяльником?
?

Пять лет тишины после.
Гудмана закрыли, походу.
Не туда полез и торопит события.

Комплект для электровелосипеда: обзор, особенности и отзывы

Рано или поздно каждый байкер ненадолго становится «продажным», и, намотав несколько десятков километров за день, начинает малодушно мечтать о средствах «малой механизации» обычного велосипеда. Впрочем, после отдыха эти нескромные желания обычно проходят, и велосипед вновь становится объектом вожделения. Тем не менее, идея сделать электровелосипед своими руками очень популярна и с каждым годом получает более широкое распространение. Расскажем подробнее, как это сделать.

Из области мечты: На фото экстремальный шестикиловаттный байк, развивающий с места скорость в 60 км\час за три секунды. Пиковая сила тока – 100 ампер на литий-железо-фосфатных аккумуляторах… По заявке производителей, он держит скорость около 60 км\ч на протяжении 40 км. Кудесники обитают здесь: https://www.voltbikes.ru/blog/projects/E-bike-3000W-6000W-lifepo4/

Наши задачи гораздо скромнее. Сразу ограничимся, что не имеется в виду производство электровелосипеда «с нуля», а будет рассказано о том, как выбрать и установить на ваш любимый байк специальный комплект для переделки. После этой переделки электробайк сможет вас выручать в сложной ситуации.

История создания электрического мотор-колеса

Мотор-колесо, а оно представляет собой агрегат, в котором совмещено само колесо и электродвигатель, придумал (и запатентовал) американский изобретатель Веллингтон Адамс в 1884 году. Воплотить его идею в изделие смог через 6 лет его соотечественник — изобретатель Альберт Парселл, создав прообраз велосипедного мотор-колеса.

Попытки широкого практического применения этих перспективных устройств предпринимались в прошлом многократно. Однако ограниченное использование мотор-колес в конце 19-го и начале 20-го века не привело к реальной конкуренции с традиционными двигателями внутреннего сгорания ввиду отсутствия емких и легких аккумуляторов, способных выдержать сотни и тысячи циклов заряда-разряда. Поэтому мотор-колеса использовались и успешно применяются в настоящее время в узких областях, в мощных колесных средствах, например на рельсовом транспорте и карьерных самосвалах, где электроэнергию для них вырабатывают дизель-генераторы, расположенные на шасси.

Но шли годы, наука двигалась вперед, и такие аккумуляторы появились. Возникли технические предпосылки для использования изобретенного ранее устройства в современных условиях. Необходимость в применении перспективных и экологически чистых транспортных средств возникла по причине быстрого роста числа транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания, которые выбрасывают в атмосферу несметное количество вредных веществ и существенно ухудшают качество жизни людей, особенно в больших городах и мегаполисах, то есть там, где плотность автомобилей наиболее высока. Кроме этого известно, что запасы углеводородного топлива исчерпаемы и человечество просто вынуждено применять другие виды энергии для перемещения в пространстве.

На рубеже 20-го и 21-го веков миграция человека на электрические и гибридные средства передвижения стала реальностью. Например, в Японии в 1997 году был создан первый в мире массовый гибридный легковой автомобиль (Toyota Prius), который движется за счет бензинового и электрического двигателей в зависимости от команды водителя.

Электровелосипед, без сомнения, попадает под определение гибридного транспорта, так как передвигается с помощью электромотора, запитанного от аккумулятора, и мускульной силы велосипедиста (аккумулятор рано или поздно сядет, или очередная горка станет ему не под силу). Мотор-колесо идеально подходит для установки на велосипед. Оно компактно, надежно и относительно дешево.

Мотор-колесо — это колесо, совмещенное в едином корпусе с асинхронным электродвигателем, который получает электроэнергию от компактного аккумулятора. Управляют подачей электричества к колесу контроллер (блок с электронной «начинкой») и средства ручного управления (расположены на руле велосипеда). Для того чтобы использование комплекта стало технически и экономически выгодным, вес этих основных устройств должен быть минимальным (6-8 кг), и в настоящее время достичь этого удалось.

Конструктор для сборки электровелосипеда с мотором 48В 1000Вт 26″

Длиннопост о том, как из обычного велосипеда сделать электрический. Краткое содержание: комплект рабочий, но перед покупкой рекомендую подумать ещё раз. Под катом много фотографий и текста, осторожнее.

В общем-то я не планировал покупать данный набор, и присматривался к DJI Mavic Air. Но так уж вышло, что к тому моменту, когда я договорился с жабой, он вдруг закончился в том магазине, в котором я планировал его брать. И не сказать, что он мне прям сильно нужен был, но так как на носу был матрасный отпуск в красивых горах Абхазии, то небольшое желание его приобрести оставалось. Но пока я мялся, вышел тот срок, за который он успел бы до меня доехать. Но так как с жабой уже была договорённость, то бюджет нужно было осваивать, и в качестве альтернативы выбрал мотор-колесо для велосипеда. Никакой литературы по данной теме заранее не читал, впрочем, как и отзывы на этот набор, о чём несколько раз пожалел. Мой выбор основан был на следующем: мотор в заднем колесе, побольше мощности, побольше ручек в комплекте, LCD дисплей. Короче, долго выбором не мучился, заказал и уехал в отпуск, рассчитывая что набор доставят как раз к возвращению. Но что-то пошло не так, и вместо Почты России заказ был отправлен курьерской службой. В итоге отпуск только начинался, а курьер уже стучался в дверь с посылкой.

Можно сказать, что доставили за 15 дней, но забрать посылку я смог значительно позже. Но даже не успел открыть, так как сразу после первого отпуска уехал во второй. В общем до вскрытия посылки руки дошли только в сентябре. Внешне коробка выглядела слегка помятой, но самое страшное ожидало внутри.

Несмотря на то, что продавец предпринял попытки сохранения товара при доставке, положив приличное количество пенопласта в коробку, да и везла её не Почта России — это всё равно не помогло. Если бы коробка стояла вертикально, то скорее всего ничего страшного с ней не произошло. Но в какой-то момент, во время доставки, её положили на бок и сверху придавили чем-то тяжёлым. В результате такого воздействия провод, которым подключен мотор, просто перебило. Провод там не простой, состоит из трёх жил питания фаз двигателя, и пяти проводов для датчиков. Из-за такого конфуза совсем забыл сфотографировать комплектацию набора и побежал ругаться с продавцом.

Пообщавшись с клиентской службой магазина по электронной почте, понял, что ничего хорошего мне не скажут, и открыл диспут в PayPal. Продавец предложил небольшую компенсацию за доставленные неудобства, и параллельно мы продолжили общаться по электронной почте. В результате получилось сторговаться на чуть большую сумму, и я нажал «Отмена» в предложении продавца на частичный возврат в PayPal, ожидая, что дальше продавец сможет сделать другое предложение. Но что-то пошло не так, и диспут перешёл в статус «рассматривается клиентской службой paypal». В итоге они решили, что я должен упаковать посылку и отправить обратно продавцу для получения полного возмещения. И так как сумма превышает определённый порог, то посылка должна быть отправлена таким образом, чтобы продавец при получении оставил свою подпись. Ну и конечно же, отправку я выполняю за свой счёт.

Попытки найти недорогую курьерскую службу, которая смогла бы отправить здоровенную коробку весом 13кг из нашей деревни и их деревню успехом не увенчались. Попутно вёл переписку с клиентской службой paypal, и пытался вернуть диспут к предыдущему статусу. Но столкнулся с довольно странным поведением — на каждое моё сообщение отвечал новый человек, по ответу которого складывалось впечатление, что историю переписки он не видит (или не читает), и соответственно каждый раз я получал примерно один и тот же ответ, в котором говорилось что всё хорошо, не переживайте, без проблем всё сделаем, просто подождите, мы сейчас свяжемся с продавцом и если он не против, то всё будет. Но в итоге ничего не было.

В последний день, выделенный paypal под отправку посылки обратно, я понял, что вариантов больше нет, надо отправлять. И вроде как на Почта России мне подтвердили, что можно отправить заказным с уведомлением о вручении, и тогда я получу то, что от меня требует PayPal. Для надёжности выбрал отделение почты, в котором не выдают пенсии и посылки, а доступна только услуга отправки. Но и тут меня ждал облом, причём троекратный: в данном отделении принимают посылки весом до 3кг, а у меня 12 с лишним; так же у них закончились международные треки, поэтому отправить в Китай они не могут; ну и коробка, в которой я планировал отправить, целиком обклеена скотчем, а по правилам почты на коробке не должно быть скотча, кроме их фирменного. Пришлось взять у них коробку подходящего размера, и ехать домой перепаковывать.

По приезду домой обнаружил на почте письмо от paypal, в котором говорилось, что срок отправки вышел, поэтому диспут закрыт. Вот это поворот, подумал я, и вспомнил, что незадолго до этого продавец в письме писал, мол закрой диспут, а я тебе так денег верну. Деваться было уже некуда, написал, что кейс закрыт. К моему удивлению, продавец не обманул — сделал возврат обещанной суммы. На этом можно считать историю покупки завершённой, можно переходить к интересной части.

На странице заказа данного набора был выбор, в какое колесо будет заспицован мотор: переднее или заднее. Но, как выяснилось уже после покупки, на самом деле выбор несколько шире, и не ограничивается только положением мотора. И в общем-то этому мне и хотелось бы посвятить пост.

Для начала стоит определиться со степенью готовности изделия. Если не хочется совсем заморачиваться, то можно купить сразу готовый электрический велосипед, с уже установленным мотором, контроллером и батареей. Цена вопроса от $500 на али. Если велосипед уже есть, то можно купить готовый комплект для установки. Причём комплект может быть как без аккумулятора (как тот, что приобрёл я), так и с аккумулятором — в таком случае нужно будет всего лишь прикрутить все запчасти к велосипеду и можно идти кататься. В зависимости от ценника комплект может быть разного качества, но если готового варианта нет, то можно закупить все компоненты по отдельности. В таком случае есть вероятность столкнуться с несовместимостью компонентов или, как минимум, их разъёмов, что может вызвать некоторые затруднения. Зато появляется возможность отдельно купить нормальный мотор, выбрать контроллер с необходимым функционалом (возможно даже отечественной разработки), подобрать подходящие по цвету и форме ручки газа и тормоза, ну и конечно же собрать батарею своей мечты.

Теперь о каждом компоненте чуть подробнее.

Главный двигатель электрического велосипеда — он же мотор — может передавать усилие как непосредственно на передней или заднее колесо, так и располагаться в районе каретки и передавать усилие через цепь и звёзды. В случае размещения мотора спереди есть большая вероятность повреждения дропаутов, поэтому рекомендуется их усиливать. На заднем колесе дропауты имеют более мощную конструкцию, но на всякий случай их тоже можно усилить, особенно если применяется мотор большой мощности и планируется использовать рекуперацию. В случае размещения мотора в районе каретки слабым звеном может оказаться цепь, и большие нагрузки будут испытывать звёзды, особенно, если не сбрасывать газ при переключении передач.

Когда мотор устанавливается в переднее или заднее колесо, то он может быть прямого привода, или редукторым. В случае с прямым приводом можно получить меньший расход при большей скорости, но весят они больше редукторных. Редукторные же обладают большей мощность на низких скоростях, весят меньше, но не поддерживают рекуперацию. Это происходит из-за того, что они имеют в своей конструкции фривил (обгонную муфту), который позволяет колесу свободно крутиться, когда его скорость получается ниже скорости двигателя, за счёт это улучшается накат (колесо меньше тормозит при движении). При желании его можно заварить и тоже пользоваться благами рекуперации, но в ущерб ресурсу шестерёнок редуктора. Для установки в область каретки обычно применяют редукторные двигатели.

В России, согласно правилам дорожного движения, если велосипед оснащён двигателем мощностью 250Вт и ниже, а так же двигатель развивает скорость не более 25км/ч — то он по-прежнему остаётся велосипедом. Если же двигатель мощнее или не ограничивает скорость — то после установки такого двигателя на велосипед — это уже мопед. Из этого вытекает — минимальный возраст ездока — 16 лет, необходимость имеет мотошлем и кроме того, требуется наличие водительских прав категории М (или любой другой). Если велосипед будет как на фото выше, то возможно он вызовет нездоровое внимание сотрудников дорожного правопорядка. Но меня ни разу не тормозили гаишники для проверки документов на вождение велосипеда, или для того, чтобы выписать штраф за отсутствие шлема. Но это всё равно стоит учитывать при выборе мощности двигателя.

Сам двигатель может быть коллекторным и бесколлекторным. Комплекты и с тем и с другим можно найти в китайских магазинах. Первые будут дешевле, во вторых не требуется менять щётки. Контроллеры для них отличаются, и между собой не совместимы. Выбирая мощный мотор, нужно также смотреть на мощность контроллера и выбирать (или собирать) подходящую по току аккумуляторную батарейку.

Контроллеры отличаются не только максимальной мощностью, но и набором функций. В самых простых может быть только кнопка включения и ручка газа. Дополнительно могут быть функции педального ассистента (PAS), дисплей с возможностью настраивать некоторые параметры, управление внешними световыми приборами, рекуперация, Bluetooth. Как мне кажется, обычного Noname китайского контроллера будет достаточно для большинства. Кто любит настраивать всё под себя стоит обратить внимание на более дорогие, брендовые контроллеры. Кроме того, есть контроллеры от энтузиастов, в том числе и из России.

Ну и конечно же, аккумулятор. От него будет зависеть максимальная мощность и скорость велосипеда, а также дальность автономного пробега. При кажущейся простоте, это, пожалуй, самая дорогая, сложная, тяжёлая и опасная часть электрического велосипеда. Чем больше будет напряжение батареии — тем быстрее будет крутиться двигатель. Чем больше тока сможет отдать батарея — тем больше будет мощности. Больше ёмкость — дальше пробег. Батарею можно купить готовую, а можно собрать самому. Можно купить новые элементы или б/у с taobao, а некоторые и вовсе потрошат дохлые ноутбучные батарейки в поисках живых элементов за недорого (но это такое себе удовольствие).

Есть разные варианты химии: Li-Ion — лёгкий, не очень дорогой, но теряет способность отдавать ток на холоде; LiFePo4 — в меньшей степени боится холода, но стоит дороже, реже самовоспламеняется; LTO — дорогой, тёжлый, не боится холода и больших токов; Pb (свинец) — очень дешевый, тяжёлый, с низкими токами заряда, и малой ёмкости; NiCd/Ni-Mh — дешёвые, недолговечные. Подробнее о плюсах и минусах конкретных типов химии можно прочитать в википедии.

От форм-фактора элементов также будет зависеть вес батареии, а также её устойчивость ко внешним воздействиям. Можно купить призматические элементы, типа Li-pol для радиоуправляемых моделек и квадрокоптеров, но стоит хорошо подумать о механической защите для них. Мягкую упаковку пакета легко замять и в результате образуется короткое замыкание между слоями внутри пакета, из-за чего аккумулятор может сильно разогреться, загореться и сгореть за считанные минуты. В случае с элементами в жёсткой упаковке, типа 18650/26650, всё чуточку лучше, но они тяжелее и собирать из них батарею немного сложнее (требуется точечная сварка или аккуратная пайка).

Кроме того, важность частью батареи является плата защиты и балансировки (BMS). Так как батарея состоит из нескольких последовательно соединённых элементов, то при её использовании (зарядке и разрядке) обязательно нужно следить не только за общим напряжением всей батареи, но и за напряжением каждого элемента в отдельности. В случае, если во время разрядки на каком-то элементе напряжение просело ниже минимального, то BMS должна отключить всю батарею, дабы не допустить повреждение данного элемента. При зарядке элементы так же заряжаются неравномерно, и для правильно зарядки в BMS может быть интегрирована схема балансировки, которая в простейшем случае (пассивная балансировка) шунтирует элементы, которые уже зарядились на балластный резистор. При использовании активной балансировки излишки заряда не расходуются в тепло, а перебрасываются на соседние или на все остальные ячейки.

И даже при наличии защиты, никогда не стоит оставлять без присмотра заряжающийся литий-ионный аккумулятор. А в идеальном случае для его зарядки стоит выделить отдельное помещение, оборудованное подобным девайсом, способным выдержать большие температуры горения и отвести продукты горения в дымовую трубу. Интересное видео о том, как горят литий-полимерные АКБ.

Само зарядное устройство обычно представляет из себя простой блок питания с ограничением максимального тока (CC). Литий-ионный аккумулятор безопасно заряжать током 1С — это означает, что в теории аккумулятор любой ёмкости можно зарядить за один час, если зарядное устройство позволяет отдать соответствующий ток. В действительности зарядка до 100% занимает чуть больше времени, так как по мере приближения к полному заряду аккумулятор начинает потреблять меньше тока, а в случае с пассивной балансировкой в конце заряда ещё и на неё будет затрачено прилично времени. Энтузиасты часто переделывают б/у телекоммуникационные блоки питания, так как они стоят недорого, имеют примерно подходящее напряжение, выдают большой ток, с небольшой доработкой напильником поддерживают режим постоянного тока (CC). На taobao можно купить уже переделанный блок с возможностью регулировки напряжения и тока в широком диапазоне.

Теперь можно вернуться к обозреваемому набору.

Набор состоит из: — мотор-колесо 48В 1000Вт заспицованное в заднее колесо 26″ — контроллер бесколлекторного двигателя — бортовой компьютер с дисплеем — две рукоятки (грипсы), одна из них с датчиком газа — две тормозные ручки с датчиками нажатия — сумка для аккумулятора — транспортная стяжка — провода для подключения батареи — датчик педального ассистента

Весь комплект весит 12кг. Установить его я планировал на велосипед Wheeler Pro 39, вес которого 17кг в сборе (из них 3кг вес заднего колеса). Итоговый вес велосипеда без аккумулятора получился 26кг — примерно столько весил мой предыдущий, стальной, конь — Stels Navigator 750.

В качестве батареи у меня нашлось 4 штуки ZOP Power 4S 1800mAh 65C. И по глупости своей, я соединил их последовательно, получив батарею 16S. Почему-то мне тогда казалось, что 16S — это как раз конфиг 48В, даже несмотря на то, что полностью заряженная батарея имела напряжение 67.2В, а 48.0В она выдавала только при полном разряде.

В качестве защиты была выбрана плата BMS Li-Ion 16S 60V 45A. BMS была выбрана симметричная — то есть у неё порты заряда и разряда соединены, что позволяет использовать рекуперацию. В качестве высокотокового разъёма для аккумулятора китайцы предложили использовать сетевой разъём IEC 320 (как у компьютерного блока питания) — спорить не стал, других всё равно не было под рукой на тот момент.

Установка комплекта не заняла много времени, но по ходу возникли некоторые проблемы. Датчик педального ассистента не подошёл по размеру к каретке и потому установлен не был. На старом колесе была установлена кассета на 9 звёзд, а на новом их только 7, и крепления кассет между собой не совместимы. Правая ручка тормоза совмещена с переключателем скоростей, поэтому теперь справа две ручки тормоза. Ну а всё остальное легко и просто — установил, подключил и поехал.

В сумку для аккумулятора был помещён контроллер, а для аккумуляторов был отрезан кусок пластикового вентиляционного короба, и с помощью транспортной стяжки закреплён сзади.

На руле нашлось немного места под бортовой компьютер

Первая поездка после установки была просто неописуемой. Крутишь ручку газа и неведомая сила толкает тебя сзади и разгоняет до 50км/ч. Правда не долго, аккумулятора 1.8Ач (фактически 1.3Ач) хватало всего на 5км хода, если не крутить педали и давить газ на максимум. Кроме того огорчило отсутствие рекуперации. Но я тогда подумал, что возможно стоит прочитать инструкцию и просто включить её. Ну а самое печальное было то, что примерно каждую минуту экран бортового компьютера гас и контроллер тоже отключался. Приходилось по новой его включать, увеличивать уровень поддержки (ускорения) и продолжать движение.

При переписке с продавцом выяснилось, что рекуперацию данный контроллер не поддерживает, а что с БК он не знает, но то, что на нём наклейка 36В — это не страшно. Впрочем, и в настройках БК был выбор напряжения 24/36/48В (влияет на показания уровня зарядка АКБ), поэтому пришлось поверить. Но опытным путём было установлено, что при напряжении выше 56В контроллер начинает глючить, показывать неверное напряжение батареи и отключаться. Ну а позже я обнаружил, что правильная конфигурация лития для 48В батареи — 13S — при этом максимальное напряжение будет 54.6В, а минимальное 39.0В.

Но так как я использовал готовые пакеты липолек 4S, то сделать 13S не представлялось возможным, поэтому решено было использовать конфигурацию 12S. Из-за этого максимальная скорость упала до 40км/ч, но зато БК больше не выключался. Хотя отсутствие рекуперации огорчало, ведь вроде бы всё для этого есть — но не работает.

В результате изучения форумов, выяснилось, что во многих китайских noname контроллерах заложено немного больше функционала, чем они предоставляют из коробки. И дополнительный функционал можно активировать подпаяв перемычки к определённым точкам на плате, которые для удобства ещё и подписаны.

Например вот тут Q означает «круиз», и если поставить перемычку между этой точкой и землёй рядом расположенной, то при длительном удержании ручки газа в одном положении будет активироваться функция круиза. А если X соединить с GND — то рекуперация будет активна постоянно, пока не нажата ручка газа. SH и SL — высокий и низкий уровень сигнала от ручек тормоза, в моём случае используется SL, т.е. ручка тормоза замыкает пин на землю. DS — выход, который замыкается на землю при нажатии ручки тормоза.

Если соединить DS и X, то рекуперация будет активироваться при нажатии тормоза. K1 отвечает за какую-то функцию, связанную со скоростным ограничением, возможно ограничивает скорость до легальных 25км/ч. K2 замкнут на землю, но не понятно за что отвечает. ZL и L к чему-то уже подключены, но записать, к чему именно — не догадался.

На всякий случай вместо перемычки взял 100Ом сопротивление. Поехал проверять, и было дело расстроился, так как рекуперация не заработала. Но в какой-то момент она неожиданно включилась. Причём настолько неожиданно, что мне сначала показалось, что что-то заклинило. Вернувшись домой подключил вместо аккумулятора регулируемый блок питания, и определил, что рекуперация начинает работать, когда напряжение опускается ниже 46,2В — что больше подходит для батареи 11S, но на тот момент я ездил на 12S, поэтому рекуперация и не работала, пока батарея не разряжалась до напряжение ниже 46,2В.

Также на плате была надпись 60В рядом с местом под пайку. Трассировка показала, что замыканием данном перемычки мы добавляем дополнительное сопротивление в цепь делителя измерителя напряжения батареи. Состоит он из двух последовательно соединённых резисторов 24кОм и 2.2кОм, средняя точка которых шунтирована на землю резистором 2.7кОм. А перемычка 60V добавляет ещё 7.5кОм параллельно тому резистору, что на входе. Опытным путём было установлено, что если запаять добавочное сопротивление номиналом 23.5k, то напряжение рекуперации будет 51В, что идеально подходит для зарядки батареи конфигурации 13S с балансировкой.

После этого рекуперация заработала так, как и хотелось, и тормоза стали использоваться значительно реже. При этом чем выше скорость — тем больше тормозное усилие от двигателя. Но режима дотормаживания нет, и на скоростях ниже 10км/ч рекуперация не эффективна в качестве тормозов. Кроме того, в случае торможения рекуперацией появляется эффект ABS, так как если колесо блокируется, то эффективность торможения падает. Но если разгоняется велосипед довольно плавно, то при торможении на больших скоростях даже при сильной затяжке колеса, ось всё равно слегка гуляет, и замяла мягкий металл дропаута. Дабы не рисковать, решил изготовить усилители.

С помощью болгарки, сварочного аппарата и какой-то магии из четырёх треугольников нержавейки были изготовлены две загогулины. Финальный вид которых я забыл сфотографировать, но они не сильно отличались от того, что получилось на фотографии выше.

Усилители крепятся в штатные места перьев велосипеда, и кроме того служат креплением для багажника, который до этого не получалось установить из-за дисковых тормозов.

После установки багажника на него установил сумку с аккумулятором, контроллер для лучшего охлаждения был вытащен из сумки, а в ней остались только лишние провода и все коннекторы. К тому времени аккумулятор получил пополнение ёмкости за счёт потрошения 6 повербанок Yoobao на 20000мАч. Часть из них давно были подарены друзьям, но ради такого дела они согласились обменяться их на другие, имеющиеся у меня повербанки.

Из двух повербанков получилась одна батарея конфигурации 4S4P и ёмкостью 10Ач. Из АКБ вывел провод с разъёмом XT-60 и разъём для балансировки.

К сожалению, аккумуляторы из данных повербанок не могут похвастаться высокими показателями токаотдачи, поэтому выжать все 10Ач из данной батареи можно только на малом ходу. В ближайшем будущем планирую её заменить на батарею из более мощных банок, но новая батарея пока ещё в процессе сборки:

После увеличения ёмкости батареи запас автономного хода увеличился до 20-30км, в зависимости от рельефа местности. При этом в совсем крутые горки двигатель тянет очень плохо, но расходует много энергии. При попытке заехать на горнолыжный склон, вначале, когда уклон был в районе 15% велосипед ещё тащил, но на уклоне 20-25% скорость упала до 5км, и при этом контроллер потреблял киловатт электрической мощности. После нескольких таких заездов длинной около 500 метров батарейка практически полностью села. А по приезду домой был обнаружен нежданчик

Из-за плохого контакта коннекторы фазных проводов двигателя нагрелись и на них оплавилась изоляция, и лишь каким-то чудом они не коротнули друг о друга. Не смотря на наличие токовой защиты у контроллера, к/з фазных проводов практически наверняка привело бы к выгоранию одной или нескольких групп силовых ключей.

После этого случая было принял решение заменить разъёмы, а заодно и провода. Для подключения аккумулятора были выбраны провода калибром 10 и разъём EC-5, а под фазные провода запаял 12 AWG и коннектор MT-60. Так же поменял фазные провода в двигателе, взяв тот же 12 AWG (3.3мм^2 вместо штатных 1). Для того, чтобы они влезли в ось, пришлось снять с них изоляцию и намотать поверх два слоя каптона.

После этих изменений ни провода, ни разъёмы больше не греются даже при длительных нагрузках на максимальной мощности

Для уменьшения длины силовых проводов контроллер был перемещён поближе к батарее, и расположился под багажником

Что касается зимней эксплуатации, то никаких особых проблем я пока что не заметил. Больше всего я переживал за жгут проводов, который идёт к рулю, но даже при движении в -25°C и активном маневрировании рулём по рыхлому снегу ничего страшного с ним не случилось. Если не хранить батарею на улице, то за 1-2 часа покатушек он не успевает замёрзнуть настолько, чтобы его ёмкость существенно упала. При более длительных поездках возможно придётся задуматься о дополнительном его утеплении.

Пару слов наверное стоит рассказать о бортовом компьютере. На его экране слева отображается потребляемая (либо генерируемая) мощность в условных единицах, заряд батареи (опять же, в попугаях), уровень поддержки, который можно изменять от 0 до 5. Справа сверху на выбор может показывать текущую, максимальную или среднюю скорость. Снизу также на выбор отображается: общий пробег, пробег с момента включения, напряжение аккумулятора, время с момента включения. Справа посередине расположен блок статусных иконок: ошибка двигателя, ошибка ручки газа, ошибка контроллера, нажат тормоз, аккумулятор разряжен. БК может управлять одной не очень мощной нагрузкой, например, фарой. А также может включать круиз путём удержания одной кнопки при нажатой ручке газа.

В меню настроек можно изменять параметры: размер колеса, количество магнитов в двигателе, яркость дисплея, километры/мили, 24/36/48В (для индикатора заряда АКБ), время автоотключения при неактивности, лимит максимальной скорости, режим работы датчиков двигателя.

БК общается с контроллером по UART на скорости 1200 бод, описание протокола найти не удалось, но поковыряться некоторое время удалось понять каким образом шифруются пакеты от контроллера к БК, но вот в обратную сторону не получилось. Но наверное это не очень то и нужно, для того, чтобы просто кататься на велосипеде.

Про аккумуляторы из б/у ноутбучных батарей

В попытках увеличить ёмкость батареи за недорого решил попробовать надёргать аккумуляторов из дохлых аккумуляторных батарей.

Судя по роликам на ютубе — всё было довольно радужно, поэтому решил попробовать. На авито нашёл объявление, продают по 100 рублей за штуку, в каждой штуке по 4-8 банок. Взял 10 штук, итого из них получилось 60 банок. Довольно много времени потратил на то, чтобы разобрать их не повредив банки — уж большой хорошо склеены. После сортировки добытого разделил банки на четыре группы: 0В, 1-3В, 3.0-3.5, 3.5 и выше. Внутри каждой группы соединил банки параллельно и поставил заряжаться током 0.1С на банку. Те банки, что при зарядке начинали нагреваться — выбрасывал. После окончания заряда расцепил банки и оставил лежать на сутки. Отложил в сторону те, которые за время лежания успели разрядиться сколь либо заметно. Остальные замерил с помощью Lii-500. Итог не порадовал — максимум 1900мАч, минимум 1200.

В сухом остатке, из 60 банок: 16 штук — в утиль (высокий саморазряд, напряжение на банках падает ниже 2.5В) 6 штук — разряжаются с 4.2 до 4.0В за сутки, но дальше напряжение не падает 24 штуки — ёмкость в районе 1500-1900, заряд и нагрузку держат 14 штук — ёмкость 1200-1500, тоже выглядят живыми

В данном случае стоимость за банку ёмкостью 1500мАч получилась примерно 40 рублей, при этом не понятно, сколько эти аккумуляторы ещё проживут, если их близкие соседи уже сдохли. При этом на али можно взять какие-нибудь литокалы на 3000-3300мАч по цене 150 рублей за штуку, которые при том же весе и размере дадут в два раза большую ёмкость. Для себя решил, что заниматься таким целесообразно только в случае, когда б/у аккумы достаются бесплатно. И наверное не с целью сбора батарейки для велосипеда, где вес имеет значение.

Если говорить в целом о впечатлениях, то я безусловно рад тому, что поставил мотор-колесо на велосипед. В соревнованиях я не участвую, кататься выезжаю для того, чтобы отвлечься от работы, переключиться, отдохнуть. По времени катаюсь так же, как и раньше, но проделанный путь получается больше. Особенно понравилось кататься зимой. Если раньше, когда колесо съезжало в рыхлый снег, скорость резко падала и нужно было успеть понизить передачу, чтобы продолжить движение. То теперь достаточно добавить газу и спокойно переключиться, если это требуется. При подъёме в горку теперь не требуется менять передачу — добавил недостающее усилие мотором и продолжаешь крутить педали в своём темпе.

Обычно я стараюсь держать скорость в районе 25км/ч, а уровень поддержки включен на максимальную скоростью 20км/ч, и использую двигатель только когда скорость падает ниже 20км/ч.

У меня всё ещё остались сомнения на тему того, правильно ли я выбрал двигатель прямого привода, отдав предпочтение рекуперации и надёжности, а не меньшему весу; действительно ли стоило торопиться и брать готовый кит, или лучше было бы собрать всё по частям, предварительно почитав отзывы о них; не лучше ли было бы взять мотор с размещением в районе каретки (хотя и у него хватает недостатков); стоило ли собирать батарею на Li-Ion аккумуляторах или надо было сразу брать LiFePo4. Но что однозначно — это того стоило.

Пожалуй на этом всё.

Изначально я планировал написать обзорную статью обо всём, чтобы читатель даже с нулевыми знаниями о электровелосипедах смог с головой окунуться и сразу идти в магазин, зная, что ему нужно. Но в процессе написания понял, что получается не так хорошо, как задумывалось, а местами совсем плохо, и не выходит нормально структурировать информацию. Поэтому с вопросами милости прошу в комментарии, я хоть и сам недавно приобщился к теме е-байков, но что знаю — подскажу, а что не знаю — подскажут другие.

Альтернативные варианты электрификации велосипеда

Многие умельцы в нашей стране предлагают свои малобюджетные варианты переоборудования обычного велосипеда в электрический байк. На просторах интернета можно найти весьма экзотические методы таких переделок. Это могут быть варианты с использованием в качестве двигателя шуруповерта, аккумуляторной электродрели или других электродвигателей различными трансмиссиями. Следует отметить также, что на протяжении последних лет часто предлагалось в качестве конкурентного силового агрегата в составе комплекта по модернизации велосипеда использовать сильно шумящий двигатель внутреннего сгорания. Эти комплекты еще есть в продаже, но с каждым годом их популярность падает.

Управление.

Были заменены рукоятки тормозов, в рукоятке есть кнопка отключения электродвигателя при торможении. С левой стороны руля поставил рукоятку газа.

Вместо рукоятки газа можно установить датчик на педали, он срабатывает, когда вы начинаете крутить педали, по сути с этим датчиком мотор только помогает при вращении педалей, поэтому в нём надобности нет.

Также нужно установить фару, в ней находится замок зажигания, индикатор заряда батареи и сигнал.

В результате переоборудования получилось вполне приличное транспортное средство для поездок на работу, права и страховка не нужны, платить за бензин не нужно, поставить можно даже в квартире.

Для сравнения рекомендую посмотреть видео с обзором такого же электровелосипеда, но с приводом на заднее колесо и мощностью на 1000 Ватт.

Составные части комплекта для сборки

Рассмотрим несколько подробнее составные части комплекта для сборки электровелосипеда. Есть один нюанс. Для экономии времени читателей разумно рассматривать (для массового потребителя) только заводские комплекты для переделки велосипеда в электровелосипед. В их составе присутствуют все необходимые детали, включая надежный крепеж, подробнуя инструкцию и защиту «от дурака», то есть соединение частей в одно целое возможно только одним правильным образом. Сборку эксклюзивных и особо мощных и продвинутых электровелосипедов оставим энтузиастам и техническим гуру.

Как на велосипед поставить двигатель от бензопилы?

При сборке мотовелосипеда своими руками, изготовитель непременно столкнется с выбором способа монтажа двигателя от бензопилы. Всего существует 2 метода установки мотора. Первый из них – съемный. Это значит, что владелец самоделки сможет в любой момент снять двигатель и установить его обратно на бензопилу. Второй способ заключается в установке мотора путем приваривания его к штатной опорной раме велосипеда.

Каждый из способов крепления двигателя от пилы на мопед имеет свои преимущества и недостатки. Съемный метод более практичен, так как позволяет использовать двигатель от бензопилы сразу в двух целях. Единственный его недостаток –это недостаточная надежность, особенно, если на мотовелосипед устанавливается мощный мотор, сильная вибрация которого будет постепенно ослаблять фиксацию болтовых соединений.

Установка мотора на мопед путем сварки более надежна. Этот способ позволит водителю мопеда передвигаться по участкам с неровностями. Тем не менее, приваренный двигатель не получиться снять и установить обратно на садовый инструмент, что значительно ограничит области его применения.

Крепить сам двигатель от пилы лучше всего рядом с задним колесом мопеда, так как именно оно играет роль ведущего. Это позволит использовать для связи ДВС с колесом короткий ремень, который не запутается в спицах колеса во время движения мопеда по бездорожью. Для установки двигателя лучше всего предварительно подготовить металлическую платформу, которая будет играть роль опоры-держателя. Перед монтажом мотора нужно заранее приварить сам держатель и проверить надежность его фиксации на раме.

После крепления опоры на раме мопеда на нее можно установить сам мотор. Чтобы во время передвижения на мопеде на водителя и пассажира не попадали выхлопные газы, мотор нужно повернуть так, чтобы глушитель был направлен назад. Далее, если оператор не будет снимать двигатель с мотовелосипеда, то нижнюю часть ДВС потребуется приварить к опоре. Если же мотор будет съемным, то крепить его к держателю нужно при помощи заранее подготовленных болтовых соединений.

Чтобы проверить надежность фиксации мотора, водителю потребуется проехать на мопеде по бездорожью. Во время поездки нужно обратить внимание на посторонние звуки, которые может издавать ДВС. Если водитель заметил стучащий шум, значит, потребуется проверить крепление двигателя и, при необходимости, подтянуть болты.

Типы используемых аккумуляторов

Аккумулятор является источником энергии для работы мотор-колеса. Промышленность предлагает несколько типов:

1. Свинцовые аккумуляторы отличаются большим весом и невысокой удельной емкостью. Они еще используются с электровелосипедами по причине низкой стоимости, но мало подходят в качестве источника энергии для мотор-колеса для дальних поездок.
2. Никель-кадмиевые аккумуляторы имеют приемлемые размеры, довольно высокую удельную емкость, но и ряд отрицательных свойств. Это небольшой ресурс (около 1000 циклов «заряд — разряд»), эффект памяти и температурные ограничения по заряду и использованию.
3. Литий-ионные аккумуляторы по всем параметрам подходят для использования в качестве источника тока, но стоят они примерно половину суммы комплекта для электровелосипеда из Китая.

Правила эксплуатации самодельного мопеда

Чтобы продлить сроки эксплуатации мопеда с мотором от триммера, его владельцу нужно придерживаться ряда важных правил.

В их список входит:

• своевременная замена расходных деталей – если долго не менять воздушный фильтр и другие элементы мопеда, то его важные механизмы начнут работать под повышенной нагрузкой. Это приведет к более сложной поломке самоделки:
• использовать для заправки качественный бензин и моторное масло – если заливать в топливный бак мопеда некачественный бензин, то достаточно быстро владелец велосипеда столкнется с необходимостью замены ЦПГ двигателя;
• вовремя смазывать используемый редуктор – это предотвратит работу механизма под высокими нагрузками;
• смешивать бензин и масло строго в указанной производителем триммера пропорции – если залить больше масла, чем это указано в инструкции, то это приведет к заливанию свечи зажигания мотора;
• регулярно проверять состояние крепежей – не затянутые до конца болты грозят не только падением двигателя, но и травмой для владельца;
• красить царапины и сколы сразу же после их появления на раме – это предотвратит дальнейшую коррозию остова мопеда;
• не допускать перегрева двигателя от триммера – при частой эксплуатации мопеда нужно делать перерывы. При этом, если велосипед используется в жаркую погоду, то его мотору нужно давать остывать каждые 15 минут езды. Если на улице прохладно и ветрено, то количество перерывов можно сократить до 1 раза на каждые 25–30 минут езды;
• своевременно менять резину на колесах мопеда из триммера – зимой на колеса самоделки нужно устанавливать резину с шипами. Это предотвратит проскальзывание колес и повысит безопасность при эксплуатации велосипеда.

Также владельцу велосипеда с мотором от триммера потребуется следить за весом груза, перевозимого на самоделке. Если багаж будет слишком тяжелый, то это может приведет к перегреву и серьезной поломке двигателя, а также других механизмов приспособления.

Виды и устройство электрических мотор-колес

Мотор-колесо представляет собой асинхронный электродвигатель, закрепленный на оси велосипеда, соединенный спицами с ободом. Это асинхронный электродвигатель, выполненный по схеме «наоборот». Ротор неподвижно закреплен на вилке, а статор вращается с колесом. Двигатели мотор-колеса имеют мощность в пределах от 250 ватт до 5 киловатт. Мотор-колесо имеет два основных варианта реализации:

1. Это редукторное мотор-колесо компактных размеров, которое содержит в себе планетарный редуктор с тремя шестернями, понижающий частоту вращения двигателя и увеличивающий тяговое усилие ведущего колеса при трогании велосипеда с места в сложных условиях пересеченной местности и на затяжных подъемах. Этот вариант недорогой, но имеет невысокий ресурс в 5-8 тысяч километров. Максимальная скорость передвижения — 30-35 км/час. Особенностью редукторного мотор-колеса является наличие обгонной муфты, которая отключает мотор при педалировании и на спусках. Это мотор-колесо не подходит любителям быстрой и агрессивной езды по пересеченной местности.

2. Безредукторное мотор-колесо с прямым приводом дороже и надежнее редукторного и позволяет создать бесшумные устройства с большой мощностью — до 5 киловатт, с возможностью рекуперации (процесса подзарядки электроэнергией системы при движении на спуске или накатом). В этом моторе при работе педалями будет присутствовать небольшое сопротивление движению. Это вызвано тем, что асинхронный двигатель является двунаправленным устройством. При отсутствии подачи электроэнергии на его обмотки этот мотор работает в режиме генератора и тормозит систему. Рекуперация даром не проходит, энергия должна откуда-то взяться. Ресурс колеса — десятки тысяч километров. Максимальная скорость передвижения — 60 км/час и выше.

Двигатель.

Электродвигатель уже встроен в ступицу велосипедного колеса, продаётся в комплекте с колесом. Колесо нужно выбирать по размерам под велосипед, чаще всего это 26 размер.

При монтаже колеса, кабель должен выходить из ступицы с левой стороны, тогда колесо будет вращаться вперёд.

Во время монтажа колесо крутить не стоит, при вращении электродвигатель вырабатывает электричество и между силовым кабелем и проводами датчиков может проскочить искра, что сразу выведет датчик из строя.

При монтаже колеса пришлось немного подточить посадочное место на вилке велосипеда.

Варианты установки мотор-колеса

Мотор-колесо может устанавливаться как на переднюю, так и на заднюю ось велосипеда. Возможен и полный привод. Преимущества передней установки — простота конструкции и возможность быстрой замены мотор-колеса на обычное старое велосипедное колесо.

Установка мотор-колеса на заднюю ось несколько сложнее. При монтаже могут возникнуть трудности по совместимости приобретенного комплекта с вашим велосипедом в плане работы дисковых тормозов и трещотки.

Возможна установка электродвигателя на каретку велосипеда. В этом случае вращение передается на педальный узел и велосипедист получает возможность менять передачи, как до модернизации.

Владельцы, которые своими руками устанавливали комплект для электровелосипеда для зимней езды, рекомендуют задний или полный привод. Передний привод приведет к частым падениям.

Кроме аккумулятора и мотор-колеса следует упомянуть устройства, которые будут ими управлять. Это силовой контроллер (электронная схема в защищенном корпусе) и механизмы управления, которые крепятся на руле велосипеда и состоят, как правило, из специальных рукояток с вмонтированными выключателями мотора при торможении велосипеда и устройства управления двигателем (рукоятка или рычажок), которое позволит изменять частоту вращения колеса (аналог газа на мопеде).

Можно ли собрать электровелосипед за 30 минут?

Возможна ли самостоятельная сборка электровелосипеда за полчаса? Возможна, знатоки утверждают: отточенными движениями электровелосипед на базе прочной модели при наличии знаний, смекалки и подготовленных компонентов можно собрать даже за 20 минут. Вопрос больше в том, нужно ли это делать? Спешка в таком деле, как сборка электровелосипеда нам кажется неуместной – недостаточно закрученный болт или плохо отрегулированные тормоза могут привести к аварии уже при первых испытаниях.

К тому же, для многих велолюбителей процесс создания своими руками электровелосипеда сам по себе – удовольствие, которое не хочется укорачивать. Потребуется вдумчивый подбор комплектующих и разработка оптимальной конфигурации модели с тщательным продумыванием ее особенностей. Далее необходимо время на скрупулезную сборку, прокладку проводов и тюнинг – последнее является немаловажным для многих драйверов.

Монтаж комплекта для сборки электровелосипеда своими руками

Общий принцип монтажа комплекта достаточно прост. Для этого надо:

1. Определить максимальную скорость и дальность движения электровелосипеда. От этого зависит тип мотор-колеса.
2. Определить ведущее колесо. От этого зависит комплектность и состав крепежа.
3. Измерить диаметр ведущего колеса. Именно такое колесо должно быть в заказываемом комплекте.
4. Выбрать и купить понравившийся комплект переделки электровелосипеда своими руками. Можно сделать это в интернет-магазине.
5. Внимательно прочитать инструкцию по установке комплекта для электровелосипеда. Определить совместимость вашего байка и комплекта.
6. Опробовать комплект для электровелосипеда, соединив все детали и установив на подставку ведущее колесо.
7. Переставить камеру и покрышку со старого колеса на новое мотор-колесо.
8. Закрепить согласно инструкции остальные детали комплекта для электровелосипеда.
9. Зарядить аккумулятор и выполнить тестовую поездку на небольшое расстояние.

На верхнем снимке — комплект для электровелосипеда (своими руками выполнить монтаж несложно) для установки на переднюю ось с безредукторным мотором.

Думаем о будущем

Важно также представить себе, можно ли будет установить выбранную вами модель на ваш велосипед. Будет обидно, если переделать ваш байк не получится и потребуется покупка нового.

Сможете ли вы своими силами сделать эту работу, или нужно искать квалифицированного веломеханика со знанием электротехники, что весьма большой дефицит?

Точно определите, где будет размещаться аккумуляторная батарея, оцените ее габариты, чтобы самодельный электровелосипед был комфортным.

Требования к конструкции исходного байка

Кроме этого велосипед, который предполагается переоборудовать под электрический, должен иметь надежную и усиленную конструкцию. Больше всего для этих целей подходит мощный горный велосипед, который имеет запас прочности для передвижения по пересеченной местности. В конечном счете степень надежности исходного транспортного средства должен адекватно оценить его владелец. Отзывы владельцев электрифицированных байков указывают, что удары на высоких скоростях не выдерживают передние вилки. Редукторы мотор-колеса быстро ломаются при прыжках через препятствия. Слабое место – спицы обычного велосипеда. Их диаметр на ведущем колесе желательно увеличить. Поэтому имеет смысл покупать комплект для переделки электровелосипеда с заспицованным колесом. Спицы на таком колесе будут усиленные.

Контроллер.

Контроллер регулирует обороты электродвигателя, принимает сигнал от ручки газа, защищает двигатель от перегрузок. Устройство имеет небольшой алюминиевый корпус, его можно закрепить на нижней балке рамы.

Интересная особенность, в некоторых странах действует ограничение скорости для электровелосипедов 25 км/ч и в контроллере может быть блокировка, ограничитель скорости, по сути это провод, который нужно просто разомкнуть.

Отзывы

Отзывы свидетельствуют, что цена переделки обычного велосипеда с использованием готового комплекта для сборки приличного качества соизмерима со стоимостью готового заводского электровелосипеда начального уровня. Приобретать самые дешевые комплекты для электровелосипеда из Китая специалисты не рекомендуют. Можно попасть на некачественные компоненты. То же самое относится к комплектам для электровелосипеда с аккумулятором. Его следует покупать отдельно под свои условия. Сторонники приобретения готового электровелосипеда мотивируют это его усиленной и просчитанной конструкцией и дизайном. Потребительские свойства как переделанного, так и заводского электровелосипеда одного класса, согласно отзывам, будут практически одинаковы.

Лонг-Джонс

Массивная версия грузового велосипеда. Эти велосипеды имеют длинный нос и держат груз перед всадником. Это хорошо для родителей, которые хотят следить за своими детьми и нести большой объем или тяжелый вес. Если у вас есть место для парковки машины, и у вас есть дополнительные деньги, это может сделать великолепную поездку. Также вы можете основать бизнес на нем:

Джонни Локо делает несколько действительно классных кандидатов на мотор-концентратор

Джо Байк – один из самых известных продюсеров Long John E-bike.

Это электрический велосипед с электроприводом Ecospeed, который делает то, что грузовые велосипеды известны … для детей.

Есть 3 способа превратить их в электрические грузовые E-велосипеды:

Делаем транспорт

Собрать электровелосипед за 30 минут – реальность даже для школьника. Но прежде чем начать собирать модель, следует определиться, как результат должен выглядеть и какие именно задачи будут возложены на этот транспорт. Можно приобрести специальный набор для сборки электровелосипеда. Такой подход значительно упростит всю работу.

Однако самый необходимым элементом выступает сам агрегат, который должен иметь утолщенную раму. На нее нам предстоит установить электродвигатель. Найти необходимые комплектующие и детали можно на рынках с технической направленностью, в специальных магазинах для изобретателей, на распродажах.

Преимущества

Знатоки утверждают, что для изготовления модной и прочной конструкции достаточно немного смекалки, купить соответствующие детали – и верный электрический конь готов. Он обладает массой преимуществ:

• на таком транспорте можно прекрасно передвигаться по городу, полному пробок;
• на него не требуются водительские права;
• не нужно горючее, только подзарядка для электроконтроллера;
• он способствует поддержанию спортивной формы благодаря используемой мускульной силе;
• сделанный своими руками самодельный электровелосипед помогает быть независимым от магазинов и рыночных цен.

Средний агрегат достигает скорости до 42 километров в час, а на крейсерской скорости идет под 26 километров в час.

Вес всего устройства составит до 35 килограмм. Чтобы выполнить качественную и надежную модель из доступных материалов, стоит воспользоваться рекомендациями опытных мастеров.

Выбор комплектующих для переоборудования

Приняв решение о переоборудовании своего велика в электровелосипед, владелец должен ответственно отнестись к подбору комплектующих, обратив особое внимание на соответствие (адекватность) всех элементов электропривода. Сэкономив на покупке аккумулятора можно получить электровелосипед, на котором без подзарядки можно доехать до ближайшего супермаркета, а обратно возвращаться, крутя педали. И наоборот слишком маломощный электродвигатель не только не позволит развить желаемую скорость, но из-за низкой динамичности во многом потеряет в безопасности.

Для переоборудования дорожного (городского) велосипеда в электровелобайк не обойтись без:

• электродвигателя, являющегося сердцем силового агрегата транспортного средства, стоимость которого колеблется от 5,5 до 8,5 тысяч рублей;
• аккумулятора, электрическая емкость которого должна быть не менее 5,0 ампер-часов;
• электрического контролера, обеспечивающего взаимодействие аккумулятора с двигателем и позволяющего регулировать частоту вращения ротора, который обойдется около 5,0 тысяч рублей.

Можно пойти по пути наименьшего сопротивление и купить мотор-колесо («MAGIС PIE-3 26», 17,5 тысяч рублей) или полнокомплектный электропривод («BAFANG BBS-01», 45,5 тысяч рублей), которые позволят минимизировать сложность и трудоемкость переоборудования велосипеда.

Если приобретать по отдельности движок, аккумулятор и блок управления, то дополнительно потребуется:

• шкивы (2 или 4 единицы) от электрогенератора легкового автомобиля;
• приводные генераторные ремни;
• дополнительная звездочка – лучше приобрести комплект с креплением «Bafang 52 T»;
• фривил (трещотка, муфта обратного хода), который необходим для передачи крутящего момента от двигателя к движителю.

Электрика

Для питающих аккумуляторов автор выбрал недорогие свинцовые на 12 В соединенные последовательно, предложив, как вариант размещение их в старой сумке от ноутбука. Ее можно прикрепить за седлом, сбоку от нашего устройства.

Выводим провода от аккумуляторов, подключаем их последовательно с двигателем и ведем к тумблеру на руль. Никаких контроллеров регулировки оборотов нет, нажал на кнопку — на мотор с аккумуляторов подалось полное напряжение 24 В. Простейший тумблер можно закрепить где-нибудь в удобном месте на руле.

Для защиты движущего механизма нашего электровелосипед, можно закрепить металлические пластины по обоим бокам рамы.

Такая конструкция электровелосипед действительно проста, и практически не требует специализированного технического обслуживания. Все что вам понадобится, это вовремя заряжать батареи, и следить за скоростью на дорогах, ведь по заверениям автора она может достигать 35 км/ч!

Достоинства велосипеда с мотором

Мотовелосипед совмещает в себе массу достоинств. Оснащается мотором, который при правильном подключении может работать практически бесшумно. Кроме того устройство работает на электричестве (ток можно создать с помощью триммера). Это в свою очередь гарантирует то, что ничто не испортит перемещение по дороге.

Велосипед с электромотором

За счет того, что устройство работает на токе, оно является довольно экономичным, ведь электричество стоит намного дешевле бензина. Его цена почти в 7 раз меньше.

Зарядить устройство можно при помощи обычной розетки. При этом если вдруг зарядка полностью закончилась, то это не означает, что дальше придется идти пешком. После этого велосипед, оснащенный мотором, превращается в обычный велосипед. Передвижение на нем возможно при кручении педалей.

Маневренность и компактность

Огромное преимущество мотовелосипед имеет в условиях городских пробок. Благодаря его компактным размерам и маневренности, с его помощью можно выбраться практически из любой пробки, сложившейся на дороге.

Разгоняется до довольно высоких скоростей. Поэтому, используя такой велосипед, снабженный мотором, можно за считанные минуты добраться до пункта назначения.

Его без проблем можно хранить дома. Мотор легко снимается, поэтому детали даже способны храниться по отдельности.

Хранение мотовелосипеда в квартире

Легкость обслуживания

Обслуживание такой техники является простым и удобным, поскольку не нужно тратить свое время на заливание бензина, обслуживание фильтров, очистку триммера и т.д.

Запасные части встречаются в продаже, поэтому если какая-то из деталей сломается, то ее всегда можно будет найти и купить.

Тем не менее, есть и бензиновые модели, которые в некоторых областях имеют свои определенные преимущества. Купить их можно в любом месте, где продаются мотоциклы. Но сделать такое устройство своими руками тоже вполне возможно.

Детали в процессе сборки мотовелосипеда

Классическая цепная или ременная передачи

Смысл ременной или цепной передачи заключается в возможности передачи движения между двумя валами, расположенными друг от друга на достаточном удалении.

На каждый из валов одеваются шкивы, на которые и происходит крепление ремней или цепи. Нормальное обеспечение движения осуществляется только при натянутых элементах соединения шкивов.

Как из бензопилы сделать мопед?

Мечтой юности большинства наших сограждан был и остается мопед. Он развивает более высокую скорость и имеет строение, совершеннее выше описанного мотовелосипеда. Купить готовый мопед – удовольствие не из дешевых. Мы же расскажем, как сделать его из подручных материалов.

Для этого понадобятся:

• мотор от исправной мощной пилы (в нашем варианте – это модель «Дружбы»);
• 2 колеса от старого велосипеда;
• труба с диаметром 2 см ( металлическая);
• тросик;
• велосипедные звездочки; а так же вилки;
• старые запчасти от мотоцикла – готовый топливный бак, фара, при желании и сиденье, хотя и его можно сделать своими руками;
• рулевая часть;
• рычаг газа.

• варим раму, к которой подсоединяем колеса от велосипеда, вилки, а так же бензобак и фонарь;
• приспосабливаем мотор – композиция установки будет зависеть от конфигурации рамы;

• прикручиваем бензобак и аккумулятор;
• проверяем, чтобы вновь установленные элементы не болтались;
• изготавливаем цепную передачу – она позволит колесам принимать крутящий момент мотора и двигаться. Можно взять ремень вместо цепного шкива. Но нельзя забывать, что и износ его будет заметно выше;
• налаживаем систему зажигания – соединяем с ним аккумулятор и рычаг тормоза;
• прилаживаем выхлопную трубу.

Процесс сборки завершен: можно приступить к тестированию мопеда.

Особенности электровелосипеда

Приладив к обычному велосипеду электропривод, мы получаем электровелосипед. Всё просто и понятно. Его главная особенность – присутствие двигателя. Наличие двигателя сохраняет возможность покрутить педали, но лишь в крайних случаях.

На таком велосипеде приятно путешествовать, удобно преодолевать затяжные подъёмы, с небольшим процентом уклона, и ехать против ветра.Если сопротивление ветра или подъём мешают прибыть вовремя к месту назначения, можно, покрутив педали, сократить время пребывания в пути.

Оснастив свой электровелосипед, можно:

• увеличить скорость движения велосипеда по ровной местности;
• легко преодолевать крутые подъёмы;
• отказавшись от мощного двигателя, увеличить автономность аккумуляторных батарей;

При этом такой велосипед не лишает владельца возможности нагружать себя физически, наслаждаться тишиной во время поездок и дышать чистым воздухом.

Квадроцикл из бензопилы

Еще один вариант мототехники, что можно сделать своими руками – небольшой квадроцикл для ребенка или подростка. По сути, технология, по которой изготавливается самодельный детский квадроцикл из бензопилы, практически не отличается от той, что используется для создания картинга. Но есть несколько особенностей:

• Рама для квадроцикла своими руками из бензопилы имеет немного другую конструкцию – она более сложная, высокая и массивная.
• Для силового агрегата используется как можно более мощный мотор. Обычно, для такой техники устанавливают мотоциклетные моторы, но можно сделать самодельный детский квадроцикл из бензопилы – потребуется лишь небольшая доработка в виде редуктора или промежуточного вала, чтобы повысить тягу и крутящий момент.
• Из-за особенностей посадки устанавливается кресло от мопеда или мотоцикла – оно будет удобнее, чем кресло со спинкой, как в картинге.
• Детский квадроцикл из бензопилы своими руками по проходимости лучше картинга, поэтому для него используются колеса увеличенного диаметра. Их диаметр должен быть не менее 350-500 мм, причем желательно с развитым протектором. В противном случае, это будет не квадроцикл, а тот же карт.
• Если есть возможность, можно установить амортизаторы в подвеску – так вы добьетесь более плавного и мягкого хода.

Во всем остальном конструкция детского квадроцикла повторяет технологические решения, используемые для изготовления картинга.

Самодельный электровелосипед из болгарки: фото сборки

Электровелосипед сделанный из болгарки на 750 Вт: фото пошаговой сборки с описанием, а также видео с испытанием электрического велосипеда от автора самоделки.
Автор этой идеи: Александр Крюков, он с компанией единомышленников собрал электровелосипед своими руками из шлифовальной машинки и подручных материалов.

Перейдём к обзору самоделки, автор поставил себе задачу смастерить транспортное средство на основе старенького велосипеда, при этом автор не сильно заморачивался с внешним видом своего творения, главное, чтобы велосипед превратился в полноценный электровелосипед.

Для сборки этого чуда инженерной мысли были взяты такие материалы:

• Дедушкин велосипед.
• Шлифовальная машинка (Болгарка) мощностью – 750 Вт.
• Инвертор (преобразователь напряжения) 12V — 220V.
• Литиевые аккумуляторы.
• Кнопка с регулятором мощности.
• Провода.
• Кусок листового металла.
• Ручка и тросик ручного тормоза велосипеда.

Для воплощения задуманного болгарку разбирать не нужно она останется в целости и сохранности, её можно в любой момент снять с велосипеди и использовать по предназначению.

Теперь перейдём к самой сути.

В этой конструкции вал шлифмашинки будет передавать вращательный момент прямо на покрышку колеса. Для этого была сделана вот такая втулка, которая показана на фото.

Сама втулка надевается на вал болгарки, для хорошей сцепки втулки с покрышкой колеса велосипеда, на втулку наварили пупырышки.

Затем шлифмашинку закрепили на раме велосипеда вот таким приспособлением, которое работает как сцепление, при нажатии на ручку на руле, тросик тянет рычаг который прижимает втулку вала болгарки к покрышке колеса.

Механизм в действии.

Это даёт возможность ехать на велосипеде только на педалях, если нужно использовать электротягу, достаточно воспользоваться ручкой на руле, и вал опять прижмётся к покрышке колеса.

Теперь электродвигатель нужно подключить к источнику питания 220V, автор сделал это следующим способом.

Взял инвертор, который был у него в наличии, прикрутил его к багажнику.

Инвертор – это преобразователь напряжения, в данном случае использован преобразователь постоянного тока 12V в переменный 220V, как раз для питания болгарки.

Для работы всей этой системы нужен аккумулятор на 12V, автор поступил следующим образом, взял пачку аккумуляторов от зарядных устройств мобильных телефонов и соединил их в батарею, выдающую 12 V и 20 А.

Подключил аккумулятор к входу (12V) инвертора, а выход от инвертора (220V) через кнопку включения к болгарке.

Кнопка регулятор мощности, её можно настроить для более плавного включения болгарки.

Испытания самоделки прошли успешно, электрический велосипед развивает максимальную скорость практически 50 км/ч.

Единственный недостаток, при трогании с места происходит небольшая пробуксовка втулки вала болгарки о покрышку колеса. Для более резвого старта с места на втулку можно одеть кусок резины от камеры велосипеда.

Запаса хода на одной зарядке хватает примерно на 30 км.

Автор со своей самоделкой.

Более подробно о сборке электровелосипеда Александр рассказал в своём видео, где также продемонстрировал испытания самоделки.

Мотосамокат из бензопилы своими руками

Не менее известная самоделка, которую научились изготавливать отечественные «Кулибины». Для ее воссоздания нам понадобятся:

• самокат, рассчитанный на вес того человека, который будет им управлять. Желательно, чтобы он изначально имел систему ручного торможения. Пневматическая колесная база самоката должна быть прочной;
• бензопила, с которой снимается двигатель – подойдут средне- и высокомощные модели.

Читать также: Какие инструменты можно сделать своими руками

Процесс сборки самоката выглядит упрощенно по сравнению с предыдущими самоделками:

• для начала снимаем двигательную основу и закрепляем ее в задней части рамы самоката. Соблюдаем, чтобы моторные и колесные звездочки совпадали;
• прилаживаем ручной акселератор с зажиганием мотопилы – так оператор сможет контролировать процесс перемещения;
• при необходимости оснащают самокат педалью тормоза, но в большинстве случаев – рычага для ручного управления самоката хватает для его полноценной работы.
• тестирование самоката из бензопилы – в случае исправности новое моторизированное устройство готово и может эксплуатироваться.

Модификация рамы

Большой шкив мы сделали, остальные детали приводного механизма приспособили. Кстати остальные детали приводного механизма переделывать не нужно. Малый шкив уже стоит на валу двигателя от стиральной машины, приводной ремень также есть, так что мы со спокойной совестью можем переходить к переделке рамы велосипеда. Модифицируя раму под новый электровелосипед, мы должны учесть, что двигатель на ней должен располагаться максимально жестко. Для этого делаем следующее.

• Если у велосипеда имеется штатный багажник, привариваем к нему дополнительные поперечные трубки для усиления конструкции.
• Если багажник не предусмотрен, то нужно из трубок сварить крепление для двигателя, напоминающее то, что изображено на рисунке ниже.

Внимание! Приваривая раму для двигателя, учитывайте высоту его посадочного места. Необходимо чтобы расстояние между малым шкивом двигателя и большим шкивом велосипедного колеса было идеальным для натяжения ремня.

Продолжаем собирать электровелосипед. Устанавливаем на раму двигатель, ставим заднее колесо, с прикрученным шкивом, проверяем вращение колеса. Натягиваем приводной ремень, даем небольшие обороты вручную, проверяя, не соскакивает ли он. Если все нормально начинаем заниматься подключением двигателя стиральной машины и организацией его автономного питания.

Организация питания мотора

О том, как подключить двигатель от стиральной машины, чтобы заставить его работать мы неоднократно писали и говорили. Так что не будем снова заострять внимание на этом вопросе, а перейдем сразу к организации автономного питания нашего коллекторного мотора. В противном случае, наш самодельный электровелосипед так и будет приводиться в движение мускульной силой ног.

Для начала разберемся, может ли коллекторный двигатель от стиральной машины работать на постоянном токе? Ведь аккумуляторные батареи, которые станут основным источником питания мотора электровелосипеда, выдают постоянный ток, а стиральная машина и ее агрегаты работают от сети переменного тока (бытовая сеть 220В). Оказывается никаких проблем с этим нет, более того, двигатель от стиралки на постоянном токе работает куда лучше, чем на переменном, что, естественно, нам только на руку.

Выберем подходящие аккумуляторные батареи. С этим могут возникнуть сложности, поскольку нам потребуется несколько довольно массивных батарей, которые сложно крепить на велосипеде из-за их габаритов и большого веса. Оптимальный вариант – восемь компактных мотоциклетных 12 вольтовых аккумуляторов, которые в совокупности выдают напряжение 96В. Но есть проблемка – даже такие аккумуляторы занимают много места и в совокупности весят довольно много и как их разместить на раме электровелосипеда непонятно.

После долгих раздумий и целой серии неудачных экспериментов с ящиками для батарей, аккумуляторы решено было равномерно распределить по всей раме, увешав ими электровелосипед как елку игрушками.

Данное техническое решение добавило проблем.

• Во-первых, как видно на рисунке выше, пришлось усиливать раму велосипеда в очередной раз, чтобы она выдержала дополнительную нагрузку. Это, к сожалению, привело к тому, что вес «железного коня» в очередной раз увеличился, но с этим уж ничего не поделаешь.
• Во-вторых, пришлось приваривать к раме 8 отдельных креплений для аккумуляторных батарей, чтобы их можно было надежно закрепить.
• В-третьих, пришлось буквально обвешать всю раму проводами, чтобы соединить аккумуляторные батареи между собой и с двигателем.
• Ну и в-четвертых, пришлось в очередной раз наводить эстетику, перекрасив раму велосипеда почти полностью.

Блок управления

Остался еще ряд технических трудностей, которые пока нами не рассматривались – как управлять оборотами двигателя, как не допустить роста тока до предельных значений при старте электровелосипеда и при его разгоне, и как, наконец, следить за зарядом аккумуляторов во время движения. Разрешить эти трудности поможет блок управления электровелосипедом, который нам и нужно собрать. Нам понадобится:

1. Импульсный понижающий преобразователь на 32.5 кГц.
2. Переменный резистор.
3. Микроконтроллер ATtiny26.
4. Измерительный резистор.
5. Микросхема IR2127S.
6. Три силовых транзистора типа IRFB33N15D.
7. Три диода типа 10CTQ150.
8. Зарядка от мобильного телефона.
9. DC-DC преобразователь P6AU-1215ELF.
10. Красный и зеленый светодиоды.
11. Автомат 6А.
12. Пластиковый корпус подходящих размеров.
13. Металлический радиатор от материнской платы компьютера.

Мы не будем описывать процесс сборки модуля управления, да в этом и нет необходимости, поскольку вся необходимая информация представлена на схеме, размещенной выше. Нужно только прочитать эту схему, понять и воспроизвести на нескольких печатных платах. В результате должно получиться нечто подобное.

Плату нужно обязательно поместить в компактный водонепроницаемый пластиковый корпус, прикрутив к нижней части радиатор.

Подходящего по размеру корпуса под модуль мы не нашли, так что пришлось использовать то что есть. Чтобы модуль управления начал работать, необходимо включить автомат, повернуть «ручку газа», то есть переменный резистор, закрепленный на руле электровелосипеда. После чего двигатель начнет плавно набирать обороты, а на модуле загорится зеленый светодиод.

Если батареи полностью разряжены или их емкости недостаточно, загорится красный светодиод, после чего через несколько секунд цепь будет обесточена. Придется ехать «на своих двоих» до тех пор, пока не удастся подзарядить аккумуляторы.

Мотокомплекты и специальные двигатели

Приобретаемые мотокомплекты уже содержат все необходимые крепления, для большинства моделей велосипедов являющиеся универсальными.

Многие известные производители начали выпускать велосипедные моторы мощностью до четырех лошадиных сил. Установка такого оборудования позволит эксплуатировать велосипед без необходимости кручения педалей, позволяя ехать только за счет электродвигателя.

Особенности монтажа

Собрать качественный велосипед с электиропиводом при помощи комплекта необходимых деталей – дело не минутное.
Собранный самостоятельно велосипед должен:

• получиться удобным и функциональным;
• отвечать всем тем требованиям и пожеланиям, которые имели место в начале сборки.

Дорогая деталь электрооборудования – аккумуляторная батарея. К её выбору и установке надо отнестись с особым вниманием. Некоторые умельцы рекомендуют собирать АКБ самостоятельно, уверяя, что магазинные батареи сомнительного качества, а стоимость их завышена.

Для качественного крепления АКБ необходимо усиливать раму. Колёса для электровелосипедов изготавливаются усиленные, с двойным ободом и утолщёнными спицами. Такие нюансы следует знать, покупая любые детали на вторичном рынке.

Ветряной электрогенератор (ветряки): их эффективность, преимущества и недостатки

Ветроэнергетика — это неисчерпаемый источник энергии, поэтому применяли ее еще древние наши предки. В третьем десятилетии, например, египтянами был изобретен парус, персы позже придумали ветряные мельницы, облегчившие труд людей.

В наше время развитие этой отрасли получило новый виток, позволив из ветра получать электроэнергию.

Монтаж ветрогенераторов не сложен, поэтому, если принято решение ветрогенератор для дома купить, нужно выделить на установку неделю. Они не шумят и не выбрасывают в атмосферу вредные вещества.

В компании «Condor Home» непрерывно совершенствуют конструкции, чтобы повысить их эффективность. Разрабатывая изделия, сотрудники ориентируются на пожелания потребителя, желающего купить ветряк эстетичного вида, высокой эффективности и надежности, а также, удовлетворяющие требованиям безопасности.

Эксплуатируются устройства этой компании частными лицами, сельскохозяйственными и нефтегазовыми компаниями, телекоммуникационным сектором. Если купить ветрогенератор для частного пользования и установить, появится возможность не зависеть от центрального энергоснабжения или увеличить мощность сети.

Какую роль ветер играет в мире

Участившиеся природные катаклизмы и деградация вечной мерзлоты показали, насколько серьезна проблема изменения климата. Чтобы остановить глобальное потепление, более 170 стран заключили Парижское соглашение по климату, которое призывает ограничить рост средней температуры двумя градусами Цельсия по сравнению с доиндустриальной эпохой. Без революции в области энергетики выполнить план не удастся. По оценке аналитиков IRENA, внедрение возобновляемых источников энергии, а также глубокая электрификация и повышение энергоэффективности обеспечат более 90% сокращения выбросов парниковых газов, необходимых для достижения целей Парижского соглашения.

В 2019 году совокупная мощность ветряной генерации в мире превысила 651 гигаватт (в 2,5 раза больше суммарной мощности всей российской электрогенерации), увеличившись за год на 10%, подсчитали эксперты Глобального совета по ветряной энергии (GWEC). Крупнейшими рынками наземных ветряных станций остаются Китай и США — на эти страны пришлось более 60% введенных в эксплуатацию мощностей. При этом более заметную роль начинает играть прибрежная ветрогенерация: в 2019 году мощность этого сектора выросла на 6,1 гигаватт.

Последовательный рост ветроэнергетики позволял предположить, что 2020 год станет рекордным для отрасли. Еще в феврале эксперты BloombergNEF прогнозировали увеличение мировой выработки энергии ветра на 75 гигаватт по итогам года. Пандемия заставила пересматривать оценки, но доля возобновляемых источников продолжает расти. Так, мощность введенных в эксплуатацию оффшорных станций в 2020 году составит 6,6 гигаватт — больше, чем годом ранее.

В нескольких странах ветроэнергетика уже занимает значимую долю в выработке. Так, за первые шесть месяцев 2020 года ветряные и солнечные станции обеспечили 42% выработки электроэнергии в Германии и 33% — в Великобритании. В ближайшее десятилетие этот показатель еще вырастет: к примеру, британское правительство планирует обеспечить к 2030 году каждый дом в стране электроэнергией с прибрежных ветроустановок. Решение этой амбициозной задачи создаст 2 тыс. рабочих мест в сфере строительства станций и поддержит дополнительно 60 тыс. человек, занятых в смежных отраслях.

Что происходит в России

641 мегаватт совокупная мощность ветроустановок в России.

1,8 гигаватт введет в эксплуатацию Фонд развития ветроэнергетики к 2024 году.

30 млрд руб. объем инвестиций РОСНАНО и «Фортум» в развитие ветроэнергетики в России.

Россия обладает огромными запасами ископаемого топлива, но не может игнорировать глобальный тренд на «зеленую» энергетику. Несколько лет назад правительство приняло программу государственной поддержки возобновляемых источников энергии, которая предполагает увеличение мощности «зеленой» генерации в стране до 5,5 гигаватт к 2024 году. При этом ветер выглядит одним из самых перспективных источников возобновляемой энергии в России.

Первый ветропарк в России финская компания «Фортум» построила в конце 2017 года, а сегодня совокупная мощность всех ветроустановок в стране превышает 600 мегаватт. Один из ключевых игроков на рынке возобновляемой энергетики России сегодня — Фонд развития ветроэнергетики. Это совместный проект РОСНАНО и «Фортум», которые договорились инвестировать в проекты строительства ветряных электростанций в России 30 млрд руб. До 2024 года Фонд введет в эксплуатацию около 1,8 гигаватт в 10 регионах страны.

Уже есть первые результаты: так, ветроэнергетический кластер в Ростовской области, введенный в эксплуатацию фондом в первой половине 2020 года, стал крупнейшим в России объектом ветрогенерации. Его суммарная мощность составляет 300 мегаватт, а в будущем увеличится на треть.

Еще несколько проектов должны запуститься в ближайшие годы: Фонд строит ветроэлектростанции в Калмыкии (мощностью 200 мегаватт), Астраханской области (340 мегаватт), Волгоградской области (105 мегаватт). Общий портфель Фонда составляет 55% от суммарного объема вводов ветрогенерации в стране.

РОСНАНО не только участвует в проектах по строительству ветропарков, но и организовало производство ключевых элементов для них в России. Вместе с датской компанией Vestas, мировым лидером в этой области, развернуто производство лопастей для ветроустановок в Ульяновске, башен — в Таганроге и гондол — в Нижнем Новгороде. С начала 2019 года ульяновское предприятие выпустило 300 композитных лопастей, которых хватит для возведения 100 ветроустановок общей мощностью около 400 мегаватт.

Наконец, в целом ряде ведущих вузов (МВТУ им. Баумана, МЭИ, РГУ нефти и газа им. Губкина) открыты кафедры ВИЭ. А при поддержке Фонда инфраструктурных и образовательных программ Группы РОСНАНО в стране открылись курсы повышения квалификации и переподготовки специалистов в области ветроэнергетики — за первый год их прошли уже 30 человек.

Факты по отношению к домашней ветроэнергетике

Достаточно много вводящей в заблуждение информации встречается сегодня по тематике получения энергии ветра с помощью установок домашнего применения небольших по размерам.

Поскольку точную скорость ветра измерить крайне сложно, а многие потенциальные клиенты недостаточно информированы, легко выдавать нереальные заявления о производительности бытовых ветряков.

Разве что установка нескольких экземпляров ветрогенераторов на кровле частного дома открывает возможности использовать больше чем одну лампочку накаливания, не говоря о других электроприборах

Ниже представлена одна из главных формул ветроэнергетики, при помощи которой вычисляется энергия ветра (но не извлекаемая энергия):

Pw = ½ * rho * A * V3

Здесь: rho = 1,23 (константа плотности воздуха); A = площадь, описываемая крыльчаткой турбины, м2; V = скорость ветра, м3.

Что это такое ветрогенератор?

В связи с тем, что потребность в энергетических ресурсах возрастает ежедневно, а запасы привычных носителей энергии сокращаются, использование альтернативных источников энергии становится с каждым днем всё более актуальным. В последнее время ученые и инженеры-конструкторы создают новые модели ветряных установок. Использование новейших технологий позволяет улучшить качественные характеристики агрегатов и уменьшить количество отрицательных моментов в конструкциях.

Ветрогенератор – это вид технического устройства, при помощи которого кинетическая ветряная энергия преобразуется в электрическую.

Значение и применение продукта, что вырабатывают данные агрегаты, постоянно возрастает за счет неисчерпаемости ресурсов, которые они используют для работы.

Где применяются?

Ветрогенераторы используются в разных местах, обычно это отрытые территории, там потенциал ветра самый большой. Станции альтернативных источников энергии устанавливают в горах, на мелководье, островах и полях. Современные установки могут производить выработку электричества даже при небольшой силе ветра. Благодаря такой возможности ветрогенераторы используют для снабжения электрической энергией объектов разной мощности.

• Стационарная ветряная станция может обеспечить электрической энергией частный дом или небольшой объект на производстве. Во время отсутствия ветра запас энергии будет аккумулироваться, а после использоваться из батареи.
• Ветровые установки со средней мощностью могут применяться на фермерских хозяйствах либо в домах, которых удалены от теплосетей. В данном случае этот источник электроэнергии может использоваться для отопления помещений.

Эффективность

Оценить энергетическую эффективность агрегата определённого типа и конструкции, сравнить её с показателями подобных двигателей довольно просто. Необходимо определить коэффициент использования энергии ветра (КИЭВ). Рассчитывается он как отношение мощности, полученной на валу ветродвигателя, к мощности ветрового потока, действующего на поверхность ветроколеса.

Коэффициент использования энергии ветра для различных установок составляет от 5 до 40%. Оценка будет неполной без учёта затрат на проектирование и строительство объекта, количества и стоимости генерируемой электроэнергии. В альтернативной энергетике срок окупаемости затрат на ветродвигатель является важным фактором, но также обязателен учёт полученного экологического эффекта.

Преимущества и недостатки ветряных электростанций

К числу основных достоинств конструкций, применяющих в качестве энергии скорость ветра, относят:

• Экологичность. Сооружения применяют возобновляемый источник электроэнергии, который можно использовать многократно, не воздействуя никаким образом на экологию. Электроэнергия, вырабатываемая ветродвигателями, заменяет энергию традиционных электростанций, тем самым снижая вероятность возникновения глобального потепления.
• Многофункциональность. Ветроэлектростанции можно возводить на всех территориях. Такие установки важны в тех местах, где невозможно протянуть электричество традиционным путем.
• Эффективность применения. Современные конструкции преобразуют энергию даже малых по скорости ветров, но не менее 3,5 м/с.
• Альтернатива традиционным источникам получения электричества. Стационарные ветроэлектростанции способны обеспечить электрической энергией целый дом или маленькое производство. В таком случае велотурбина будет накапливать в АКБ необходимый запас электричества, который будет применяться в безветренную погоду.
• Экономичность. По сравнению с традиционными электрическими станциями, велотурбины позволяют существенно уменьшить затраты. Как правило, на строительство ветровой электростанции уходит меньше денежных средств, чем на подсоединение к уже имеющимся системам.

Ветряные электрические станции имеют также и недостатки:

• Узнать заранее скорость ветра практические невозможно, поскольку она все время изменяется. По этой причине лучше подстраховать себя и сделать вспомогательный источник энергии. Это могут быть, например, солнечные панели, подсоединенные к электрической сети.
• Вертикальные конструкции в наибольшей степени подвержены опасности, поскольку такие установки могут разрушиться из-за влияния силы инерции при вращении лопастей вокруг оси. В результате, важные компоненты сооружения по истечении определенного времени подвергаются изменениям и потом разрушаются, а само устройство становится непригодным для работы.
• Ветроэлектростанции лучше размещать на расстоянии от других построек, так как расположенные рядом дома будут уменьшать скорость ветра, а из-за этого величина выработки электричества будет меньше.
• Для сохранения электроэнергии ветровых турбин нужно чтобы в сооружении применялась аккумуляторная батарея и прочие вспомогательные элементы, служащие для выработки электричества.
• Во время работы ветрогенераторы издают сильный шум, который может доставлять неудобства людям. Кроме того, лопасти конструкции могут стать причиной смерти подлетевших к ним птиц.
• Некоторые эксперты утверждают, ветродвигатели могут снижать качество приема телевизионных сигналов.

К минусам ветряных установок можно также отнести маленький КПД и их значительную цену, однако подобные агрегаты со временем окупают свою стоимость.

Кроме того, использование маленьких электростанций способно вырабатывать электричество только для определенного числа потребителей, поэтому для крупных городов потребуется строительство больших ВЭС. При этом большие установки требуют сильного и равномерного потока ветра, что обеспечить в нашей стране довольно проблематично. Поэтому, распространение ветряков в России, намного меньше, чем в европейских странах.

Экономическое обоснование строительства ВЭС

В экономическом плане постройка домашней ветровой электростанции будет иметь смысл только при отсутствии других источников получения электричества. Это связано с финансовыми расходами, так как стоимость самой установки довольно большая, кроме того, ремонт и обслуживание требует постоянных расходов, а эксплуатационный срок конструкции составляет всего 20 лет в европейских условиях, а в нашей стране эксплуатация будет на треть ниже. По этой причине, применение ветряных электрических станций, с точки зрения экономики, не выгодно.

Однако, при отсутствии других вариантов получения электроэнергии или при наличии тех условий, при которых ветряные электростанции будут производительно вырабатывать электричество, то применение ветряных установок будет неплохим способом получения электричества.

В каких случаях выгодно использовать ветрогенератор?

Ветровые электростанции установки наиболее выгодно использовать в местах, где невозможно провести общую электросеть, или соединение является очень затратным, а также — в местах с частыми отключениями электричества. Ветровые электростанции смысл устанавливать, если в месте становления среднегодовая скорость ветра превышает 3 м/с.

В общем случае, при среднегодовой скорости ветра более 4 м/с на высоте 10 м (на этой высоте на метеостанциях устанавливаются анемометры — приборы, измеряющие скорость ветра) возможно эффективное применение ветроустановок, а ветер с меньшей скоростью годится для водоподъемных устройств.

Наиболее экономически выгодное применение ВЭУ имеет место, если ветротурбины объединены в группы. Их называют ветроэлектрическими станциями (ВЭС), а за рубежом «ветровыми фермами» (wind farm). Их мощность колеблется от сотен киловатт до сотен мегаватт. Ветроустановки большой мощности не предназначены для автономной работы или работы параллельно друг с другом. Поэтому как только отключается ЛЭП (линия электропередачи), связывающую ВЭУ с энергосистемой, останавливаются и ВЭС. Обычно при проектировании обеспечивается связь с двумя ЛЭП с разных точек энергосистемы. Для одиночных ВЭУ и небольших ВЭС, питающих определенную нагрузку, нужно иметь резервный источник электроснабжения (дизель-генератор, газотурбинная установка, солнечные батареи).

Хорошими ветровыми условиями в России обладают следующие субъекты РФ: Архангельская, Астраханская, Волгоградская, Калининградская, Камчатская, Ленинградская, Магаданская, Мурманская, Новосибирская, Пермская, Ростовская, Сахалинская, Тюменская области, Краснодарский, Приморский, Хабаровский края, Дагестан, Калмыкия. Карелия, Коми. Ненецкий автономный округ, Хакасия, Чукотка, Якутия, Ямало-Ненецкий автономный округ.

По опыту эксплуатации ветропарков, установленных в Российской Федерации, их КИУМ в среднем равен 12%. Как видим, российские ветропарки имеют невысокий КИУМ. Это связано как с невысокой среднегодовой скоростью ветра в местах их установки, так и с большим временем простоя.

Компоненты устройства

Очень важно при покупке домашних ветроэлектростанций знать её компоненты, это вам даст возможность быть более компетентными в этом вопросе и подобрать наилучшую модель для своего дома.

В состав ветряной электростанции входит:

1. Ротор с лопастями (в зависимости от модели, ветрогенераторы делятся на двухлопастные, трёхлопастные и многолопастные).
2. Редуктор, проще говоря, коробка передач. Его задача заключается в регулировании скорости между ротором и генератором.
3. Защитный кожух — его название говорит само за себя, он предназначен для защиты всех составляющих деталей ветряной электростанции от внешнего воздействия.
4. «Хвост» ветряной установки — нужен для поворота конструкции по направлению ветра.
5. Аккумуляторная батарея – её основной целью является накопление электроэнергии. Связано с тем, что погодные условия не всегда благоприятны для ветряной электростанции, а с помощью этой составляющей сохраняется определённый запас энергии.
6. Инверторная установка – предназначена для преобразования постоянного тока в переменный. Это нужно для обеспечения работы домашних электроприборов.

Устройство и принцип работы

Ветрогенератор работает при помощи силы ветра. Конструкция данного устройства должна включать следующие элементы:

• турбинные лопасти или пропеллер;
• турбина;
• электрический генератор;
• ось электрического генератора;
• инвертор, в функции которого входит преобразование переменного тока в постоянный;
• механизм, вращающий лопасти;
• механизм, вращающий турбину;
• аккумулятор;
• мачта;
• контроллер вращательных движений;
• демпфер;
• датчик ветра;
• хвостовик ветряного датчика;
• гондола и иные элементы.

У промышленных агрегатов предусмотрен силовой шкаф, защита от молнии, поворотный механизм, надежный фундамент, приспособление для тушения пожара, телекоммуникации.

Ветрогенератором принято считать устройство, которое преобразует ветряную энергию в электричество. Предшественниками современных агрегатов являются мельницы, что производят муку из зерна. Однако схема подключения и принцип работы генератора практически не поменялись.

1. Благодаря силе ветра начинают вращаться лопасти, крутящий момент которых передается к валу генератора.
2. Вращение ротора создает трехфазный переменный ток.
3. Через контроллер переменный ток отправляется к аккумуляторной батарее. Аккумулятор необходим для того, чтобы создать стабильную работу ветрогенератора. Если ветер присутствует, то агрегат заряжает батарею.
4. Для защиты от урагана в ветряной системе генерации тока имеются элементы для увода ветроколеса от ветра. Происходит это складыванием хвоста или торможением колеса при помощи электрического тормоза.
5. Чтобы подзарядить аккумулятор, потребуется установить контролер. В функции последнего входит отслеживание зарядки АКБ для предотвращения ее поломки. При надобности данное приспособление может сбросить лишнюю энергию на балласт.
6. Аккумуляторы имеют постоянное невысокое напряжение, однако к потребителю оно должно доходить силой 220 Вольт. По этой причине в ветрогенераторы устанавливают инверторы. Последние способны преобразовывать переменный ток в постоянный, увеличивая показатель его силы до 220 Вольт. Если инвертор не будет установлен, то потребуется использовать только те приборы, которые рассчитаны на низкое напряжение.
7. Ток в преобразованном виде отправляется к потребителю для питания отопительных батарей, освещения помещений, работы бытовой техники.

В конструкции промышленных ветрогенераторов имеются дополнительные элементы, благодаря которым устройства функционируют в автономном режиме.

Автономность

Наверняка после очередного подорожания электроэнергии, вы задумывались об установке у себя на участке ветрогенератора. Тем самым, обеспечив если не всю, то большую часть своих потребностей в электричестве.

Некоторые даже подумывают таким образом стать независимыми от электросетей. Насколько это реально и возможно? К сожалению, для 90% владельцев частных домов, эти мечты так и останутся мечтами.

И дабы вы не тратили понапрасну свои деньги, расскажем с выкладкой всех цифр, почему это именно так.

Скорость ветра

К сожалению, в нашей стране не так много регионов, где скорость ветра находится хотя бы на уровне 5-7 метров в секунду. Берутся данные в среднем за год. В подавляющем большинстве широт, пригодных для проживания, эта самая скорость равняется максимум 2-4 м/с.

Это говорит о том, что ваша ветроустановка большую часть времени, элементарно не будет работать. Для стабильной выработки электричества, ей нужен ветер около 10 м/с.

Если в вашем районе ветер 7м/с, то генератор будет работать максимум на 50% от своего номинала. А если всего 2м/с, то и вовсе на 5%.

Фактически за час, 2квт генератор подарит вам не более 100Вт.

Еще вы столкнетесь с другой проблемой ветра, о которой умалчивают производители. Около земли, его скорость гораздо меньше чем наверху, там где ставятся промышленные установки высотой 25-30м.

Вы же свой агрегат будете монтировать максимум на десяти метрах. Поэтому даже не ориентируйтесь на таблицы ветров с разных сайтов. Эти данные вам не подходят.

Производители скромно умалчивают, что для их карт ветроресурсов, замеры производятся на высоте от 50 до 70 метров! К тому же там не учтены данные по турбулентности, завихрениям.

Попробуете задрать повыше чем 10м, обязательно задумаетесь о молниезащите. Наэлектризованные трением воздуха лопасти, очень вкусная приманка для разрядов!

К тому же, почему-то все беспокоятся только о таком параметре, как скорость ветра, и при этом забывают про его плотность или давление. А разница для энергетики весьма существенная. Зависимость выработки электроэнергии от давления ветра непропорциональная.

Верить им конечно можно, но только для идеальных условий. Потому что:

• показания эти снимаются в аэротрубе

• и в ламинарном потоке при неизменном направлении и повышенной плотности

У вас же на дачном участке скорость ветра может быть такой, что не получится и вал прокрутить, не то что вырабатывать энергию.

И это весной или осенью. Именно в этот период происходят наиболее активные перемещения воздушных масс.

Не забывайте, что ветряк работает не в режиме холостого хода вертушки, а должен раскрутить ротор генератора в окружении неодимовых магнитов.

И это только до тех пор, пока электрический потенциал ветряка ниже напряжения АКБ. При достижении напряжения достаточного для начала заряда, аккумулятор превращается в нагрузку.

Если применить тихоходные конструкции с вертикальной осью вращения, то здесь уже присутствует повышающий редуктор. Вы пытались раскрутить повышающий редуктор? Такая конструкция усложняется, увеличивается вес, парусность, стоимость.

Даже на маяках Северного флота, учитывая там постоянные ветра и полярную ночь, специалисты предпочитают использовать солнечные батареи. На вопрос почему так, отвечают по-простому – проблем меньше!

Преимущества и недостатки

Основные преимущества ветрогенераторов:

1. Затраты уходят на установку и профилактику прибора. Больше расходов не требуется, так как конструкция не нуждается в топливе для работы.
2. Вам не нужно контролировать и вмешиваться в работу ветряка, так как выработка энергии происходит всегда, когда есть ветер.
3. В зависимости от типа генератора, он не будет производить лишний шум.
4. Приспособлению подходит большинству климатических условий.
5. Износ деталей незначителен.

Основные недостатки ветряной электростанции:

1. В определенных режимах или при неправильной установке мачты, ветрогенератор может издавать инфразвук.
2. Высокая мачта обязательно требует заземления.
3. Необходимость регулярной профилактики.
4. Вероятность повреждения приспособления при ураганах и т.д.

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.

Виды, их преимущества и недостатки

Классификация ветряных электростанций основана наследующих критериях.

1. Количество лопастей. В настоящее время в продаже можно встретить однолопастной, малолопастной, многолопастной ветряки. Чем меньше лопастей у генератора, тем выше будут обороты его двигателя.
2. Показатель номинальной мощности. Бытовые станции вырабатывают до 15 кВт, полупромышленные – до 100, а промышленные – более 100 кВт.
3. Направление оси. Ветрогенераторы могут быть как вертикальными, так и горизонтальными, у каждого из видов есть свои плюсы и минусы.

Желающие обзавестись альтернативным источником энергии могут купить ветрогенератор с ротором, кинетический, вихревой, парусный, мобильный.

Ветряная турбина с вертикальной осью вращения

В установках подобного типа, цилиндр турбины располагается вертикально, а лопасти находятся в плоскости, перпендикулярной поверхности земли.

Работа ветровых турбин, с вертикальной осью вращения, аналогична работе устройств, с горизонтально расположенной осью вращения.

Ветровая турбина гиперболоидного типа

Конструкция, основная идея которой заключена в максимальном увеличении коэффициента полезного действия за счет снижения противодействия давления ветра на обратные стороны лопастей. Представляет собой вертикальный ротор со стержневыми лопастями, расположенными по окружности вращения, создающими очертания в виде гиперболоида. Полезная площадь воздействия потока существенно возрастает. Эффективность такого устройства намного выше, чем у обычных конструкций, запуск ротора возможен при ветре всего 1,4 м/с.

Ветрогенератор Третьякова

Конструкция Третьякова представляет собой довольно сложное, но весьма эффективное устройство. Принцип действия ротора Третьякова основан на улавливании потока воздуха и организации его направления таким образом, что противодействия не создается.

Рабочее колесо с лопастями находится внутри воздухоприемной конструкции, получающей поток встречного ветра и распределяющей его так, что он воздействует на лопасти по направлению снизу-вверх. Этот момент довольно важен — вектор прилагаемого усилия снижает коэффициент трения, облегчая запуск вращения и позволяя эффективно работать при малых скоростях ветра. При этом, несмотря на вертикальный тип конструкции, устройство требовательно к направлению ветра и нуждается в ориентировании по направлению потока. Это происходит автоматически, форма корпуса способствует развороту по ветру.

Возможность работы со слабыми потоками важна для большинства регионов нашей страны, а компактность и надежность конструкции гарантирует долговременное использование.

Ветровая роторная турбина Болотова

Ветрогенератор на основе разработок семьи Болотовых предназначен в первую очередь для решения вопросов энергоснабжения частных домов, передвижных пунктов или иных точечных участков как стационарного, так и мобильного типа. Конструкция представляет собой вертикальный ротор, оснащенный модульными лопастями, установленными посекционно одна над другой.

Снаружи установлен неподвижный спрямляющий аппарат, улавливающий ветровые потоки, направляющий их под нужным углом, исключая уравновешивающее воздействие на обратные стороны лопастей. Спрямляющий аппарат параллельно выполняет функцию статора, что увеличивает мощность, эффективность ветрогенератора.

Основная особенность устройства состоит в том, что он не нуждается в мачте для подъема над уровнем грунта. Кроме того, сила ветра, необходимая для запуска вращения, относительно мала, что позволяет использовать конструкцию в любом регионе.

Дизайнерский ветрогенератор revolution air

Это устройство — детище французского дизайнера Филиппа Старка. Конструкция представляет собой разновидность геликоидного ротора. Планируется выпускать два типоразмера мощностью 1 кВт и 400 Вт. Соответственно размер ветряка будет составлять 140 и 90 см.

Параметры конструкции откровенно слабы — скорость ветра, необходимая для запуска, составляет 14 м/с, а стоимость моделей соответственно 3500 и 2500 евро. Такие качества не позволяют всерьез рассматривать конструкцию как вариант решения проблемы с энергоснабжением, превращая устройство лишь в дорогостоящую статусную игрушку.

Решение вопросов электроснабжения в отдаленных регионах зачастую ложится на плечи самих жителей, вынуждая их прибегать к альтернативным источникам. Промышленные модели, чаще всего, недоступны из-за высокой цены, поэтому приходится использовать самодельные установки. Обилие разработок, имеющих высокий КПД и эффективность по сравнению с заводскими образцами, способствует распространению, продвижению ветрогенераторов альтернативных конструкций.

Горизонтальные

Ось горизонтального ротора в данном устройстве располагается параллельно земной поверхности. Они бывают однолопастными, двулопастными, трехлопастными, а также многолопастными, в которых количество лопастей достигает 50 штук. Преимуществами данного вида ветрогенератора является высокий КПД. Недостатки агрегата заключаются в следующем:

• необходимость в ориентации согласно направлению потоков воздуха;
• надобности монтажа высоких конструкций – чем выше установка, тем она будет мощнее;
• необходимости в устройстве фундамента для последующего монтажа мачты (это способствует увеличению стоимости процесса);
• высокой шумности;
• опасности для пролетающих мимо птиц.

Ветряная турбина без лопастей

Наличие лопастей у ветровых установок различной конструкции, приводит к тому, что для их монтажа требуются значительные площади, даже если это и ветровые турбины, размещенные в жестком корпусе. В связи с этим, новым направлением в развитии ветровых установок, стало строительство подобных устройств с использованием ветряных турбин, в которых отсутствуют лопасти.

Подобная конструкция представляет из себя столб, внутри которого размещены металлические диски. Диски крепятся на валу и расположены параллельно друг другу, между ними установлены специальные прокладки. При попадании воздуха на прокладки они приходят в движение и придают определенный и направленный импульс металлическим дискам, под действием которого диски начинают вращаться. Под воздействием вращательного движения дисков, начинает вращаться стержень, который в свою очередь, передает свое вращательное движение на вал генератора.

Лопастные

Лопастные генераторы энергии имеют вид пропеллера. В данном случае лопасти принимают энергию потока воздуха и перерабатывают ее во вращательное движение.

Конфигурация данных элементов оказывает непосредственное влияние на эффективность работы ветряка.

У горизонтальных ветрогенераторов имеются крыльчатки с лопастями, которых может быть определенное количество. Обычно их 3 штуки. В зависимости от количества лопастей, мощность устройства может как увеличиваться, так и снижаться. Явным преимуществом данного вида ветряка является равномерность распределения нагрузок на опорный подшипник. Недостаток агрегата состоит в том, что для установки такой конструкции требуется много дополнительных материалов и трудовых затрат.

С геликоидный ротором

Является модификацией устройств с ротором Дарье. На выше приведенной схеме — №3.

• Более продолжительные сроки эксплуатации, в сравнении с классическим вариантом ротора Дарье;
• Менее значительная нагрузка на опорные узлы и механизмы.

• Более высокая стоимость в сравнении с классическим вариантом;
• Более трудоемкий и сложный процесс изготовления лопастей.

Ветрогенератор турбинного типа — что это?

Турбинный тип конструкции ветрогенератора на сегодняшний день является одним из наиболее эффективных. Причина этого в том, что в устройствах подобного типа достигнуто оптимальное сочетание площади лопастей и их конфигурации. Снижение размеров компенсируется увеличением числа, а параллельно с этим происходит резкое уменьшение отрицательного уравновешивающего воздействия на обратные стороны лопастей, которое создает усилие, противодействующее вращению.

Кроме более высокого КПД турбинные конструкции отличаются низким уровнем шума, что также вызвано малой площадью лопастей и относительно небольшими габаритами самого устройства, не создающего сильного сопротивления потоку ветра. Также значительно снижена опасность разрушения или вывода из строя при сильных порывах ветра, так как парусность лопаток намного меньше, чем у более традиционных устройств.

С вертикальной осью вращения

Ось вращения расположена вертикально по отношению к поверхности земли.

Данный вид устройств можно разбить на несколько групп, это:

• С ротором Савоуниса.

Данная конструкция состоит из нескольких полуцилиндров. При этом ось постоянно вращается, вне зависимости от потоков ветра и их интенсивности.

• Высокая технологичность конструкции;
• Значительный пусковой крутящий момент;
• Способность работать при малых воздушных потоках.

• Низкая эффективность работы лопастей;
• Значительная потребность в материалах при изготовлении.

С ротором Дарье

В данной конструкции, на оси вращения закреплены несколько лопастей, представляющих из себя плоскую полосу. На схеме приведены следующие виды данного типа устройств:

1 – классический вариант ротора Дарье.

2 – ротор Дарье тина Н (ортогональным ротором).

3 – винтообразный ротор Дарье (с гелиокоидным ротором).

• Нет необходимости в ориентации на воздушные потоки;
• Простота изготовления лопастей;
• Простота и удобный способ обслуживания.

• Низкий КПД установок;
• Непродолжительные межремонтные циклы опорных узлов и элементов конструкции;
• Имеют слабую способность к самозапуску, при наличии двух лопастей, при равномерных потоках ветра.

С ортогональным ротором

Данная конструкция является основой выше приведенных — ось вращения располагается
вертикально, к ней прикреплены несколько лопастей, расположенных параллельно оси и удаленных от нее на определенное расстояние.

На выше приведенной схеме это №2 – ротор Дарье тина Н.

• Отсутствие механизмов ориентации по ветровым потокам;
• Простота в эксплуатации и обслуживании.

• Непродолжительные межремонтные циклы опорных узлов и элементов конструкции.

Работающие на водяных каплях

Эта конструкция еще промышленно не производится. В ее состав входит металлическая
рама, внутри контура которой, горизонтально размещены изолированные трубки. В каждой трубке имеются специальные сопла и электроды. Принцип действия основан на генерировании и накоплении энергии с помощью капель воды, которые выходят из специальных сопел.

Капли воды положительно заряжены, и под воздействием ветровых потоков они сносятся к положительно заряженным электродам. Это приводит к увеличению потенциальной энергии положительно заряженной капли. Электроэнергия получается, когда капли воды попадают на положительно заряженный электрод.

Ветрогенератор – парус

Генератор данного типа внешне напоминает спутниковую антенну. Для монтажаиспользуется мачта, как и в случае с ветряками, имеющими горизонтальную ось вращения. А также эти конструкции похожи и по ориентации в воздушных потоках – используется хвостовик, благодаря чему «тарелка», постоянно находится в плоскости перпендикулярной направлению ветра.

«Парус» закреплен и растянут на круглой раме и под воздействием ветра совершает колебательные движения. Эти движения, посредством системы тяг, передаются на поршни гидравлической системы, в которой механическая энергия колебаний преобразуется в давление жидкости. Гидравлическое давление жидкости преобразуется во вращательное движение привода, к которому подсоединен электрический генератор, вырабатывающий электрически ток.

Достоинствами конструкции являются:

• Способность работать при малой скорости ветра;
• Малый вес конструкции;
• Ремонтопригодность и простота обслуживания;
• Экологическая безопасность устройств;
• Простота монтажа

• При использовании на территориях, где сильные ветра, основные преимущества пред прочими конструкциями, теряют свою актуальность.

Мощности промышленных станций

Промышленные ВЭС имеют весьма высокую мощность, способную обеспечивать крупные населенные пункты или регионы. Например, ВЭС «Ганьсу» в Китае имеет 7965 мВт, «Энеркон Е-126» выдает 7,58 мВт, и это еще не предел.

Следует сразу же оговориться, что речь идет о лидерах в ветроэнергетике, другие модели вырабатывают намного меньше энергии. Тем не менее, объединенные в крупные станции, ветряки способны на производство вполне достаточного количества электроэнергии. Объединенные комплексы вырабатывают суммарную мощность в 400-500 мВт, что вполне может сравниться с производительностью ГЭС.

Мелкие станции имеют более скромные показатели и могут рассматриваться только как точечные источники, питающие ограниченное число потребителей.

Расчет лопастного ветрогенератора

Так как мы уже выяснили, что горизонтальный ветрогенератор значительно эффективнее, рассмотрим расчет именно его конструкции.

Энергия ветра может быть определена по формуле
P=0.6*S*V³, где S — это площадь круга, описываемого концами лопастей винта (площадь ометания), выраженная в квадратных метрах, а V — расчетная скорость ветра в метрах в секунду. Также нужно учитывать КПД самого ветряка, который для трехлопастной горизонтальной схемы составит в среднем 40%, а также КПД генераторной установки, составляющий на пике токоскоростной характеристики 80% для генератора с возбуждением от постоянных магнитов и 60% — для генератора с обмоткой возбуждения. Еще в среднем 20% мощности израсходует повышающий редуктор (мультипликатор). Таким образом, окончательный расчет радиуса ветряка (то есть длины его лопасти) для заданной мощности генератора на постоянных магнитах выглядит так:
R=√(P/(0.483*V³))

Пример:Примем требуемую мощность ветроэлектростанции в 500 Вт, а среднюю скорость ветра — в 2 м/с. Тогда по нашей формуле нам придется использовать лопасти длиной не менее 11 метров. Как видите, даже такая небольшая мощность потребует создания ветрогенератора колоссальных габаритов. Для более-менее рациональных в условиях изготовления своими руками конструкций с длиной лопасти не более полутора метров ветрогенератор сможет выдавать всего лишь 80-90 ватт мощности даже на сильном ветру.

Недостаточно мощности? На самом деле все несколько иначе, так как на самом деле нагрузку ветрогенератора питают аккумуляторы, ветряк же только заряжает их в меру своих возможностей. Следовательно, мощность ветроустановки определяет периодичность, с которой она сможет осуществлять подачу энергии.

В Интернете часто можно найти статьи под броскими заголовками наподобие «Ветрогенератор для отопления дома». На самом же деле, как вы уже могли понять из приведенных расчетов, постоянно поддерживать потребляющее несколько киловатт-часов электрическое отопление сможет разве что сеть из не одного десятка самодельных установок.

Расчет мультипликатора

Генераторная установка имеет наклонную токоскоростную характеристику: с ростом оборотов ротора увеличивается максимальная отдаваемая им мощность. Следовательно, чтобы обеспечить наибольшую эффективность тихоходного ветрогенератора, нам понадобится мультипликатор с большим коэффициентом повышения.

Для самодельной конструкции наиболее оптимальное решение — это ременной мультипликатор: он прост в изготовлении и требует минимума станочных работ. Коэффициент повышения оборотов у него будет равен отношению диаметра ведущего шкива, связанного с осью винта, к диаметру ведомого шкива генератора. При необходимости передаточное число будет легко скорректировать заменой одного из шкивов.

При проектировании мультипликатора нужно учитывать как средние обороты лопастного узла, так и токоскоростную характеристику генератора. Если мы используем серийный автомобильный генератор, то ее без труда можно найти в Интернете, с самодельными же конструкциями, скорее всего, придется идти методом проб и ошибок.

Взяв расчетную мощность нашей ветроустановки в 90 ватт, найдем точку на графике, соответствующую выходу генератора на эту мощность. При номинальном напряжении 14 В нам потребуется токоотдача не менее 6,5 А — согласно графику, это произойдет при оборотах чуть выше 1000 об/мин. Пусть винт нашей конструкции вращается ветром со скоростью 60 об/мин (ветер средней силы). Значит, нам потребуется как минимум двадцатикратное соотношение диаметров шкивов — для 70-миллиметрового шкива генератора шкив ветряка должен будет иметь диаметр почти полтора метра, что неприемлемо. Это недвусмысленно намекает, насколько мала эффективность ветрогенераторов такого типа — без сложного многоступенчатого редуктора, который сам по себе приведет к большим потерям мощности, вывести автомобильный генератор на рабочий режим практически невозможно.

Для сравнения, посмотрим на характеристики генераторов, используемых в ветрогенераторах промышленного изготовления. Например, генератор на постоянных магнитах ГВУ1000, по конструкции аналогичный описанной выше самоделке из автомобильного тормозного диска, всего при 200 оборотах в минуту выдает мощность в 1 киловатт. С другой стороны, обратной стороной является его значительные вес (34 кг) и цена (почти 70 тысяч рублей).

Мачта

Мачта, на которой крепится ветрогенератор — это один из самых важных его узлов.

Она не только обеспечивает безопасность эксплуатации ветряка (нижняя точка круга, описываемого лопастями, должна быть не ближе 2 метров к земле), но и позволяет ему максимально эффективно использовать энергию ветра, поток которого вблизи от земли становится более турбулентным.

Большая высота приводит к низкой жесткости мачты ветрогенератора и делает ее прочностной расчет достаточно сложным не только для мастера-любителя, но и для инженера. Можно перечислить лишь основные моменты:

• Размещайте мачту возможно дальше от дома и деревьев, затеняющих воздушный поток. Кроме того, при сильном ветре возможно падение ветрогенератора на здание либо его повреждение деревьями;
• Оптимальная конструкция мачты — это ажурная сварная ферма наподобие вышек электропередач, но в изготовлении она сложна и дорога. Простейший, но достаточно эффективный вариант — это несколько параллельных труб диаметром 80-100 мм, сваренных короткими швами между собой и забетонированных на глубину не менее метра в земле. Конструкцию из одной трубы крайне желательно усилить тросовыми растяжками, которые также крепятся к залитым в бетон опорам.
• Для упрощения обслуживания ветряка его мачту можно сделать переломной: в этом случае при ослаблении растяжки, идущей в направлении перелома, мачту можно будет наклонить к земле.

Рассказ об очень простом ветрогенераторе из домашнего вентилятора

Как определить скорость ветра: хватит ли его напора для бытового ветряка

Вопрос обсудим на основе научных фактов и уже допущенных ошибок многими владельцами частных домов

Теоретическая часть проекта: на что обратить внимание при выборе конструкции

Среднегодовое значение ветра для любой местности России или другой страны можно узнать на карте ветров. Эти данные имеются в широком доступе.

Если рассмотреть всю территорию, то мест для благоприятного пользования ветряной энергией со скоростью от 5 м/сек и выше у нас не так уж много, как в Европе.

Я объясняю эту ситуацию тем, что теплый воздух Гольфстрима, поднимаясь от нагретой воды, сразу устремляется в холодные районы. Чем выше перепад температур, тем больше его скорость.

Пройдя несколько тысяч километров над Европой, его сила слабеет. Наибольший перепад температур весной и осенью вызывает бури и ураганы.
Нам важно понимать, как определить скорость ветра правильно в своей местности.

Возьмем величину 5 м/сек за основу, и рассчитаем мощность ветрового потока для наиболее распространенного горизонтально расположенного осевого генератора.

Учтем, что его лопасти охватывают площадь круга S (м кв.) с диаметром D (м). Через нее проходит ветер со скоростью V (м/сек).

Ветровая энергия Рв рассчитывается по формуле:

ρ — это плотность воздушной массы (кг/м куб.)

Если взять усредненные значения, например, площадь 3 м кв и плотность
воздуха 1,25 кг/м3, то ветер, дующий со скоростью 5 м/сек, способен создать мощность чуть меньше, чем 2 киловатта.

Теперь наша задача — определить, какая ее часть сможет преобразоваться в полезную электрическую энергию. Грубо ее можно оценить по процентному соотношению в 30÷40%. Конструкция и технологические характеристики ветряного колеса просто не позволят эффективно взять больше.

Более точное определение находят формулой, учитывающей:

• коэффициент ε, определяющий долю использования ветряной энергии конструкцией ветряка. Максимальная величина, создаваемая быстроходными конструкциями, составляет 40-50%;
• КПД редуктора —∙максимум порядка 90%;
• КПД генератора ≈85%.

Величины всех этих коэффициентов у разных моделей генераторов ветряков сильно отличаются между собой. Я привел значения для промышленных изделий. У самодельщиков они будут значительно ниже.

Если подставить все эти цифры, то даже для заводской конструкции ветрогенератора, сделанной по точным чертежам и на промышленных станках, мы сможем при скорости 5 м/сек и описываемой площадью лопастями винта 3 метра квадратных получить меньше 700 ватт электрической энергии.

Какую ее часть сможет взять самодельный ветряк, остается только догадываться.

Мировые производители ветрогенераторов указывают, что для того, чтобы вырабатывать 3 кВт электроэнергии, а это оптимальная величина для частного дома, необходимо:

• снимать с ветряного колеса порядка 5,1 кВТ;
• иметь диаметр ротора 4,5 метра;
• располагать ветряк на высоте от 12 метров;
• использовать ветер со скоростью 10 м/сек.

Колесо должно начинать вращать генератор уже на 2 м/сек. Только в этом случае можно говорить об окупаемости всей конструкции и эффективном использовании мощности ветра.

Если же скорость снизится, хотя бы до 7 м/сек, то энергия ветрогенератора упадет на 50%. А теперь еще раз внимательно посмотрите на карту ветров России…

Однако не все так плохо. Теоретические расчеты можно проверить на практике. Для нашего случая продажа предлагает многочисленные конструкции измерительных приборов — анемометры.

Стоят они не дорого, имеют дополнительные функции измерения температуры, указания текущего времени. Их можно заказать в Китае.

Такой анемометр позволяет реально оценить силу ветра на вашей местности, чтобы проанализировать варианты эксплуатации будущей ветроэлектростанции (ВЭС). А их минимум 2:

1. частичное удовлетворение потребностей в электроэнергии;
2. полный переход на альтернативную энергетику.

Скрытая ошибка — слабый ветер: что умалчивают продавцы

Первая трудность

Обратите внимание на высоту размещения ветряного колеса относительно земли. Подумайте, почему все промышленные ветряки располагают от 25 метров и более.

Ведь это значительно усложняет их установку, эксплуатацию, обслуживание, ремонт. Приходится применять дорогую высотную технику, создавать прочные площадки для ее размещения.

А ответ прост: на высоте от 25 метров скорость ветра намного выше, чем у земли. Все таблицы и справочники с картами ветров создаются в первую очередь для промышленных установок, поднятых в зону 50-70м.

Если вы смонтируете свой самодельный ветрогенератор на 10 метрах, то ветер будет дуть слабее, чем указано в справочнике. А на большую высоту без специальных технических средств поместить ветряк весьма проблематично.

Работу ветряного колеса вызывает не столько скорость передвижения воздушной массы, сколько ее давление на лопасти колеса. А оно зависит еще от веса и плотности атмосферы.

Альтернативные энергетики давно учитывают соотношение, определяющее, что удвоение давления ветра увеличивает в восемь раз вырабатываемую ветрогенератором мощность.

Как влияет зона турбулентности

Работу ветряка, расположенного на небольшой высоте, может значительно осложнять зона турбулентности, которая зависит не только от рельефа местности и формы возвышенности, но и от скорости перемещения воздушных масс.

Молниезащита ветрогенератора

Работающая крыльчатка постоянно трется о воздух, накапливая статическое электричество, как и фюзеляж любого самолета во время полета. Авиаконструкторы успешно решают этот вопрос различными способами.

Промышленные ветрогенераторы тоже снабжены действенной защитой от молнии, разряды которой могут возникнуть в любой момент грозоопасного периода.

Большинство же владельцев частных домов даже не задумывается об этой проблеме, а зря. В лучшем случае у отдельных хозяев можно встретить УЗИП в вводном электрощите, чего явно не достаточно.

Подняв над крышей своего жилища железную конструкцию, которая к тому же вырабатывает электрическое напряжение, они уже создали отличный молниеприемник. Он будет надежно притягивать на себя огромные токи атмосферных разрядов.

Если не обеспечить действенный путь их отвода мимо здания на потенциал земли, то придется постоянно испытывать судьбу, подвергать себя неожиданной опасности.

Как лукавят производители ветряков

Окончательные испытания заводские модели проходят в аэродинамической трубе при идеальной ламинарности потока с равномерной структурой его направленности и высокой плотности.

В реальных условиях частного дома таких условий просто нет. Они больше подходят для движения воздушных масс у промышленных установок, расположенных на большой высоте.

Для самодельных ветрогенератов, смонтированных даже на 10 метрах, условия турбулентности и слабый ветер могут сильно ограничивать раскрутку ротора.

Рельеф местности влияет на удельную мощность. Например, непосредственно под холмом она резко снижается, а на его вершине создаются идеальные условия за счет сжатия аэродинамических характеристик и повышения давления.

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

Изготовление лопастей – один из самых сложных этапов. Тип крыла определяется заранее. Использовать можно материалы:

• поливинилхлорид – это канализационные трубы различного диаметра;
• алюминий – прочный, легкий;
• стекловолокно – используется профессионалами.

Сантехнические магазины предлагают широкий выбор ПВХ труб – они отличаются диаметром, длиной, другими параметрами. Лучше подходят оранжевые (хорошо держат форму, прочнее своих серых аналогов). Важное преимущество – низкая стоимость. Такое решение подходит начинающим.

Алюминий – материал прочный, легкий. Используется в авиастроении, идеальное решение. Минусом является высокая стоимость. Обрабатывать подобный материал сложно, требуются специальный инструмент и определенные навыки. Оснастив ветряк алюминиевыми лопастями можно навсегда забыть об обслуживании винта.

Стеклоткань – прочный, почти невесомый материал. Обработка его требует большого опыта, навыков. Не подойдет изготавливающим домашний ветрогенератор своими руками впервые. Помимо рулонов стеклоткани потребуется подготовить большое количество эпоксидной смолы. Клей такого типа позволяет закрепить слои. Вырезание лопастей требует формирования матрицы. Она придает будущей лопасти форму.

Самостоятельно разработать форму лопасти сложно. Требуются познания в аэродинамике, физике, иных науках. Хорошее решение – использовать уже готовые решения. Например, трубы ПВХ диаметром 20 см.

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.

Мотор

Хорошее решение – использовать асинхронный двигатель. Большое количество зубов, полюсов будет серьезным преимуществом. Например, мотор 1.5 кВт снабжается 36 зубцами, четырехполюсной обмоткой, тонким проводом.

Снизить напряжение до 50 В, поднять силу тока можно путем перемотки проводником большей толщины. 4 полюса заменяются трехфазной 12-ти полюсной обмоткой.

Ротор должен быть выточен под высоту имеющихся магнитов. При использовании асинхронного двигателя комфортное решение – неодимовые магниты шайбовидного типа размером 18×10 мм. Избежать залипания можно путем наматывания скотча. Магниты должны заливаться эпоксидной смолой.

Построенное на основе асинхронного двигателя «выдает» 50 В, 30 А.

Этапы установки ветрогенератора

Процесс монтажа собранного генератора включает основные этапы:

• крепление основания;
• установка мачты.

Поднять мачту проще вдвоем. Особенно если вес штанги составляет несколько десятков килограммов.

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.

Выбор размера и места для размещения

Размер ветряной электростанции является очень важным вопросом для потенциальных покупателей. Для того, чтобы определиться с размерами, вам нужно внимательно изучить – сколько энергии вы потребляете в течение одного месяца? Полученную цифру необходимо умножить на 12 месяцев.

Затем, вам нужно воспользоваться формулой: AEO = 1.64 * D*D * V*V*V.

Она даст возможность рассчитать приблизительное количество электроэнергии, которую вы сможете получить с помощью домашней установки.

Обозначения, которые необходимо знать при использовании формулы:

1. AEO — электроэнергия, которую вы используете за год.
2. D – диаметр ротора, который обозначается в метрах.
3. V – среднегодовая скорость ветра, обозначается в м/сек.

Таким образом, эти подсчёты помогут определить, какой размер генератора вам нужен, в зависимости от вашего расхода электроэнергии.

Задумываясь о приобретении ветряной электростанции для дома, нужно максимально точно изучить все детали связанные с конструкцией, так как от этого зависит то, насколько ваша цель будет удовлетворена.

При размещении ветрогенератора, вам стоит учитывать следующие факторы:

1. Вблизи вашей установки не должно быть деревьев, разнообразных построек и прочего, что могло бы помешать максимальной продуктивности работы вашего генератора.
2. Лучше всего установить ветрогенератор на специально сооружённую конструкцию, которая должна быть на пару метров выше, чем преграды расположенные на расстоянии как минимум 200 метров.
3. Рекомендуется размещать ветроэлектростанции на расстоянии около 30-40 метров от жилых домов, так как они создают определённый шум, который приносит дискомфорт.

Также, вы должны учитывать, что вы не сможете постоянно получать одинаковый результат от вашей ветряной электростанции, так как природные условия меняются, в одном и том же месте могут быть разные порывы ветра, соответственно, и количество получаемой вами энергии будет динамично.

Обзор цен

В большинстве случаев, цена на ветряные электростанции зависит от их мощности. В бытовых условиях вполне достаточно генераторов с мощностью от 5 до 50 кВт.

Более детально о соотношении цен и видах генераторов:

1. Ветрогенераторы с мощностью 3 кВт /48V – примерная стоимость 93 000,00р. Подобные могут быть использованы не только в качестве дополнительного источника электроснабжения, но и основного. Такие модели в состоянии обеспечить электроэнергией коттедж.
2. Ветрогенераторы с мощностью 5 кВт /120V – приблизительно 220 100,00 р. Такая конструкция сможет обеспечить энергией целый дом. Вы сможете одновременно включать достаточно большое количество бытовых электрических приборов.
3. Ветрогенераторы с мощностью 10 кВт/240V – цены в пределах 414 000,00 р. Его достаточно для обеспечения энергией фермерского хозяйства или нескольких домов. Помимо бытовых приборов вы без проблем сможете использовать, к примеру, электрические строительные инструменты весь день. Такие электрогенераторы часто используются для супермаркетов, чтобы обеспечить постоянную работу отделов и видеонаблюдения.
4. Ветрогенераторы с мощностью 20 кВт/240V – цена такого устройства 743 700,00р. Электростанции такого типа являются очень мощными. Они в состоянии обеспечить электроэнергией целую водонапорную систему. В бытовых условиях он сможет более чем полностью обеспечить энергией огромный дом.
5. Ветрогенераторы с мощностью 30 кВт/240V – стоимость в пределах 961 800,00 р. Эта модель является настолько мощной, что сможет обеспечить электрической энергией пятиэтажный дом.
6. Ветрогенераторы с мощностью 50 кВт/380V – приблизительная цена около 3 107 000,00р. Эта модель не рациональна для использования в бытовых условиях, так как она настолько мощна, что сможет с лихвой обеспечить энергией несколько многоэтажных домов.

При покупке домашней электростанции, стоит знать о том, что в большинстве случаев цены указаны за полную комплектацию, но вы можете самостоятельно добавить или исключить определённые составляющие. Это подлежит вашему личному усмотрению.

Срок окупаемости и расчет экономии

Для вашей индивидуальной ветровой установки этот срок – НИКОГДА.

Стоимость ветряка, мачты и доп.оборудования для 2-х киловаттных качественных моделей будет доходить в среднем до 200 тыс. рублей. Производительность таких установок – от 100 до 200квт в месяц, не более. И это при хороших погодных условиях.

Вот и получается вся ваша экономия – это 500 рублей. За 12 месяцев непрерывной работы, набежит уже чуть больше – 6 тысяч.

Но если вспомнить начальные траты в 200тыс., то вернете вы их через тридцать два года! И все это без учета эксплуатационных затрат. А если прикинуть, что средний срок службы хорошего ветряка – около 20лет, то получается, что он окончательно и безвозвратно поломается еще до того, как выйдет на окупаемость.

При этом, 2-х киловаттный агрегат не будет закрывать на 100% ваши потребности. Максимум на треть! Если захотите целиком все подключить от него, то берите 10-ти киловаттную модель, не меньше. Срок окупаемости от этого не изменится.

Но тут уже будут совсем другие габариты и масса.

Способы повышения эффективности работы

Чтобы увеличить эффективность функционирования ветрогенератора, потребуется сменить его рабочие возможности и характеристики в положительную сторону. Во – первых, стоит заняться повышением эффективности чувствительности крыльчатки относительно слабого и неустойчивого ветра.

Для воплощения идеи в реальность рекомендуется использовать «лепестковый парус».

Это своеобразная односторонняя мембрана для потока воздуха, которая свободно пропускает ветер в одностороннем направлении. Мембрана представляет собой непроницаемую преграду для движения воздушных масс в обратном направлении.

Другим методом увеличения КПД ветрогенератора является применение диффузоров либо защитных колпаков, которые отсекают поток с противодействующей поверхности. У каждого из вариантов есть как достоинства, так и недостатки. Однако они в любом случае эффективнее, нежели традиционный образец.

Когда стоит покупать ветряную мельницу (ветряк)

Безусловным фактом является подорожание электроэнергии с каждым годом. Так, еще 10 лет назад, ее цена была на 70% ниже. Мы приведем для вас примерные расчеты и выясним перспективу выхода на окупаемость ветряка, с учетом резкого удорожания электричества.

Рассматривать будем генератор мощностью 2квт.

Ветрогенератор 2 кВТ

Ранее уже упоминалось, что стоимость такой модели около 200 тысяч. Но, учитывая все дополнительные расходы, нужно умножить ее на два. Получится минимум 400 тыс.руб. затрат, при сроке службы в двадцать лет.

То есть, за год получается 20 тысяч. При этом по факту, за этот год агрегат выдаст вам максимум 900 квт. Из-за коэффициента установленной мощности (для маленьких ветряков он не превышает пяти процентов), за месяц вы накрутите примерно 75квт.

К примеру, если взять 1000 квт в год для простоты расчетов, стоимость 1квт/ч полученная от ветряка, для вас составит 20 рублей. То есть при подорожании ТЭС допустим, в 4 раза, стоимость электричества от индивидуального ветрогенератора, будет приходится выше.

Использование ветряка может быть обосновано в двух случаях:

• если поблизости нет внешних электросетей или вам не дают к ним подключаться
• у вас есть дизель генератор, но доставить для него топливо нет возможности

Чтобы ветряная мельница для электричества была для вас хорошей альтернативой, стоит придерживаться основного принципа. Устанавливаться ветряк должен в районе со средне годовой скоростью ветра не менее 5-6 м/с.

В конечном результате, энергия, которую производит ветряк, зависит только от:

• скорости ветра
• площади, которую описывают лопасти

Какую установку выбрать?

Прежде чем ответить на этот вопрос нужно понять ваши требование, финансовые возможности и приоритеты в эксплуатации.
Если вы хотите получать максимум электроэнергии и готовы тратиться на периодическое обслуживание генератора, выберите первый вариант. Вложив единоразово в высокую мачту, и оплатив 1 раз в 5-10 лет замену подшипников или масла, вы получите полную энергонезависимость, и даже, если вы живете в Украине или странах ЕС, сможете продавать излишки электричества.

Высокий уровень шума этой станции требует выбрать максимально удаленное от жилых зданий место. Это момент также нужно учитывать, потому что инфразвук не останется незамеченным вашими соседями.

Если хотите выполнить монтаж самостоятельно, например на невысокой мачте или даже крыше дома, стоят выбрать ветряк с вертикальным ротором. Таких механизмов можно установить несколько на ограниченной площади без потери эффективности их работы.

Чтобы получить эквивалентную выработку в отношении с первым вариантом, необходимо будет поставить 3 ветрогенератора этого типа. Однако, в ценовом эквиваленте получается примерно одинаковая сумма (при условии самостоятельного монтажа).

1.Электрическая мощность.

При выборе установки по этому критерию необходимо определиться в каком качестве будет работать ветровой генератор в системе электроснабжения объекта (дом, дача, промышленное или сельскохозяйственное назначение).

• Это может быть источник аварийного питания, когда к сети генератора будет подключено аварийное освещение и устройства теплоснабжения или водоснабжения, останов которых может привести к аварийной ситуации.
• Основной источник электрической энергии в системе электроснабжения объекта.
• Источник электроснабжения части потребителей (работа параллельно с традиционной сетью электроснабжения).

Определив мощность подключаемых к ветровой электростанции объектов – определяется мощность установки, с учетом коэффициента запаса и возможности развития.

2.Способность установки обеспечивать потребителей электрической энергией в заданный период.

Этот показатель также важен, т. к. он характеризует все элементы системы электроснабжения, их способность вырабатывать, преобразовывать, накапливать и передавать для использования количество электрической энергии в заданный интервал времени.

3.Скорость воздушных потоков обеспечивающих нормальную работу установки.

Этот показатель тоже является основополагающим при выборе модели и ее способности работать в каждом выбранном регионе, где предстоит выполнить монтаж.

Для того чтобы правильно подобрать ветровую электростанцию, в отношении этогокритерия, необходимо изучить ветровые нагрузки в предполагаемом месте монтажа станции и сравнить их с техническими параметрами выбранной модели.

4.Условия эксплуатации.

Данный критерий важен, но не является основополагающим при выборе оборудования.

5.Срок эксплуатации.

Этот показатель дает возможность потенциальному потребителю рассчитать период окупаемости электростанции и время, которое приобретенная установка будет приносить прибыль, без дополнительных капитальных затрат.

6.Стоимость комплекта оборудования.

Цена на отечественные и зарубежные аналоги ветровых электростанций несколько различается, но при желании всегда есть возможность выбрать тот агрегат, который будет соответствовать этому критерию выбора.

Сравним два вида ВЭУ

Видео обзор эксперта в области альтернативных источников энергии

Какие ветряки выбирать

Ну а тем, кто живет далеко от подстанций и ВЛ-0,4кв, стоит приобретать наиболее мощные модели ветряков, какие вы только можете себе позволить. Так как от той мощности, что указана на картинках, вам достанется не более 15%.

Другая категория потребителей, вполне заслужено делает выбор не в пользу китайских заводских моделей, а наоборот, предпочитает самодельные ветряки от мастеров самоучек. Свои выгоды в этом тоже имеются.

В большинстве своем, изобретатели подобных девайсов, это грамотные и ответственные ребята. И практически в 100% случаев, без проблем им можно вернуть установку, если что-то пошло не так, или ее нужно подремонтировать. С этим проблем уж точно не будет.

У промышленных китайский ветряков, внешний вид конечно посимпатичнее. И если вы все-таки решились прикупить именно его, сразу после проверки электродрелью, сделайте профилактический ремонт и замените китайский металлолом на подшипники с качественной смазкой.

Если поблизости от вас есть крупные гнездовья птиц, не помешает закупить дополнительный комплект лопастей.

Птенцы иногда попадают под раздачу крутящейся “мини мельницы”. Пластиковые лопасти ломаются, а металлические гнутся.

А закончить хотелось бы мудростью от тех пользователей, которые не послушались всех доводов и вплотную столкнулись со всеми вышеописанными проблемами. Запомните, самый дорогой флюгер для дома – это ветрогенератор!

ТОП-7: 3-киловатный ветрогенератор Condor Home

Описание

Производится этот серийный продукт в России. Он предназначен для обеспечение энергией отдельно стоящих построек. Он полностью готов показать свои возможности, от покупателя не требует специальных навыков, адаптирован к низким температурам и рассчитан на продолжительный срок эксплуатации.

Если купить ветрогенератор для частного дома, он позволит снизить зависимость от сети энергоснабжения, повысить ее мощность или создает автономную систему на объектах, удаленных от цивилизации.

Особенности

Если вы решили ветрогенератор купить марки Condor Home, значит получите в комплекте контроллер заряда и мачту, высота которой 8-12 метров.

Устанавливается такая конструкция на удаленности от жилого дома на расстоянии 15-150 метров на сварном или бетонном фундаменте.

Основные показатели

• Мачта трубчатая составная – до 12 метров;
• Материал корпуса – пластик или литой алюминий (в зависимости от выбранной модели);
• Диаметр ротора – 2,5-5,2 м;
• Материал для изготовления лопастей – стеклопластик;
• Генератор на неодим-железо-борных (постоянных) магнитах;
• Система торможения – двойная, т.е. электромагнитная и аэродинамическая;
• Контроллеры – на 12 и 24 В.

Технические характеристики

• Стартовая скорость – 2/с;
• Число лопастей – 3;
• Материал лопастей – композит (стекловолокно и полиэфирная смола;
• Мощность при 9 м/с – 3000 В;
• Рабочий диапазон скоростей — 2- 25 м/с (после чего автоматически срабатывает торможение;
• Ротор – диаметр больше 3,7 м;
• Напряжение – 12/24 Вольта;
• Масса – 129 кг.
• Период эксплуатации — 20 лет.

Комплект базовой поставки

• Растяжки мачты – комплект;
• Мачта – 1 шт.;
• Генератор – 1 шт.;
• Лопасти – комплект;
• Ротор – 1 шт.;
• Крепеж – комплект;
• Контроллер – 1 шт.

Классическая схема

ТОП-6: 3 5 Лопасти 600W 24V 48V малый горизонтальный ветрогенератор

Особенности

• Привлекательный дизайн:
• Простая установка и обслуживание;
• Запатентованная модель генератора;
• Низкая скорость запуска и малый крутящий момент;
• Высокий показатель конверсии;
• Низкая вибрация;
• Канавки ступицы и лезвие спроектированы грамотно, т.е. соответствуют ступице и лезвию;
• Используемый тефлоновый высокотемпературный провод не допускает перегрузки генератора;
• Надежные болты.

Применение

Ветрогенераторы купить по цене, которую не назовешь низкой, можно для:

• домашнего использования;
• гибридных уличных фонарей.

Спецификация

• Материал лопастей и корпуса – нейлоновое волокно, литой алюминий;
• Магнит – неодимовый;
• Габариты – 130х40х30 см;
• Колесо ветровое – диаметр 1,9 м;
• Клинок длиной 900 мм;
• Мощность номинальная и высокая – 600 и 620 Вт;
• Масса – 24 кг;
• Начальная, номинальная и безопасная скорость ветра – 2,5 м/с, 11м/с и 45 м/с;
• Напряжение номинальное -24/48 В;
• Число листьев – 3-5;
• Управление – электромагнитная система;
• Температурный режим – 40-80 градусов.

ТОП-5: Ветрогенератор HEFEY HY 600L пятилопастный

Описание

Выбирая ветрогенератор, купить можно и модель HY-600L с пятью лопастями. Предназначена эта маломощная установка для работы в паре с системами энергоснабжения, использующими солнечную энергию. Купить его рекомендуется также как самостоятельную систему для обеспечения энергией дачного или загородного дома не очень большой площади. Для индикации и автономных систем освещения он тоже применяется.

Технические показатели

• Мощность номинальная и максимальная – 600 и 750 Вт;
• Запускается при скорости потока — 2 м/с;
• Номинальная и максимальная скорость ветра — 12 и 50 м/с;
• Диапазон рабочей температуры — -40°+60°С;
• Лопастей – 5;
• Ротор в диаметре – 1,75 м;
• Габариты — 1250х520х250 мм.

Особенности

• Он оснащен пятью лопастями, что обеспечивает запуск при малом ветре;
• В комплект включен контроллер зарядки;
• Минимальный уровень вибрации и шума;
• Торможение аэродинамическое и электромагнитное, обеспечивающее безопасность;
• Практически идеальные лопатки и мачта обеспечивают высокую эффективность;
• Работа конструкции не зависит от погодных условий;
• Высокая стойкость к экстремальным порывам ветра;
• Использование антикоррозийного покрытия;
• Простота установки;
• Малый вес.

ТОП-4: Ветрогенератор 1 кВт Condor Home

Параметры

• Производитель – Россия;
• Тип – наземная станция;
• Производительность – 1кВт*ч.

Описание

У компании большой опыт производства всевозможных ветрогенраторов, купить которые сегодня не составляет проблем. Это дает возможность быстро внедрять разработки в серию и совершенствовать характеристики устройств.

Покупка ветрогенератора – реальный способ решения вопроса электроснабжения частных домов.

Рассматриваемый ветрогенератор мощностью 1 кВт сразу после покупки готов к установке. Он адаптирован к работе при отрицательных температурах и служит для бесперебойной работы на протяжении длительного периода.

Особенности

Покупая ветряк, в его цену включена стоимость контроллера и мачты. Устанавливается он на бетонный фундамент или сварной на минимальном расстоянии 15 метров от постройки.

Технические показатели

• Мачта, собираемая из труб, и закрепляемая с помощью растяжек – 8-12 метров;
• Корпус, выполненный из литого алюминия либо пластика;
• Ротор, диаметр которого составляет 3,3 метра;
• Лопасти стеклопластиковые;
• Тихоходный генератор, использующий постоянные магниты (неодим-железо-бор);
• Система торможения – двойная (электромагнитная и аэродинамическая);
• Контроллер на 12,24,48 вольт.
• Мощность 1000 Вт при 9 м/с;
• Скорость ветра стартовая -2 м/с
• Напряжение – 12/24 В;
• Диапазон скоростей – 3-25 м/с ;
• Лопастей -3;
• Вес (без учета мачты) -80 кг;
• Период эксплуатации – до 20 лет.

Комплект

Он состоит из:

• Мачты – 1 шт.;
• Тросов –комплект;
• Ротора и генератора – по 1 шт.;
• Лопастей – комплект;
• Крепежа – 1 шт.;
• Контроллера и паспорта.

Схема подключения

ТОП-3: Ветрогенератор с вертикальной осью вращения 5 кВт/час (комплект с опорой 9м)

Характеристики

• Производитель – Китай;
• Тип – наземная станция;
• Производительность – 5;
• Ось – вертикальная.

Преимущества

Они отличаются от горизонтально ориентированных областью использования и конструкцией.

Перед ними они имеют весомые преимущества, что важно для тех, кто решил купить ветряк:

• отсутствует необходимость ориентирования на ветер;
• более эффективны такие конструкции в турбулентных ветровых условиях. На таких участках они более надежны;
• установки с вертикальной осью даже на низких скоростях воздушных масс работают эффективно;
• обслуживание необычайно простое, поскольку располагаться они могут на небольшом расстоянии от земли в отличие от горизонтальных, мачта которых располагается в более высоких атмосферных слоях;
• уровень шума у них ниже, как и скорость вращения, поэтому они применяться могут в жилых районах;
• отсутствуют тени от солнца и отрицательный эффект визуальный;
• мощные лопасти;
• безопасны даже для животных и птиц;
• не требуют больших средств для обслуживания;
• длительный срок эксплуатации;
• не нужен фундамент под мачту;
• работу начинают уже при ветре, дующем со скоростью 1,5 м/с;
• корпус влагозащищенный.

Недостатков, к сожалению, у них тоже достаточно. Основным является более низкая эффективность. В отличие от горизонтальных, забирающих до 50 % энергии ветра, у вертикальных этот показатель ограничен 40%. Но, недостаток присутствует лишь у маломощных конструкций мощностью до 1 кВт.

Другим весомым минусом считаются вибрации, порой даже сильные. Снизить их можно варьируя жесткостью мачты. Для этого применяют мачты, у которых низкая частота вибраций (до 1 Гц). Это не допускает резонанса на низких скоростях, делая использование устройств безопасным.

Комплект

В него входят:

• вертикальный 5-киловатный ветрогенератор;
• батарея 200 Ач – 16 шт.;
• инвертор 220В;
• контроллер, управляющий зарядом батарей;
• комплект для монтажа.

Технические показатели

• Ветроколесо диаметром 2,7 м;
• Лопасти – пластмасса армированная стеклом;
• Лопастей – 3 шт.;
• Длина и ширина лопастей – 300 и 50 см;
• Скорость ветра минимальная и оптимальная — 2,5 м/с и 3-30.

ТОП-2: Ветрогенератор WS750

Это еще один вид ветрогенератора, купить который предлагается тем, кто серьезно думает об альтернативном источнике энергии.

Характеристики

• Номинальная мощность – 0,75 кВт;
• Производительность max – 1 кВт;
• (Опционально) напряжение – 24/48 В;
• Ветер стартовый, рабочий и максимальный – 2,3 м/с, 11 и 40 м/с;
• Способ торможения буревого – аэродинамический;
• Ротор – в диаметре 1,8 м;
• Масса – 28 кг;
• Температурный режим — -40/+60 градусов по Цельсию;
• Рекомендованная высота мачты – 6 м;
• Батареи 12В/200 Ач – 2 шт.;
• Сетевое напряжение – 48 В.

ТОП-1: 300W Вертикальная ось ветрогенератора Wind Motorboat Сад

Необычного цвета (красного) китайский ветрогенератор купить с вертикальной осью вращения рекомендуется для использования дома, для оборудования уличного освещения.

Особенности

• Запуск на маленькой скорости;
• Высокая мощность воздушного потока;
• Незначительная вибрация;
• Простое обслуживание и монтаж.

Параметры

• Масса – 11, 74 кг;
• Мощности максимальная и номинальная – 310 и 300 Вт;
• Скорость ветра начальная, номинальная и выживания – 2 метра в секунду, 12 и 45 м/с;
• Напряжение – 12/24В;
• Колесо ветровое в диаметре – 0,9 м;
• Лопастей их нейлонового волокна – 5 шт.;
• Система контроля – электромагнитная;
• Температурный рабочий диапазон — -40 ℃

Отзывы пользователей

В большинстве, пользователи отмечают, что они довольны ветряной электростанцией для дома:

Александр, г. Белгород

«3 года назад построил дом в деревне, отказался от местных электростанций. Установил ветрогенератор на 3 квт. Уже 2 года работает, хватает на содержание дома, хотя расход энергии у меня не так велик».

Евгений, г. Москва

«Приобрёл ветряк производства США, заряжающий аккумулятор 12 V. Использовал 3 года, мощности хватало для света, ноутбука, насоса угольного котла. Неплохой вариант сэкономить, только нужно аккумуляторы выбрать качественные, чтобы дольше служили».

Михаил, г. Чебоксары

« Я считаю, что эта установка нужна для частного дома, так как автономное использование энергии более удобное. Выходит дешевле».

Аркадий, г. Киров

«У меня дом двухэтажный, я купил ветрогенератор 2 квт, 4 аккумулятор 12v 150 ah AGM. Этого хватает с головой на свет, телевизор, холодильник там и т.д.»

За и против установки ветрогенератора

Данное оборудование, как и солнечные батареи, относится к разряду альтернативных источников энергии. Но, в отличии от фотоэлементов, которым нужен солнечный свет, ветрогенератор может эффективно работать 24 часа в сутки, 365 дней в году.

Чтобы уравновесить все эти плюсы и минусы часто делают связку: ветрогенератор с солнечной панелью. Эти установки дополняют друг друга, тем самым снижая зависимость выработки электричества от солнца и ветра.

Преимущества

• Низкая стоимость эксплуатации ветряной электростанции. Здесь не требуется много персонала и не нужно длительное его обучение. А также не требуется замена каких-то дорогостоящих комплектующих;
• Если вы правильно установили ветряную электростанцию, то несколько десятилетий будете получать определённое количество электроэнергии. Причём процесс никак не загрязняет окружающую среду и приносит прибыль, если это генерация электроэнергии не для себя, а на продажу;
• Плюсом является и тот факт, что ветряная электростанция не вредит окружающей среде, как во время работы, так и при аварии или полном разрушении. Вряд ли это можно сказать о тепловых или атомных электростанциях;
• Возобновляемый и бесплатный источник энергии. Ветер не нужно покупать, доставлять и подготавливать к работе на станции. Поэтому прибыль значительно вырастет после того, как установка окупится;
• Рядом с ветряной электростанцией не нужно создавать «мёртвую» зону, как это делается в случае других станций.

Недостатки

Недостатки у ветрогенераторов также имеются. В основном эти сложности, которые можно свести к минимуму.

• Высокая стоимость первоначальных вложений. Для проектирования и строительства ветряной фермы требуются немалые средства. Именно эти траты являются основной статьёй расходов при организации ветряных электростанций;
• Сложность прогнозирования того количества электроэнергии, которое получается за определённый временной интервал. Невозможно угадать, что будет с ветром и будет ли он вообще. Поэтому существуют определённые риски. Здесь остаётся только тщательное планирование и выбор места строительства;
• Ветрогенераторы создают шум при работе. Производители работают над этим и постепенно шум от ветряных станций снижается. Пока остаётся лишь ставить ветряки подальше от жилых домов;
• О лопасти ветряков разбиваются птицы. Тут сложно сказать что-то определённое, поскольку точной статистики на этот счёт нет;
• Есть также некоторые данные об искажении телевизионного сигнала вблизи работающих ветряных станций.

Факты и заблуждения

Малое распространение ветроэнергетических установок и отсутствие опыта общения с ними породили массу заблуждений относительно свойств и воздействия ВЭС на организм человека. Так, широко распространено мнение о необычайно высоком уровне шума, производимого работающим ветрогенератором. Действительно, определенный шум имеется, но его уровень гораздо ниже, чем принято считать. Так, шум от промышленных моделей на расстоянии 200-300 м воспринимается на слух так же, как звук от работающего бытового холодильника.

Другая проблема, которую необоснованно раздувают несведущие люди — создание непреодолимых помех радио и телевизионным сигналам. Этот вопрос был решен раньше, чем о нем узнали пользователи — каждый мощный промышленный ветряк снабжен качественным фильтром радиопомех, способным полностью исключить влияние устройства на эфир.

Люди, живущие поблизости от турбин, будут постоянно находиться в зоне мерцания тени. Это термин, обозначающий некомфортное ощущение от мигающих световых проявлений. Вращающиеся лопасти создают такой эффект, но его значение сильно преувеличено. Даже самые чувствительные люди всегда могут попросту отвернуться от турбины, если случилось оказаться поблизости от нее.

Существуют и другие, надуманные и вполне реально существующие факты, касающиеся работы ВЭС, их воздействия на организм человека и окружающую природу. Част из них является обычными слухами, другая часть настолько преувеличена, что не заслуживает даже обсуждения. Ветроэнергетика — полноценная отрасль, способная решать вопросы энергообеспечения как в солидных масштабах, так и в пределах маленького дачного домика.

Как сделать своими руками роторную ветряную установку

Самодельное изготовление любой ветроэнергетической установки является довольно сложной работой. Многие детали и узлы требуют использования станков и специального оборудования и умения на них работать. Поэтому гораздо разумнее подобрать готовые детали и узлы, а своими руками их при необходимости доработать и выполнить полную сборку.

Одно из серьёзных достоинств ВЭУ роторного типа в том, что она небольшой высоты. При её изготовлении и обслуживании не потребуется высотных работ.

Инструменты и материалы

Если решено сделать своими руками ветроэнергетическую установку роторного типа, то первые шаги на пути к результату должны быть такие:

1. Выбрать вид ротора.
2. Изучить различные конструкции этого вида.
3. Подобрать материалы и готовые узлы для его изготовления.
4. Подготовить соответствующий будущей работе инструмент.

В качестве примера приводится изготовление простейшего маломощного ветряка из готовых деталей с вертикальным ротором для зарядки телефонного аккумулятора. Он делается в порядке, указанном в таблице.

Иллюстрация	Описание действия
	Подготовка комплектующих
	Сборка ротора
	Сборка всего устройства

Чертежи и схемы

Для более мощного и сложного ветрогенератора требуются готовые детали и устройства. Лопасти можно сделать из стандартной 200-литровой металлической бочки. Ротор генератора изготавливается из ступицы тормозного диска от списанного автомобиля и неодимовых магнитов. Чертежи и схемы следует подобрать готовые.

Инструкция по изготовлению

Иллюстрация	Описание действия
	Изготовление лопастей
	Схемы однофазного и трёхфазного генераторов
	Изготовление ротора генератора из ступицы автомобильного колеса
	Генератор из двигателя от стиральной машины

Тестирование устройства

Тестирование электрогенератора заключается в проверке его работы под нагрузкой. На его выход надо подключить электролампу, к выходным клеммам − вольтметр, а в разрыв любого участка цепи включить амперметр.

Самостоятельное изготовление домашней ветродуйки из шагового двигателя

Шаговые двигатели используются во многих электромеханических устройствах, например в принтерах. Если начать вращать вал такого движка, то на его клеммах появится электрическое напряжение. Это означает, что шаговый электродвигатель можно использовать в качестве электрогенератора.

Что подготовить для работы

Перед началом работы следует обзавестись маленьким шаговым электродвигателем, например от принтера. Приготовить электронные компоненты и провода для того, чтобы собрать схему выпрямителя. Потребуются обрезки тонкой листовой стали или алюминия для создания конструкции. И обязательно − мелкий крепёж. Нужен несложный слесарный инструмент и паяльник.

Чертежи и эскизы

Конструкторскую часть можно оформить в виде эскизов. Электродвигатель устанавливается на фанерную пластину по посадочным отверстиям на корпусе моторчика. Схема выпрямителя приведена на рисунке ниже.

Технология изготовления

Двигатель привинтить к фанерной пластине. Для увеличения его оборотов и получения повышенного напряжения можно сделать повышающий обороты редуктор. Для этого, тщательно определив межцентровое расстояние и выбрав параметры зуба, нужно на этой же базовой пластине на оси установить шестерню большего диаметра.

Ручка на ведущей шестерне нужна для проверочных работ и для выработки тока при срочной зарядке микроаккумуляторов.

Проверка работоспособности

Для проверки работоспособности готового устройства к нему подключается USB-тестер. При вращении ручки на мониторе тестера появляется значение величины электрического напряжения.

Испытание надёжности

На надёжность при длительной работе проверяется узел подшипников. От динамических нагрузок и вибраций он может разрушиться. Необходимо непрерывное за ним наблюдение и проверка крепежа.

Заключение (ветряные мельницы для электричества)

Итак, передовой опыт европейцев в использовании ветряных мельниц по добыче электричества, в нашим российских широтах не везде и не всегда преминем. Некоторые пользователи, которые не послушались всех доводов и вплотную столкнулись со всеми вышеописанными проблемами, считают, что самый дорогой флюгер для дома – это ветрогенератор. Поэтому, выбирая ветряные мельницы по модели роторов и их составляющим, руководствуйтесь чужим опытом. С помощью подсказок знающих людей, можно частично решить проблему электротехнических расчетов или, хотя бы, получить четкие ориентиры в этом направлении.

10 альтернативных источников энергии, о которых вы ничего не знали

Тысячи людей каждый день проходят через турникеты при входе на железнодорожные станции. Сразу в нескольких исследовательских центрах мира появилась идея использовать поток людей в качестве инновационного генератора энергии. Японская компания East Japan Railway Company решила оснастить каждый турникет на железнодорожных станциях генераторами. Установка работает на вокзале в токийском районе Сибуя: в пол под турникетами встроены пьезоэлементы, которые производят электричество от давления и вибрации, которую они получают, когда люди наступают на них.

Другая технология «энерго-турникетов» уже используется в Китае и в Нидерландах. В этих странах инженеры решили использовать не эффект нажатия на пьезоэлементы, а эффект толкания ручек турникета или дверей-турникетов. Концепция голландской компании Boon Edam предполагает замену стандартных дверец при входе в торговые центры (которые обычно работают по системе фотоэлемента и сами начинают крутиться) на двери, которые посетитель должен толкать и таким образом производить электроэнергию.

В голландском центре Natuurcafe La Port такие двери-генераторы уже появились. Каждая из них производит около 4600 киловатт-час энергии в год, что на первый взгляд может показаться незначительным, но служит неплохим примером альтернативной технологии по выработке электричества.

Водоросли отапливают дома

Водоросли стали рассматриваться в качестве альтернативного источника энергии относительно недавно, но технология, по мнению экспертов, очень перспективна. Достаточно сказать, что с 1 гектара площади водной поверхности, занятой водорослями, в год можно получать 150 тысяч кубометров биогаза. Это приблизительно равно объёму газа, который выдает небольшая скважина, и достаточно для жизнедеятельности небольшого поселка.

Зеленые водоросли просты в содержании, быстро растут и представлены множеством видов, использующих энергию солнечного света для осуществления фотосинтеза. Всю биомассу, будь то сахара или жиры, можно превратить в биотопливо, чаще всего в биоэтанол и биодизельное топливо. Водоросли — идеальное эко-топливо, потому что растут в водной среде и не требуют земельных ресурсов, обладают высокой продуктивностью и не наносят ущерба окружающей среде.

По оценкам экономистов, к 2018 году глобальный оборот от переработки биомассы морских микроводорослей может составить около 100 млрд долларов. Уже существуют реализованные проекты на «водорослевом» топливе — например, 15-квартирный дом в немецком Гамбурге. Фасады дома покрыты 129 аквариумами с водорослями, служащими единственным источником энергии для отопления и кондиционирования здания, получившего название Bio Intelligent Quotient (BIQ) House.

«Лежачие полицейские» освещают улицы

Концепцию выработки электроэнергии при помощи так называемых «лежачих полицейских» начали реализовывать сначала в Великобритании, затем в Бахрейне, а скоро технология дойдет и до России. Все началось с того, что британский изобретатель Питер Хьюс создал «Генерирующую дорожную рампу» (Electro-Kinetic Road Ramp) для автомобильных дорог. Рампа представляет собой две металлические пластины, немного поднимающиеся над дорогой. Под пластинами заложен электрический генератор, который вырабатывает ток всякий раз, когда автомобиль проезжает через рампу.

В зависимости от веса машины рампа может вырабатывать от 5 до 50 киловатт в течение времени, пока автомобиль проезжает рампу. Такие рампы в качестве аккумуляторов способны питать электричеством светофоры и подсвечиваемые дорожные знаки. В Великобритании технология работает уже в нескольких городах. Способ начал распространяться и на другие страны — например, на маленький Бахрейн.

Самое удивительное, что нечто подобное можно будет увидеть и в России. Студент из Тюмени Альберт Бранд предложил такое же решение по уличному освещению на форуме «ВУЗПромЭкспо». По подсчетам разработчика, в день по «лежачим полицейским» в его городе проезжает от 1000 до 1500 машин. За один «наезд» автомобиля по оборудованному электрогенеретором «лежачему полицейскому» будет вырабатываться около 20 ватт электроэнергии, не наносящей вред окружающей среде.

Больше, чем просто футбол

Разработанный группой выпускников Гарварда, основателей компании Uncharted Play, мяч Soccket может за полчаса игры в футбол сгенерировать электроэнергию, которой будет достаточно, чтобы несколько часов подпитывать LED-лампу. Soccket называют экологически чистой альтернативой небезопасным источникам энергии, которые нередко используются жителями малоразвитых стран.

Принцип аккумулирования энергии мячом Soccket довольно прост: кинетическая энергия, образуемая от удара по мячу, передается крошечному механизму, похожему на маятник, который приводит в движение генератор. Генератор производит электроэнергию, которая накапливается в аккумуляторе. Сохраненная энергия может быть использована для питания любого небольшого электроприбора — например, настольной лампы со светодиодом.

Выходная мощность Soccket составляет шесть ватт. Генерирующий энергию мяч уже завоевал признание мирового сообщества: получил множество наград, был высоко оценен организацией Clinton Global Initiative, а также получил хвалебные отзывы на известной конференции TED.

Скрытая энергия вулканов

Одна из главных разработок в освоении вулканической энергии принадлежит американским исследователям из компаний-инициаторов AltaRock Energy и Davenport Newberry Holdings. «Испытуемым» стал спящий вулкан в штате Орегон. Соленая вода закачивается глубоко в горные породы, температура которых благодаря распаду имеющихся в коре планеты радиоактивных элементов и самой горячей мантии Земли очень высока. При нагреве вода превращается в пар, который подается в турбину, вырабатывающую электроэнергию.

На данный момент существуют лишь две небольшие действующие электростанции подобного типа – во Франции и в Германии. Если американская технология заработает, то, по оценке Геологической службы США, геотермальная энергия потенциально способна обеспечить 50% необходимого стране электричества (сегодня ее вклад составляет лишь 0,3%).

Другой способ использования вулканов для получения энергии предложили в 2009 году исландские исследователи. Рядом с вулканическими недрами они обнаружили подземный резервуар воды с аномально высокой температурой. Супер-горячая вода находится где-то на границе между жидкостью и газом и существует только при определенных температуре и давлении.

Ученые могли генерировать нечто подобное в лаборатории, но оказалось, что такая вода встречается и в природе — в недрах земли. Считается, что из воды «критической температуры» можно извлечь в десять раз больше энергии, чем из воды, доведенной до кипения классическим образом.

Энергия из тепла человека

Принцип термоэлектрических генераторов, работающих на разнице температур, известен давно. Но лишь несколько лет назад технологии стали позволять использовать в качестве источника энергии тепло человеческого тела. Группа исследователей из Корейского ведущего научно-технического института (KAIST) разработала генератор, встроенный в гибкую стеклянную пластинку.

Т акой гаджет позволит фитнес-браслетам подзаряжаться от тепла человеческой руки — например, в процессе бега, когда тело сильно нагревается и контрастирует с температурой окружающей среды. Корейский генератор размером 10 на 10 сантиметров может производить около 40 милливат энергии при температуре кожи в 31 градус Цельсия.

Похожую технологию взяла за основу молодая Энн Макосински, придумавшая фонарик, заряжающийся от разницы температур воздуха и человеческого тела. Эффект объясняется использованием четырех элементов Пельтье: их особенностью является способность вырабатывать электричество при нагреве с одной стороны и охлаждении с другой стороны.

В итоге фонарик Энн производит довольно яркий свет, но не требует батарей-акуумуляторов. Для его работы необходима лишь температурная разница всего в пять градусов между степенью нагрева ладони человека и температурой в комнате.

Шаги по «умной» тротуарной плитке

На любую точку одной из оживленных улиц приходится до 50000 шагов в день. Идея использовать пешеходный поток для полезного преобразования шагов в энергию была реализована в продукте, разработанном Лоуренсом Кемболл-Куком, директором британской Pavegen Systems Ltd. Инженер создал тротуарную плитку, генерирующую электроэнергию из кинетической энергии гуляющих пешеходов.

Устройство в инновационной плитке сделано из гибкого водонепроницаемого материала, который при нажатии прогибается примерно на пять миллиметров. Это, в свою очередь, создаёт энергию, которую механизм преобразует в электричество. Накопленные ватты либо сохраняются в литиевом полимерном аккумуляторе, либо сразу идут на освещение автобусных остановок, витрин магазинов и вывесок.

Сама плитка Pavegen считается абсолютно экологически чистой: ее корпус изготовлен из нержавеющей стали специального сорта и переработанного полимера с низким содержанием углерода. Верхняя поверхность изготовлена из использованных шин, благодаря этому плитка обладает прочностью и высокой устойчивостью к истиранию.

Во время проведения летней Олимпиады в Лондоне в 2012 году плитку установили на многих туристических улицах. За две недели удалось получить 20 миллионов джоулей энергии. Этого с избытком хватило для работы уличного освещения британской столицы.

Велосипед, заряжающий смартфоны

Чтобы подзарядить плеер, телефон или планшет, необязательно иметь под рукой розетку. Иногда достаточно лишь покрутить педали. Так, американская компания Cycle Atom выпустила в свет устройство, позволяющее заряжать внешний аккумулятор во время езды на велосипеде и впоследствии подзаряжать мобильные устройства.

Продукт, названный Siva Cycle Atom, представляет собой легкий велосипедный генератор с литиевым аккумулятором, предназначенным для питания практически любых мобильных устройств, имеющих порт USB. Такой мини-генератор может быть установлен на большинстве обычных велосипедных рам в течение считанных минут. Сам аккумулятор легко снимается для последующей подзарядки гаджетов. Пользователь занимается спортом и крутит педали — а спустя пару часов его смартфон уже заряжен на 100 поцентов.

Компания Nokia в свою очередь тоже представила широкой публике гаджет, присоединяемый к велосипеду и позволяющий переводить кручение педалей в способ получегия экологически безопасной энергии. Комплект Nokia Bicycle Charger Kit имеет динамо-машину, небольшой электрический генератор, который использует энергию от вращения колес велосипеда и подзаряжает ей телефон через стандартный двухмиллиметровый разъем, распространенный в большинстве телефонов Nokia.

Польза от сточных вод

Любой крупный город ежедневно сбрасывает в открытые водоемы гигантское количество сточных вод, загрязняющих экосистему. Казалось бы, отравленная нечистотами вода уже никому не может пригодиться, но это не так — ученые открыли способ создавать на ее основе топливные элементы.

Одним из пионеров идеи стал профессор Университета штата Пенсильвания Брюс Логан. Общая концепция весьма сложная для понмания неспециалиста и построена на двух столпах — применении бактериальных топливных ячеек и установке так называемого обратного электродиализа. Бактерии окисляют органическое вещество в сточных водах и производят в данном процессе электроны, создавая электрический ток.

Для производства электричества может использоваться почти любой тип органического отходного материала – не только сточные воды, но и отходы животноводства, а также побочные продукты производств в виноделии, пивоварении и молочной промышленности. Что касается обратного электродиализа, то здесь работают электрогенераторы, разделенные мембранами на ячейки и извлекающие энергию из разницы в солености двух смешивающихся потоков жидкости.

«Бумажная» энергия

Японский производитель электроники Sony разработал и представил на Токийской выставке экологически чистых продуктов био-генератор, способный производить электроэнергию из мелко нарезанной бумаги. Суть процесса заключается в следующем: для выделения целлюлозы (это длинная цепь сахара глюкозы, которая находится в зеленых растениях) необходим гофрированный картон.

Цепь разрывается с помощью ферментов, а образовавшаяся от этого глюкоза подвергается обработке другой группой ферментов, с помощью которых высвобождаются ионы водорода и свободные электроны. Электроны направляются через внешнюю цепь для выработки электроэнергии. Предполагается, что подобная установка в ходе переработки одного листа бумаги размером 210 на 297 мм может выработать около 18 Вт в час (примерно столько же энергии вырабатывают 6 батареек AA).

Метод является экологически чистым: важным достоинством такой «батарейки» является отсутствие металлов и вредных химических соединений. Хотя на данный момент технология еще далека от коммерциализации: электричества вырабатывается достаточно мало – его хватает лишь на питание небольших портативных гаджетов.

Источники:

http://alkatrion.com/?p=4150
https://texnotoys.ru/avto/samodelnyj-elektrovelosiped.html
https://voltobzor.ru/poleznye-stati/vetryanoj-elektrogenerator-vetryaki-ix-effektivnost-preimushhestva-i-nedostatki
https://recyclemag.ru/article/10-neobychnyh-alternativnyh-istochnikov-energii