Делаем ветряк своими руками. Секреты формирования хвойных... ("Сделай сам" №3∙2013) (Альманах «Сделай сам») - страница 23
Рис. 1.Схема роторной ветроэлектроустановки:
>1 — лопасти, 2 — крестовина, 3 — вал, 4 — подшипники с корпусами, 5 — соединительная муфта, 6 — силовая стойка (швеллер № 20), 7 — коробка передач, 8 — генератор, 9 — растяжки (4 шт.), 10 — ступени лестницы.
Очень важно запомнить, что ротор должен быть поднят достаточно высоко, чтобы он оказался в зоне свободного ветра и выше зоны завихрений от обтекаемых ветром строений не менее, чем на 3–4 м над землей. Высоко поднятая над землей ветроустановка попутно выполняет функцию молниеотвода, что немаловажно в сельской местности.
В конструкции В. Самойлова ротор состоит из 4 лопастей, что сделано для более равномерного вращения.
Ротор — наиболее важная часть ветроустановки. От его формы и размера лопастей зависят мощность и скорость вращения вала ветродвигателя. Чем больше общая поверхность лопастей, образующих ометаемую поверхность, тем меньше число оборотов ротора.
Вращение ротора происходит за счет аэродинамической несимметричности. Набегающий поперек оси ротора поток ветра соскальзывает с выпуклой стороны лопасти и попадает на противоположный карман лопасти. За счет разности давлений на выпуклую и вогнутую поверхности создается тяга, которая и раскручивает ротор. У такого ротора большой крутящий момент. Ротор диаметром 1 м по мощности соответствует трехлопастному пропеллеру диаметром 2,5 м.
Роторные ветродвигатели работают значительно стабильнее в условиях резких колебаний ветра, чем винтовые. Роторы тихоходны, действуют при любом направлении ветра, но развивают всего 200–500 об/мин.
Роторные ветроколеса от сильного порыва ветра в разнос не идут. От повышения количества оборотов асинхронного генератора на выходе напряжение не растет. Поэтому в этом материале автоматическое изменение угла лопастей ротора в зависимости от скорости ветра не рассмотрено.
Известны различные виды роторных ветроколес на вертикальном валу. Назовем некоторые из них.
1. Четырехлопастное роторное колесо — тихоходное с КПД до 15 % (рис. 2).
Рис. 2. Крепление лопастей ротора на крестовине:
>1 — лопасти, 2 — крестовина, 3 — вал, 4 — болты крепления (М12-М14).
2. Двухъярусное роторное ветрокопесо (рис. 3). Оно проще, обладает более высоким КПД (до 19 %) и развивает большее число оборотов, чем четырехлопастное. При этом необходимо увеличивать диаметр вала для сохранения прочности и жесткости установки.
Рис. 3.Двухъярусное роторное колесо:
>1 — подшипник, 2 — корпус подшипника, 3 — дополнительное крепление вала четырьмя растяжками, 4 — вал.
3. Ветроколесо Савониуса (рис. 4,