Преход към Новата ера на Водолей 2012 - 2019: Езотерика и непознатото: Космос и Вселена: Мониторинг на околната среда

Когато се случи перестройката, мнозина трябваше да сменят професията си и болезнено да търсят ново приложение за ръцете и ума си. Сред много други опити имах вятърни турбини. Отдадох на това добросъвестно повече от година. Бързо разбрах, че нищо добро няма да се получи без задълбочено проучване. Имаше много неща, които бяха неразбираеми, но постепенно стана ясно. И накрая, седмото копие е спечелило горе-долу в съответствие с изчислените характеристики. Вятърната мелница е замислена като източник на енергия за лятна резиденция с посещение за непълна седмица. Замислен като търговски продукт. Оттук и размерите.

Фигура: 1. Снимка на вятърна мелница.

Диаметър на турбината 1,15 - 1,17 м, три лопатки. Най-обсъжданият въпрос за броя на лопатките беше решен между две и три в полза на три поради факта, че искахме турбината да работи по-уверено при леки ветрове. Проектна скорост 600 - 700 об/мин.

Фигура: 2. Колекторен двигател

Генераторът е колекторен двигател 36V с постоянни магнити, произведен в България. Изглежда, че тези двигатели са били масово използвани в компютри от семейството на ЕС. Диаметър на мотора 80 мм, дължина нещо около 140 мм? Прилежно взех характеристиките му на стойката, използвайки оборотомер, калибрирани товари и т.н. Получава зависимостта на напрежението от скоростта (2.22V * rev/s), вътрешното съпротивление (2.5 Ohm) и загубите на вентилатора (механично за триене и смесване на въздуха).

Оптималното предавателно отношение на умножителя беше планирано да бъде 4, но поради желанието да се изпълни компактно на един етап, той спря на 3.33. (Въпреки че 4 опита). Изрязвам винтови зъбни колела, те издават по-малко шум. Картър не успя, въпреки че за сериала това вероятно е необходимо. Да се маже няколко пъти месечно с твърдо масло е недостойно.

Въртящ се механизъм - свободно движение по резбата. Ъгълът на въртене след 2 - 3 завъртания е ограничен от еластичността на кабела. Това се оказа най-простото и надеждно решение. Главата се върти на дълга резба на половин инчова тръба през съединител. Разбира се, на това място има лека реакция. Първоначално съединителят е направен по-дълъг (60 - 70 мм) и за улесняване на движението е направен жлеб върху резбата, оставени са само горните и долните завои (2 - 2,5 резби). След това се оказа, че реакцията не е толкова ужасна и агрегатът е опростен.

Кабелът от генератора се прекарва в участък от вертикална тръба (нещо около 500 mm) и излиза през тройник в точката, където главата е била прикрепена към мачтата. Еластичността на половин метър дебел кабел беше достатъчна, за да предотврати завъртането на главата в хоризонтална равнина с повече от 1,5 - 2 оборота.

Опитах и версията без опашка, с поток в задната част на турбината, но все пак се спрях на класическата - с лопатка от около 200x400 мм, изпълнена на 70-сантиметров участък от половин инчова тръба. Задната тръба балансира хоризонтално главата на предавателя. Цялата конструкция е затворена с пластмасова канализационна тръба 100 (106) mm. Зад генератора има вертикална точка на въртене и 400 мм парче половин инчова тръба за закрепване към мачтата със стандартен съединител. Там са разположени и изходните клеми на генератора. Спускащата жица отива по-далеч по мачтата отвън, въпреки че можете да я прокарате в тръбата чак до земята.

Парче пластмасова тръба за канализация от 100 (106?) Mm работи перфектно като обвивка. Спира се с един саморез отдолу. Капакът беше отворен отпред и отзад. Приблизително на 8 - 10 mm пролуката между корпуса и предния обтекател навлиза във въздуха за охлаждане на генератора, от задната страна корпусът увисва над стойката на опашната рама с 20 - 25 mm, така че водата да не капе върху резбите.

Опашката на половин инчова пластмасова тръба с острие (около 200x400 mm) е загубена. Докиран с малко тегло и регулиран по дължина, за да балансира главата на мачтата като цяло.

С генераторна маса от 2,5 кг, цялата глава без турбина има маса около 5 кг. Струваше ми се, че това е добър резултат.

Особено си струва да се спомене турбината. Може би най-трудната в технологично отношение единица. Цялата литература, която се появи, беше написана от хора, далеч от аеродинамиката. Повечето от съветниците цитират популярните авиационни профили CLARK Y, BC2 и други. Методите за изчисляване на въздухоплавателни витла и големи турбини бяха напълно неподходящи за малка, нискоскоростна турбина, ориентирана да работи при слаб и среден вятър (3-6 m/s). Стандартната технология за производство на остриета също беше доста трудоемка и най-важното не гарантираше висока точност и повторяемост на профила.

По отношение на профила, при дадените числа на Рейнолдс 40 000 - 60 000, профилът от тип Купфер, Götingen 420 и други подобни се оказаха най-добри. Моделите на самолетите знаят това. Грубо казано, това е само поклон, профилът на крилото Farman или Nieupora по време на Първата световна война. При леки ветрове дава момент, почти 1,5 пъти повече от традиционния, с форма на капка. При високи скорости потокът започва да спира и турбината частично се саморегулира .

Профилът също дърпа технологията.

Заготовка с повърхността на долната част на острието беше изрязана съгласно теоретичния чертеж и шаблоните. След това през слой полиетилен върху лепилото бяха нанесени слоеве дъбов фурнир. В приклада до 10, в края - 3 - 4 слоя. Цялата торта беше внимателно увита с ластик и оставена за ден - два.

След като лепилото се стегне, полуфабрикатът на острието се отстранява от заготовката и сравнително лесно се пречиства в крайната част и по краищата чрез смилане. В крайна сметка, ако се изисква издръжливост, всичко това все още може да се залепи с един слой фибростъкло върху епоксидна смола.

Снимката вдясно показва заготовка за залепване на остриетата. Залепена опаковка от дъбов фурнир е плътно прикрепена към него с гумена лента. В приклада има 8 - 10 слоя, в самия край на острието 3 - 4. След това стъпаловидните слоеве се отстраняват чрез смилане и ръбовете се смилат. Е, формата в плана се коригира според шаблона. Остриетата са леки, твърди и доста еднородни, лесно балансирани. Дъбът обаче е твърде сериозен. Напълно възможно е и нещо по-лесно. По принцип съм луд по липата ... Е, не пречи да я залепите със стъклопласт, ако имате нужда от трайност.

Вляво има две залепени с фибростъкло всестранно остриета от бас дърво от друг, по-ранен модел с залепени гърбици на механизма за смяна на наклона на витлото. При цялата непретенциозност 2000 оборота в минута някак оцеляха.

Парче дърво, внимателно грундирано и боядисано с PF115, ще оцелее един сезон. След съхранение през зимата в неотопляемо помещение не се забелязва специално изкривяване. Но турбината трябва да се съхранява окачена на оста. Не можете да поставите острието до стената.

Турбината беше с резба върху вала и се завинтваше до упор.

Всичко това сглобено е монтирано на височина 5 метра на мачта от половин инчови, три четвърти и инчови тръбни участъци, свързани с адаптерни съединители. Мачтата имаше въртящо се монтиране близо до земята и четирикабелна едностепенна система от стрии, направена от 5-милиметров найлонов шнур. Този дизайн позволява на един човек да повдига/спуска мачтата.

Натоварването беше 12-волтова алкална батерия 55Ah, свързана просто чрез 10A диод. Плюс волтметър и амперметър.

Сложен контролер е разработен като разработка и допълнение. Работното напрежение на генератора трябва да варира, за да се изведе максималната мощност. Най-изгодният режим в този смисъл е фиксиран ток при променливо напрежение. Работата през диод просто дава на батерията точно обратното - относително постоянно напрежение с променлив ток на заряд.

И докато контролерът периодично се вкарваше, пробваше и прибираше у дома, се оказа, че без контролер турбината има някои интересни качества.

Изстрелването е много лесно, с по-малко от 3 м/сек. Освен това турбината бързо набира скорост преди зареждане (около 13-14V). След това увеличаването на скоростта става много бавно, увеличават се само въртящият момент на вала на турбината и зареждащият ток. Разбира се, нарастват и загубите в самия генератор и в падащите проводници. Но генераторът при силен вятър се охлажда ефективно от самия вятър чрез специално предвидени канали. Характерно е, че турбината издава шум по време на ускорение, веднага щом се появи зарядният ток, шумът рязко намалява. Като цяло шумът е доста слаб. Когато спите в страната при силен вятър, той е напълно маскиран от шума на дърветата, ако не знаете, че турбината е инсталирана.

Страхувах се много, че по време на някакъв крясък генераторът просто ще изгори. След това преброи всички възможни загуби и стигна до заключението, че с топлинния капацитет на конструкцията са необходими четиридесет минути, за да се нагрее просто, като заготовка, до 70 - 80 градуса.

Вятърната мелница работи под наблюдение през цялото лято. беше невъзможно да го напусна заради нравите на нашите хора и още нещо: отново се страхувах от шквал, буря. Веднъж вятърът се повиши до 30 - 35 m/s. Под ръка нямаше точен анемометър, но тогава вече бях перфектно ръководен от самата турбина. Достатъчно е веднъж да направите 2 - 3 измервания на напрежението за референтния товар с помощта на анемометъра и да направите таблица - вятърната турбина е свой собствен анемометър. Турбината даваше 900 оборота в минута, генераторът издаваше около 150 - 170 W при 5 - 7A (половината от мощността се губеше в твърде тънки проводници при намаление с около 20 м) мачтата и вятърът ме поклащаха при пориви. Страхувах се, че всичко това ще бъде взривено на пръсти, но изпитанията са изпитания.

Десет пъти уверено спрях турбината „на пълни обороти“, късо съединение на изхода на генератора. В същото време токът спадна до 2 - 3А, а оборотите до 1 - 2 в s. Тогава, въпреки това, някъде шплинтът беше отрязан и всичко подсвирна, трябваше спешно да спусна мачтата.

Основното заключение от този експеримент е, че турбина с ниска мощност може безопасно да бъде блокирана от генератор при силен вятър. Не са необходими допълнителни спирачки. Тогава това лесно се обяснява на теория.

Тук съм пропуснал много експерименти. Два сезона работи в тясно сътрудничество. Опитах Savonius, вертикални остриета и няколко други дизайна. Турбини от 2 до 12 лопатки, автоматични машини за евакуация и др. Той също така направи генератор на постоянни магнити, направи серво задвижване с променлива стъпка на лопатките на турбината и т.н. Нямах време да изграждам само едноострие.

Мога да кажа с увереност

1. Вятърната мелница е много скъпо удоволствие, ако не е играчка. В моя случай това е само осветление, малък електроинструмент (8 - 12 kWh на месец). За тези, които са свикнали да гладят суичърите си в страната с ютия, бензиновият агрегат е много по-евтин.

2. Няма нищо по-добро от класическата винтова турбина, изчислена през 20-те години на миналия век, и не може да има нищо във вятърната енергия. Тук се правят изобретения заради самите изобретения.

3. Вятърната мелница не е самотен бизнес. Вятърна турбина - СИСТЕМА. Без задълбочено разбиране на всички процеси, без познаване на основите на механиката, аеродинамиката, електротехниката, е по-добре да не се включвате в работа с такава сложност. Това не е за аматьори, ако искате да получите нещо наистина работещо в края.

Имаше опит да се направи по-бавна турбина с двустепенен умножител от около 1 до 5. И версия без опашка с ориентация поради ветрилото на самата турбина („обратно към вятъра“, балансиране на тръбата напред).

Но умножителят се оказа труден и турбината не искаше да се завърти при слаб вятър. Също така внедрих витло с променлив ход със серво задвижване (някъде по-рано на снимката на лопатката от него). Но сервото се оказа твърде бавно, за да реагира бързо на поривите на вятъра. И тананикаше безкрайно. След това, докато се движех, разбрах, че за такава бълха това е излишно.

Работата беше интересна, но трябваше да вляза в реалността. Търговският проект на такъв вятърен парк все още се нуждаеше от ревизия, собствените му ресурси започнаха да се топят и тогава се появи нещо, което ми беше познато - импулсни източници. С това се занимавам пета година.

За днес, струва ми се, мечти за вятърна мелница, която загрява пода и захранва ютиите с бойлер, засега трябва да бъдат оставени настрана. Технически е възможно, но струва толкова много, че фантазията на обикновения човек не може да устои.

Но такива малки дачи могат да имат известен успех. Това също не е евтино, но който има нужда от светлина, малък телевизор, мобилен телефон и лаптоп - съвсем.

Това е около 10-15 kWh на месец.