Карта ветров России
К сожалению мы часто судим о ветре по флюгеру с пропеллером.
В лучшем случае по анемометру.
Но при этом забываем, что ветряк не в режиме холостого хода вертушки, а должен раскрутить ротор электрогенератора в окружении мощных редкоземельных магнитов.
И это только до тех пор, пока электрический потенциал ветроустановки ниже напряжения аккумуляторной батареи (АКБ).
Далее АКБ становится нагрузкой, и все эти магнитные силовые линии (с правилом Буравчика, левой руки и прочей ахинеей 10-го класса) начинают вредничать и сопротивляться нашим желаниям.
А нам остаётся уповать на штормовые условия или переезжать на южное побережье моря Лаптевых. Чего совсем не хочется.
Для примера:
Любой электромотор с постоянным магнитом – генератор.
Попробуйте провернуть двигатель с постоянными магнитами от детской электрической игрушки.
Чувствуете сопротивление и отсутствие холостого хода?
Если закоротить выводы электродвигателя, сопротивление кручению значительно возрастёт.
Сравнив размер моторчика с ветротурбиной, можно представить нагрузку лопастей и необходимую скорость ветра для достижения номинальных оборотов (читай мощности).
Чем больше площадь ометаемой поверхности (размах ветроколеса), тем сложнее выйти на необходимые обороты.
Это проблемы горизонтальных роторных ветряных электростанций.
Тихоходные конструкции ветроэлектростанций с вертикальной осью вращения снабжены повышающим редуктором.
Вы пытались раскручивать повышающий редуктор? Не говоря уже о том, что конструкция усложняется, увеличивает вес, стоимость, парусность…
В силу вышеизложенного и отсутствия достаточных ветров, статьи типа «Ветер отапливает дом», даже сарказма не вызывают. Здесь совсем печально. Электронагреватель, ТЭН в холодном состоянии имеет низкое сопротивление. И фактически закорачивает обмотки ветрогенератора, что сводит к нулю попытки начать вращение ветроколеса.
Возникает вопрос к «авторам-этузиастам халявного прогресса»: Почему в интернете не найти фото или видео рабочего варианта, лишь рисунки карандашём?
Не говоря уже о том, что «Ветроэлектростанция своими руками из автомобильного генератора».
А кому для эстетики, советую купить дешевый ветрогенератор производства Китай, не хуже прочих.
Не скажу, что солнечные батареи панацея, но в сравнении с топливным электрогенератором, да!
Простой сравнительный расчёт окупаемости можно посмотреть здесь.
Простите дорогие, если разочаровал.
По крайней мере, это разочарование не стоит как ветрогенератор.
Справедливости ради: КПД использования ветрогенератора незначительно возрастает зимой. В условиях более плотного, холодного воздуха и повышенного давления. При одинаковых скоростях ветра, генерируемая мощность увеличивается на 7 – 10%.
Отсутствие листвы и более гладкая, за счёт снежного покрова поверхность земли, также способствует снижению турбулентности и увеличению скорости ветра.
Исходя из карты ветров, следует заметить, что отдаваемая ветрогенератором мощность имеет геометрическую прогрессию. Так при увеличении скорости ветра в два раза, генерируемая мощность возрастает в восемь раз.
Иными словами, если предполагаемое место установки ветрогенератора находится в оранжевой зоне и выше, использование ветроэлектростанции оправдано.
Послесловие, можно не читать:
Понаблюдайте за флюгером.
Большинство ветрогенераторов с горизонтальной осью вращения, значительно чувствительней к смене направления ветра. Этому способствует сопротивляемая ветру площадь ометаемой лопастями поверхности.
Как только начинается поворот ветрогенератора по горизонтальной оси, в силу массы, инерции происходит уход на значительно больший угол отклонения. Парусность ометаемой поверхности способствует этому, вплоть до перпендикулярного или обратного положения направлению ветра. Вследствие чего ветроколесо останавливается, возвращается в рабочее положение и заново начинает выходить на рабочие обороты.
Флюгер в этом отношении ведёт себя корректнее, т.к. пропеллер в режиме холостого хода, отсутствует электромагнитное сопротивление оси вращения ротора генератора.
Стоит добавить к вышеизложенному метод увода ветроколеса от штормовых порывов ветра.
Ветрогенераторы, с высоко расположенным хвостовым оперением (килем), используют метод штормового опрокидывания назад. В итоге конструкция получает много килограммовый удар по штанге в момент опрокидывания и возвращения в рабочее положение. За один порыв ветра происходит несколько попыток опрокидывания. Хорошо если это отдельно стоящая мачта.
С трудом представляю эту конструкцию на крыше дома.
В этом отношении ветрогенераторы с электромагнитным тормозом ветроколеса (замыкание обмоток в случае превышения критических оборотов) предпочтительнее. Но они, как правило интегрально сложнее и дороже.
*Владельцам мини ветрогенераторов AIR X: Есть техническая возможность несколько улучшить ситуацию, путём установки дополнительных трёх лопастей ветроколеса. Важно особо аккуратно произвести разметку и сверление отверстий.