Солнечный ветрогенератор “Ангел”

September 3, 2010 by admin Комментировать »

 

   С.В. Севриков, г. Киев

   В ожидании, когда наша индустрия повернется лицом к строительству альтернативных источников электроэнергии, предлагаю читателям рассмотреть мою гибридную конструкцию, которую я назвал солнечный ветрогенератор “Ангел” (СВА). Она обладает свойствами одновременно роторов Дарье, Савониуса и солнечных батарей и способна решить проблему временного обеспечения электроэнергией небольшого дома или дачи.

 

 

 

 

   Последние достижения в области строительства ветрогенераторов позволили создать конструкцию, которую в зарубежной литературе называют как AG Wind – Rotor (рис.1). По сравнению с другими, ее коэффициент полезного действия (КПД) максимальный и составляет 48% (см. таблицу), что . Это объясняется свойств ами ветрогенератора Дарье, который не нужно ориентировать в направления ветра, и его внутренней конструкцией.

 

 

 

 

 

 

   Выход на номинальную мощность возможен при скорости ветра, начиная с 10 м/с. Но уже при скорости 2 м/с ветрогенератор устанавливается в начальное положение. График зависимости мощности от скорости ветра показан на рис.2.

   Второй вид альтернативных источников электроэнергии – солнечные батареи (СБ), хотя их широкое использование ограничено их стоимостью – 2…4 у.е./Вт и выше. Сейчас созданы гибкие пленочные солнечные элементы из аморфного кремния, КПД которых может достигать 15%. Такими элементами оснащают крылья беспилотных самолетов и гелиоавтомоби-лей, где они работают при наличии значительных механических деформаций.

   пустотелая конструкция служит для охлаждения СБ, так как при нагреве солнечного элемента падает мощность батареи. Задняя кромка крыла соединена нервюрой сверху и снизу, что образует своеобразную ловушку для ветра, повышая стартовые возможности ротора. Внутренняя конструкция, как в варианте ротора Савониуса, состоит из двух поверхностей смещенных в противоположные стороны. Они будут  выполнять еще и флюгерные функции, как в варианте AG Wind-Rotor. Это позволит стартовать при скорости ветра менее 2 м/с и соединит возможности роторов двух типов – Дарье и Савониуса в один (рис.4).

   Для ориентации ротора в начале работы служит тело 2 (рис.3). Эти тела в видимых внешних частях своей поверхности имеют полезные площади. Если эти поверхности в зонах 1 и 3 покрыть гибкими солнечными батареями, аналогично варианту с самолетом, то это будет способствовать объединению двух принципиально разных устройств в одно.

   До сих пор ветрогенератор и солнечные батареи работали отдельно как два независимых устройства. Однако от их конструктивного объединения можно получить значительную выгоду.

   Для понимания идеи объединения СБ и ветрогенера-тора рассмотрим тело 4 на боковом разрезе AG Wind – Rotor (рис.3). Внешне оно напоминает разрез крыла. Так как концы ветрогенератора хорошо закреплены сверху и снизу крышками 5, здесь не будет таких больших перегрузок, как у обычного крыла. Наклон крыльев обусловлен потребностью максимального ориентирования в направлении солнца, а их

   Колебания напряжения при оборотах ротора можно уменьшить, равномерно расположив солнечные элементы и использовав ионистор большой емкости или конденсатор.

   Блок автоматики (рис.5) включает в себя зарядное устройство (ЗУ) (рис.б), преобразователь напряжения (PDA150-12-230), управляемый DC/AC-инвертором (рис.7). Уменьшение напряжения на входе инвертора до 11 В сопровождается звуковым сигналом. Одновременно с помощью контактов реле PL-5 подключает на зарядку разряженный аккумулятор.

   Схема ЗУ рассчитана на зарядный ток 8 А. Алгоритм работы индикаторов следующий. Короткая вспышка лампы сигнализирует о начале процесса заряда, красный светоди-од светится при отсутствии аккумулятора или его повреждении (U<10 В), мигание зеленого отражает процесс его зарядки, мигание красного и зеленого светодиодов сигнализирует о процессе подзарядки аккумулятора. Постоянное горение зеленого при выключенном красном свидетельствует о том, что аккумулятор полностью заряжен.

 

 

 

 

   На радиатор моста KBU8G для контроля за превышением допустимой температуры, вызванным зарядным током, надо установить термистор. Семистор ТС106-10-1 надо установить на радиатор площадью 15 см3.

   Как известно, ключевой проблемой для любых типов ветрогенераторов является его “старт”. Эта проблема актуальна при увеличении массы конструкции и уменьшении силы ветра. В “Ангеле” для облегчения старта заложена функция автоматического разворота. Такую возможность дает генератор, так как в его роли выступает двигатель постоянного тока. Нужно к контактам двигателя-генератора, минуя разделительный диод, подключить на короткое время аккумулятор. В эту цепь, последовательно двигателю, следует подключить автомобильную лампочку мощностью 21 Вт, что позволит ограничить и стабилизировать пусковой ток.

 

 

 

 

 

 

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты