Человек может всё, но не больше

Дата публикации: 7 ноября 2013

Каким человечество было тысячу лет, да что там тысячу – сотню лет тому назад, и каких высот технического развития достигло теперь! Это красноречиво доказывает, что человек может всё, но в рамках своей фантазии. И не больше. Ему даже подчинилась свободная энергия ветра, которая в прошлом столетии причислялась к несбыточным чудесам.

Сегодня никого не удивишь, что ветер может освещать улицы и дома, заряжать батарейки телефонов, заставлять работать телевизоры и радиоприёмники и даже отапливать небольшие дачные коттеджи. Для этого надо иметь под рукой доступные каждому умельцу генератор, лопасти винта, мачту, контроллер, аккумулятор и на выходе к потребителям энергии инвертор.

Всё это последовательно собрать, подсоединить, мачту поставить, и достаточно небольшого дуновения ветерка – и весь механизм заработает и вспыхнет лампочка Эдисона.

Винт на ветру начинает вращаться, в генераторе вырабатывается переменный ток, подаётся на контроллер, из которого выходит уже постоянный ток для зарядки аккумулятора. Здесь накапливается электроэнергия как бы впрок: при временном безветрии потребители всё равно будут работать. Но так как им подавай переменный ток, то этим и занимается прибор под названием инвертор. Таков схематический принцип работы ветрогенератора, или обыкновенного ветряка, сделанного своими руками. Поистине, человек может всё, но не больше своей фантазии. Если её нет – то и летать бы не научились, и по рельсам не ездили.

Бесконечный источник

Автономное электроснабжениеБытует в народе такая полушутливая поговорка: чем больше дров, тем дальше лес, переделанная из известной пословицы. Так и в данном случае, чем больше углубляешься в принцип работы ветровых установок, тем всё сложнее понять природу человеческого разума. В самом деле, как можно было додуматься до такой конструкции ветрогенератора, которая позволяла бы пользоваться ветровой энергией, когда ветер прекратился. Или создать такую установку, которая давала бы ток при полном безветрии, но в солнечный день. И человек подключил на помощь ветру солнечное тепло и теперь на множестве домов в разных точках планеты можно наблюдать сияние солнечных батарей рядом с ветряками.

Автономность работы ветрогенератора подразумевалась в его независимости от традиционных источников питания. Но в последнее время их бесперебойную работу обеспечивают источники солнечной энергии, а также к индивидуальной сети подключают генераторы, работающие на бензине, газе и дизельном топливе. В этой схеме основным источником электропитания является дешёвая ветровая энергия. А затратные генераторы выполняют лишь вспомогательную роль и подключаются к работе в те часы, когда аккумулятор «выдыхается» при безветрии.

Творцы новых невозможностей

Пару абзацев надо рассказать о том, что такое левитация, а потом перейдём к нашей теме работы ветряков. Оказывается, здесь есть прямая связь.

Левитация — это непродолжительный полёт без всяких приспособлений и летательных аппаратов. Вот просто чуть приподнялся и снова приземлился. Короче говоря, это невообразимое, совершенно необъяснимое явление, когда человек, или какой-нибудь предмет вдруг преодолевает притяжение земли и начинает парить на небольшой высоте. Поистине, явление, нарушающее все известные законы физики.

Ясновидящая Ванга предсказывала, что некоторые люди к середине 21 века будут взлетать над землёй без всяких моторов и крыльев. Просто подпрыгнут и полетят. Верится, конечно, с трудом.

И ведь что самое удивительное, невзирая на бесчисленные случаи, причина таких загадочных полётов не укладывается в мозгах. И никто из землян не поверит, что это не фантастика, пока учёные не найдут ответ на вопрос об источнике той энергии, которая способна поднять человека над землёй хотя бы на один сантиметр и на одну минуту.

Вертикальный ветрогенераторТеперь перейдём к разговору о принципе работы вертикального ветряка. Как мы знаем, есть два вида ветрогенераторов – вертикальный и горизонтальный. У вертикального ветряка лопасти насажены на вертикальную ось и ветер ударяет по ним не прямо, а по касательной. Так вот, не падайте со стула: его вращательная работа основана на принципе магнитной левитации, о которой только что шла речь.

Весь блок крыльчатки при вращении приподнимается на оси и не касается нижнего подшипника. В результате чего, трение сводится почти к нулю и КПД намного увеличивается. Но главным достоинством вертикального ветрогенератора является то, что он способен улавливать малейшее движение воздуха и начинать вырабатывать электроэнергию при слабом ветерке. Это увеличивает срок эксплуатации ветряка, снижает до минимума шум от вращения, даёт возможность устанавливать его даже на балконе высотного дома.

Ветрогенераторы с их способностью поднимать лопасти ветряка с помощью магнита занимают сейчас в головах инженеров приоритетное исследование в ветровой энергетике и без всякого сомнения творцы находятся на пороге новых открытий невозможностей.

Щедрость зимних ветров

Загородный дом вдали от городских электросетей. Зимний вечер. На столе горит не тусклая свеча, а пылает электрическая лампочка, работает телевизор и вы с удовольствием наслаждаетесь воскресной телепередачей – концертом «Романтика романса». А за окном буря крутит снежные вихри, зверем завывает и хлещет в окно охапками снежной пыли.

Именно она своим диким ветром бескорыстно дарит вам и свет, и тепло в далёком загородном доме. Там за двором, на пригорке установлена мачта с вертикальным ветрогенератором, который и освещает ваш дом.

Таким же манером есть возможность питать электроэнергией фермерские хозяйства, сельские дома, дачи, промышленные склады, не имеющие стабильного напряжения в электросети. Уже замечено, что именно в зимние месяцы ветровые электростанции дают максимальное количество бесплатного тока.

Не случайно вспомнилась зимняя буря с порывами ветра, каждую секунду меняющего своё направление. Для таких ветров самой подходящей установкой и окажется вертикальный ветряной генератор. Его лопасти прочно стоят вертикально, мгновенно улавливая и принимая на себя любые направления дикого напора воздуха. Им не надо вертеться и поворачивать лопасти винта по направлению ветра. Они стоят себе вертикально и крутят вам электроэнергию. То есть, эти установки способны вырабатывать ток как при слабом дуновении ветерка, так и при ураганной снежной буре.

Этим они очень выгодно отличаются от горизонтальных ветрогенераторов. Срок безремонтной работы составляет у них не менее 16-18 лет и почти не требуют никакого ухода в первые пять лет своей работы. Им совершенно нипочём снегопады, дожди и морозы. Посматривай время от времени и подмазывай смазкой трущиеся детали – вот и весь профилактический уход.

При скорости ветра 12 метров в секунду мощность вертикальных ветрогенераторов доходит до пяти киловатт и накопленная электроэнергия в аккумуляторе через инвертор, преобразующий ток в переменный, одна лампочка мощностью 20 ватт может гореть сутки при полном безветрии. Но такого обычно в природе не наблюдается. Если и стихает ветер на часок-другой, то очень редко. Особенно зимой. Зима всегда была щедрой дарительницей бесплатной электроэнергии.

Семь против одного

Ветряки на крышеОб этом ещё не было сказано ни слова: вращение крыльчатки ветрогенератора начинается посредством возникновения подъёмной силы. Она появляется при ударе ветра об лопасть винта. Как только начинается вращение, мгновенно приходит в движение сердечник генератора и начинает поступать переменный ток на контроллер, где он превращается в постоянный и идёт на зарядку аккумулятора. К потребителям ток поступает от аккумулятора через инвертор, который ток преобразует в переменный и стабильно подаёт его к точкам потребления.

Если энергии не хватает на все приборы-потребители, то можно в помощь ветрогенератору подключить солнечные батареи. Тем более, они очень нужны в той местности, где ветер затихает на несколько дней и аккумуляторные батареи могут полностью разрядиться и обесточить ваш дом.

На помощь безветрию приходят лучи. Стоит только немного потерпеть и солнце взойдёт. Оно всегда так делает. Не сомневайтесь. Значит, обязательно вступят в строй и солнечные батареи и начнут давать желаемый ток. Гибридное применение ветровой и солнечной энергии делает установки незаменимыми. Они приобретают следующие преимущества перед всеми видами источников энергии:

  1. Фактически дают бесплатный ток. Заплатил один раз за установку и десятилетиями пользуйся электроэнергией.
  2. Ветрогенераторы экологически чистые, не выдают на-гора никаких отходов производства.
  3. Относительно бесшумны и не загрязняют атмосферу продуктами горения.
  4. Через несколько лет окупают свою стоимость и дают бесплатную энергию.
  5. Совершенно независимы от капризов централизованной подачи электроэнергии и могут работать бесперебойно со дня запуска установки.
  6. Исключают возможность порчи потребителей скачками напряжения, что повседневно можно наблюдать при централизованной традиционной подаче.
  7. Возможность изначально рассчитать мощность генератора при установке ветряка в соответствии с климатическими ветровыми условиями местности.

Семь достоинств ветрогенератора против одного – случаи обесточивания и полной разрядки аккумулятора при безветрии и полном отсутствии солнечных лучей. Что маловероятно: солнце было, есть и всегда будет. Ветер, или слабое движение воздуха – тоже.

На основании семи достоинств против одного недостатка возникло

Революционное решение: ветряки надо ставить плотно и делать вертикальными.

Если коротко, суть такова. За последние 35 лет сложилось устойчивое мнение, что выгоднее применять ветрогенераторы с горизонтальным расположением оси вращения. И по неизвестной причине принижалась роль ветряков с вертикальной осью. И целых 35 лет ошибочное мнение держало в узде фантазию изобретателей. И вдруг верх взяла революционная идея и была подвергнута, наконец, сомнению версия в пользу горизонтальных ветряков.
Были заданы вполне предсказуемые вопросы:

  1. Почему до сих пор считалось, что вертикальные ветряки намного слабее горизонтальных? – Надо проверить. Проверили.
  2. Откуда взялась теория высокой мачты: чем выше поднимем пропеллер, тем больше получим электроэнергии? — Требуется разобраться. Разобрались.
  3. Можно ли пойти по пути уменьшения стоимости всей установки за счёт уменьшения высоты мачты и перехода на вертикальные установки? – Есть смысл подсчитать. Подсчитали.

И получились сногсшибательные результаты в пользу вертикальных установок, считавшихся ранее маломощными. В результате родилась идея установки нескольких вертикальных ветрогенераторов на невысоких мачтах и вплотную друг к дугу. Их вращающиеся барабаны конструктивно сделаны так, что при одинаковом ветре они вращаются в разные стороны, что не тормозит движение воздуха, а наоборот даёт ему ускорение, пропуская между вплотную стоящих барабанов.

Выигрыши налицо. Мачты низкие, отпадают огромные затраты для их установки — раз. Облегчается уход за ротором, он находится на небольшой высоте – два. Появилась возможность устанавливать ветряки вплотную друг к другу и соединять их цепью в одну более мощную ветровую электростанцию – три. Сократилась огромная площадь, ранее занимаемая двумя-тремя ветряками на большом расстоянии – четыре.

Так мгновенно упал рейтинг пропеллерных горизонтальных ветрогенераторов, которые надо было устанавливать на 80-метровой высоте от земли и на большом расстоянии друг от друга.

Все секции (то есть, ветряки) не будут работать на полную мощность, как и раньше, но ветряная электростанция в комплексе из нескольких ветряков, да ещё подкреплённая солнечными батареями, будет работать стабильно и полностью обеспечит отдельный загородный дом или даже дачный посёлок электроэнергией.

Теперь обратите внимание. Лопасти противоположно вращаются в одной плоскости не препятствуя друг другу и притягивая к себе больше воздуха. За этим каскадом лопастей образуется как бы вакуум, который ещё больше притягивает поток к себе. КПД таких установок намного повышается, по сравнению с отдельно стоящими ветряками.

После всех подсчётов, экспериментов и практических проверок изобретатели пришли к единому революционному мнению: вместо установки ветряков на больших территориях и устройства дорогостоящих высоких мачт для горизонтальных установок можно сооружать вертикальные ветрогенераторы вплотную и на низкой высоте. Экономичнее, выгоднее и с большой отдачей.

Поистине, человек может всё, но не больше своей фантазии. Не было идеи в течение 35 последних лет – не было и такого революционного решения.

В.Ильин

На следующем видео — демонстрация работы самодельного ветрогенератора вертикального типа:

Наверх