Текст
отребность в электроэнергии появляется сразу,
кек только мы становимся обладателями садо-
вого участка или дома в сельской местности.
В этом случае на помощь могут прийти ин диви
дуальные электростанции, как работающие на
нефтепродуктах, так и использующие энергию
ветра, воды и т.п., но купить такие электростан-
ции негде — их нет в продаже. Наиболее экологи-
чески чистый источник электроэнергии - ветер.
Одну из таких электростанций можно сделать своими руками,
например ветроэлектростанцию 1ВЭС). С помощью пропеллера
(или колеса) энергия ветра преобразуется в электрическую энергию
электрогенератором, который заряжает аккумулятор через выпря-
мительное устройство. ВЭС использует восполняемый и бесплатный
источник энергии и не нуждается в постоянном присмотре. Однако
электроэнергия вырабатывается крайне неравномерно - только в
ветреную погоду. Впрочем, малые ветросиловые установки (ветро-
агрегаты), подключенные к аккумуляторной батарее, этот недоста-
ток почти компенсируют.
В качестве аккумуляторных батарей могут использоваться кис-
лотные или щелочные аккумуляторы напряжением 12. 24, 36 В.
Емкость батарей желательно иметь наибольшую (от 50 до 400 А ч).
В домах электрифицированных садоводческих участков ветроагре-
гат с аккумуляторной батареей также может эксплуатироваться в
те часы, когда отключают внешнюю электрическую сеть.
Ветроагрегат устанавливается на мачте любой конструкции вы-
сотой от 4 до 15 м. Чем выше мачта, тем эффективнее будет работать
ветроагрегат, так как с увеличением высоты скорость ветра воз-
растает, а влияние окружающих построек и отдельных деревьев
уменьшается. Ветроустановка работает при скоростях ветра от 5
до 17 м/с. Более сильные ветры могут повредить ветроагрегат.
Здесь рассмотрены некоторые варианты устройства ветроагре-
гата с использованием подсобных средств и материалов. Мощность
сооружаемого ветроагрегата от 50 до 1000 Вт. Ориентировочные
затраты на его постройку — до 300 руб.
Строительство и монтаж ветроагрегата, обслуживание его элект-
рической части должны выполняться с участием специалистов со
строгим соблюдением правил безопасности. Обратить внимание:
крепление мачты и анкеров выполнять с пригрузкой глиной, гра-
вием, с последующим трамбованием и бетонированием; для оттяжек
использовать металлический трос диаметром не менее 5 мм; надеж-
но изолировать всю электрическую систему от влаги; аккумуляторы
и трансформаторы укрыть в помещении. Не попадайте в зону дейст-
вия ветроагрегата во избежание несчастных случаев.
ыбор места установки ветродвигателя ограничен
пределами участка и диктуется соображениями
наименьшем "затеняемости" ветродвигателя от
ветра большими деревьями, домами и другими
сооружениями.
Первоначально необходимо изучить направле-
ния ветров в данном районе. Мачта ветродвига-
теля должна быть установлена на открытом
господствующему направлению ветра месте на
расстоянии 20—30 м от жилых построек. Высота ее должна превы-
шать высоту ближайших строений на 3—5 м. По линии господствую-
щего направления ветра деревьев быть не должно или их следует
спилить.
Если конструкция ветроагрегата такова, что в процессе эксплуа-
тации мачту время от времени нужно будет опускать на землю,
следует позаботиться, чтобы она не повредила садовые насаждения.
Для монтажа и демонтажа мачт, не опускаемых на землю во время
эксплуатации, также необходима свободная площадка. Для мачт
телескопической конструкции это требование не столь жесткое,
так как нижнее звено мачты имеет небольшую высоту.
Расположение ветродвигателя над домом или в непосредственной
близости от него также нежелательно из-за шума и вибрации, соз-
даваемых движущимися частями механизма. Это требование должно
быть выполнено и по отношению к домам соседей. Если на участке
имеется пасека, мачту ветродвигателя надо размещать как можно
дальше от нее, а на время активного лета пчел ветродвигатель необ-
ходимо останавливать из-за опасности массовой гибели пчел и сни-
жения продуктивности пасеки.
Небольшое дуновение ветерка - и ветроколесо выполняет свою
работу. Однако для садового участка требуется не только вода, но
и электроэнергия. В этом случае ветроколесо должно быть связано
с злектрогенератором. Все без исключения генераторы — быстроход-
ные машины, работающие эффективно при частоте вращения
1000 об/мин и выше, поэтому между ветроколесом и генератором
необходимо поставить мультипликатор с большим передаточ-
ным отношением (1:15, 1:20), который следует регулярно сма-
зывать. ,
Большим преимуществом ветроколеса является то, что оно ра-
ботает практически бесшумно и способно вращаться при сравнитель-
но малой скорости ветра. К недостаткам относятся сложная конст-
рукция, громоздкость и тихоходность.
Пропеллер — устройство типа винта самолета (рис. 2, а). Конст-
руктивно пропеллер много проще и легче ветроколеса. Пропеллер
вращается значительно быстрее и в определенных условиях позво-
ляет обойтись без мультипликатора (пропеллер 1 напрямую наса-
живается на вал 5 генератора 7 и образует компактную, легкую и
удобную головку ветродвигателя. Пропеллер 1 крепежными винта-
ми 2 соединяется со ступицей 4. Гайка 3 удерживает ступицу на
валу 5. Шпонка 6 препятствует прокручиванию ступицы на валу). Необ-
ходимо подобрать электрогенератор с небольшой частотой вращения.
Целесообразно выбрать ветродвигатель пропеллерного типа, кото-
рый, однако, отличается повышенным уровнем шума.
ыбор ветродвигателя. От конструкции устройст-
ва. преобразующего энергию ветра в кинетичес-
кую энергию вращающегося вала, зависит конст-
рукция всего ветроагрегата. В настоящее время
имеется два наиболее распространенных типа вет-
родвигателя: ветровое колесо и пропеллер.
Ветровое колесо по конструкции намного
сложнее пропеллера и представляет собой круг-
лую пространственную решетку из лопастей.
изменяющих направление движения воздушного потока. На рис. 1
показана примерная конструкция ветроколеса, состоящая из крес-
товины 1. на которой монтируются малый 2 и большой 3 ободы
колеса. К ободам крепится система криволинейных лопастей 4.
Наклон к плоскости вращения у внутренних концов лопастей боль-
ше. чем у внешних. Лопасти могут выполняться из листовой стали,
алюминиевого или дюралевого листа толщиной 1—2 мм.
Ветровое колесо — тихоходное устройство, соединенное с та-
кими же тихоходными механизмами, например поршневыми насо-
сами, поднимающими воду из скважины колодца в емкость на по-
верхности земли. Сочетание ветроколесо - поршневой насос идеаль-
но. здесь нет промежуточных механизмов типа мультипликатора,
так как штанга поршневого насоса непосредственно связана с кри-
вошипом вала ветроколеса. Кроме того, наличие емкости с водой
не требует сиюминутной работы ветроагрегата.
ыбор электрогенератора (Г). Первым определяю-
щим параметром является частота вращения, ко-
торая должна быть малой, так как и ветровое
колесо, и пропеллер вращаются медленнее генера-
тора. Вторым определяющим параметром являет-
ся мощность, которая требуется владельцу ветро-
двигателя; третьим — надежность.
Если мощность ветроустаноеки 50-100 Вт.
то может быть использован генератор, приме-
няемый на тракторах,марки Г-31 А, мощностью 60 Вт. Это синхрон-
ный шестиполюсный генератор с вращающимися магнитами и шестью
неподвижными кадушками, в которых генерируется электроэнергия
(рис. 3). Катушки парами последовательно соединены между собой,
так что во внешнюю цепь выходят три зажима, четвертый (общий)
зажим присоединен на массу. При малой частоте вращения напряже-
ние на зажимах генератора может оказаться недостаточным для за-
рядки 12-аольтового аккумулятора. В этом случае необходим повы-
шающий трансформатор. К двум зажимам первичных обмоток
трансформатора следует присоединить массу (общий зажим) и три
других зажима генераторе. Таким образом, три группы двухкату-
шечных секций будут соединены параллельно (рис. 4).
Электрогенераторы такого типа хороши тем, что требуют мини-
мального ухода: здесь нет ни угольных (контактных) щеток, ни кол-
лекторе. которые время от времени необходимо чистить. Необхо-
дима лишь периодическая смазка. Масса такого генератора около
7,5 кг.
Для более мощной ветросиловой установки при выборе электро-
генератора следует остановиться на автобусном генераторе, например
Г-2 мощностью 720 Вт, напряжением 12 В. током 60 А. Такой гене-
ратор имеет небольшой диаметр (внешний диаметр статора пример-
но 0.25 м) и при частоте вращения вала 500—600 об/с уже может
давать зарядный ток. Генератор снабжен двумя катушками внешнего
возбуждения, что позволяет иметь мощность, меняющуюся в широ-
ких пределах (рис. 5). Ток возбуждения подводится к катушкам
через три угольные щетки с тремя контактными кольцами и может
изменяться от долей ампера до 1—1,5 А.
Ротор генератора состоит из 6 лар полюсов, статор — из 18 кату-
шек. Шасть параллельных групп катушек соединены в звезду, а их
внешние концы присоединены к трем шинам. Номинальная мощ-
ность генератора 720 Вт, однако, работая в паре с ветродвигателем,
он хорошо обдувается потоком воздуха и его мощность может дос-
тигать 1 кВт. Для того чтобы получить эту мощность, необходимо
также применить мультипликатор (для повышения частоты враще-
ния) с передаточным отношением 1:3. Это усложнит конструкцию,
но увеличит выработку электроэнергии. В качестве мультипликато-
ра можно взять две шестеренки или две звездочки с цепной пере-
дачей.
Использование ременной передачи, даже тиксотропной, вряд
пи обеспечит надежную работу, тем более что все устройство нахо-
дится на высоте и монтаж дополнительного оборудования затруд-
нен.
Поскольку в электромагнитной системе генератора имеется ос-
таточный магнетизм, то с помощью полупроводниковых диодов
можно использовать это явление для самовозбуждения генератора.
Самовозбуждающийся генератор позволяет ветродвигателю легко
трогаться с места и быстро набирать частоту вращения, так как та-
кой генератор практически не дает никакой нагрузки на пропеллер в
начальной стадии раскрутки, когда момент вращении незначителен.
~ 12-18 В
+12 В ~ 12-18 В
Схема зарядки аккумулятора Ак от генератора Г-2 показана
на рис- 6.
На тракторах, двигатели которых запускаются от аккумулятор-
ных батарей, в настоящее время применяются трехфазные генерато-
ры переменного тока (Г-273\/-ХЛ и др.). Тракторные генераторы
подзаряжают аккумулятор при незначительной частоте вращения
двигателя и, следовательно, могут быть использованы о ветроуста-
новках. Ротор генератора двенадцатиполюсный с внешним возбужде-
нием. Ток возбуждения передается на него с помощью двух контакт-
ных колец (рис. 7). Статор имеет 18 катушек, соединенных в звезду.
Генератор, работающий с недобором мощности, может быть соеди-
нен с пропеллером непосредственно. Применение мультипликатора
1:3 значительно увеличит мощность с генератора. Перегрев статора
С катушками практически невозможен, так как вращающийся ротор
и катушки статора не закрываются крышками, что позволяет потоку
воздуха интенсивно их охлаждать.
Все перечисленные генераторы успешно эксплуатировались на
участках садоводческого товарищества "Дзержинец" много лет.
В большинстве установок пропеллер насаживался непосредственно
на вал генератора, отчего его мощность была ниже номинальной.
-- „п ередвча механической энергии в ветродвигателях.
До сих пор, как само собой разумеющееся, прев-
ращение механической энергии ветра в электри-
ческую предполагалось осуществлять наверху вет-
росиловой установки, и соответственно генера-
тор устанавливать в непосредственной близос-
ти от пропеллера или ветроколеса. Передача ме-
ханической энергии вниз и превращение ее в
электрическую на поверхности земли значительно
упростит задачу: электрогенератор не нужно поднимать наверх;
енизу его легче осмотреть, смазать , отремонтировать и т.д. Выше
приводился один случай передачи механической энергии сверху вниз,
когда рассматривалась конструкция ветродвигатель — поршневой
насос. В этом случае устройством, утилизирующим энергию ветра,
являлось ветроколесо, имеющее небольшую частоту вращения. Од-
нако такая передача энергии при сравнительно больших частотах
вращения (200- 600 об/с) затруднительна, так как вертикальный
вал, передающий момент сверху вниз, должен быть тщательно сба-
лансирован, иметь несколько промежуточных подшипников и на
реагировать на постоянное раскачивание мачты.
Можно поступить таким образом: с помощью конического редук-
тор». установленного наверху, уменьшить частоту вращения верти-
кального вала, чтобы не заботиться о его балансировке, а внизу с по-
мощью мультипликатора увеличить частоту вращения до нужного
лостью трубы мачты, которая заливается минеральным маслом 4.
Если рабочий объем гидродвигателя (удельная подача) меньше ра-
бочего объема насоса, то частота вращения гидродвигатолн будет
больше частоты вращения насоса, т.е. пропеллера Выбор удельных
подач обеспечит необходимое передаточное отношение.
Система работает так. Пропеллер вращает вал гидронасоса, насос
по всасывающей трубе засасывает минеральное масло из полости
трубы мачты и под давлением подает его по напорной трубе в напор-
ное отверстие гидродвигатепя. Из отводного отверстия гидродви-
гателя масло поступает снова во внутреннюю полость мачты. Гидро-
двигатель при этом вращается и приводит в движение электрогене-
ратор. Из-за чувствительности к мелким абразивным частицам в сис-
тему ставят фильтр для улавливания. Частота вращения агрегатов
регулируется клапаном напорного или сливного шланга. Перекры-
тый клапан "выключит" ветроагрегат в штормовую погоду. Гидро-
насосы и гидродвигатели подбирают из тракторных или авиационных
значения. В этом случае необходимы промежуточные подшипники.
Применение в передачах редуктора и мультипликатора существенно
снизит КПД установки. Использование гибких валов и цепных пере-
дач нецелесообразно из-за их громоздкости и низкого КПД.
Широкое распространение получил гидропривод, включающий
в себя и гидропередачи. Гидропередачи используют для передачи
момента вращения от ветродвигателя на вал ротора электрогенера-
тора. В гидропередачах энергия передается за счет движения жид-
кости, находящейся под большим давлением; движущиеся элементы
в передаче отсутствуют. Гидропривод обеспечивает требуемое пере-
даточное отношение между входным и выходным звеньями системы.
Предлагаемая схема выглядит так (рис. 8) : наверху мачты монти-
руется гидронасос объемного действия 1 (шестеренчатый марки
НШ-10У на давление 10 МПа, или аксиальноглоршневой марки 210.12
на давление 16 МПа, или др.). Напорная линия 2 от него в виде сталь-
ной трубы диаметром 1/2 или гибкого шланга опускается в полость
мачты, такой же шланг или труба допускается вниз из всасывающего
отверстия насоса на глубину 0,5—0.7 м. Внизу на платформе прива-
ренной к трубе мачты монтируется гидродвигатель 7 с электрогене-
ратором 8. валы которых сочленены обычными муфтами. Напорный
патрубок 6 гидродвигателя присоединяется к напорному шлангу 2
гидронасоса, а сбросной патрубок 5 соединяется с внутренней по-
асчвт мощности ветросиловой установки. Мощ-
ность ветросиловой установки определяется мощ-
ностью ветрового потока, вращающего ветро-
колесо или пропеллер. Мощность ветрового
потока зависит от его плотности и скорости, а
также площади поперечного сечения воздушной
струи, проходящей через ветродвигатель.
В случае ввтрокопеса — это активная площадь
поперечного сечения
F-HlD2 - tfS)/4.
где О — внешний диаметр ветроколеса (расстояние между внешними
концами двух противоположных лопаток); д — внутренний диаметр
ветроколеса (расстояние между внутренними концами двух проти-
воположных лопаток). Поскольку внешний диаметр более чем вдвое
превышает внутренний, для предварительных подсчетов можно поль-
зоваться сокращенной формулой
В случае пропеллерной установки площадью поперечного сечения
считается площадь круга F, ограничиваемого пропеллером при его
вращении (рис- 9), которая вычисляется по формуле (1), где D —
расстояние между крайними точками лопастей пропеллера.
Мощность воздушного потока можно подсчитать, используя
уравнение кинетической энергии для тела массой т. движущегося
со скоростью у,
Е * ту212.
Если а это уравнение вместо массы т подставить массу воздуш-
ного потока, проходящего через попесгчиое сечение в одну секун-
ду (единичную массу ttiq I, получим мощность /V воздушного потока
N-m0y/2.
Электрическая мощность генератора
где 14 — мощность ветрового потока, вычисляемая по уравнению
(2); т?в — КПД ветроколеса или пропеллера; т?г - КПД электроге-
нератора; Т)м — КПД мультипликатора.
Так как некоторые агрегаты ветросиловой установки придет-
ся делать кустарным способом, общий КПД всей установки не пре-
высит 50 %. Используя формулы (1) (4) и задавшись плотностьюр.
скоростью ветра v и общим КПД (1?общ ~ т?в7?гт>м1- можно опреде-
лить диаметр ветроколеса или пропеллера. Обычно для постройки
выбирают диаметр ветроколеса равным 1,5 или 2 м (см. примеры).
При скорости ветра больше 20 м/с осуществляют электрическое
торможение частоты вращения пропеллера. Так , автобусный ге-
нератор Г-2 имеет две обмотки возбуждения, из которых обычно
работает одна. При сильном ветре другая (вторая) обмотка вклю-
чается с помощью максимального реле тока. При этом генерируемая
мощность удваивается, а частота вращения пропеллера снижается до.
безопасной.
Единичная масса может быть выражена через плотность и расход
потока
то ~ PQ ~ pF У,
где р — плотность воздушного потока; у — скорость воздушного
потока.
Подставляя в уравнение (2) уравнение (3), получаем
pF у3/2.
Пример 1. Подсчитаем мощность воздушного потока при ско-
рости ветра у =5 м/с, диаметре пропеллера О» 1.5 м, плотности
воздухар • 1,3 кг/м3. По формуле (3)
Л/ = 1.3-
3,14 1,52
4
8
— = 143,5 Вт.
При скорости ветра у = 10 м/с получаем Л/= 1148 Вт. При у =
= 15 м/с N =3875 Вт.
Пример 2. Посмотрим, как меняется мощность воздушного потока
с увеличением площади, ометаемой пропеллером, т.е. с увеличе-
нием D. Допустим, р • 1,3 кг/м3, у 5 м/с, 0 = 2 м. тогда мощность
воздушного потока
3,14 2
л/- 1аЗ ----------2- =255 Вт; при D -2.2 м
4 2
/V= 1,3
3,14 2,22
4
5
--- = 309 Вт.
2
Как видно из приведенных расчетов, мощность воздушного пото-
ка существенно зависит от диаметра ветродвигателя и в еще боль-
шей степени — от скорости набегающего потока воздуха. Не вся
мощность потока преобразуется в электрическую, а только часть ее.
Рис 13
зготовление пропеллера. Пропеллер диаметром
1.5 м изготовляется следующим образом. Вы-
бирается чистая еловая, осиновая или березовая
доска толщиной 25 мм, шириной 110т120 мм и
гладко выстругивается до толщины 20-23 мм.
Находится центр доски (см. сечение 5-5) и от
него в обе стороны отмеряется по 60—70 мм, по-
мечается рисками (рис. 10). Это центральная
часть доски — ступица, к ней четырьмя болтами
крепится металлический фланец, который надевается на ось ротора
генератора или мультипликатора. Обе половины доски от ступицы
к концам стесываются так, чтобы получились усеченные четырех-
угольные пирамиды поперечным сечением на концах 80 х 10 мм
(см. сечения 3-3.4-4). Далее лицевые поверхности пирамид стесы-
ваются (половина их объема удаляется), причем на одном конце
стесывается одна сторона, на другом - другая. В результате вся
лицевая сторона имеет вид пропеллера. На тыльной стороне по всей
длине доски от ступицы до концов плавно закругляется прямой
угол. Поперечное сечение должно иметь форму поперечного сечения
крыла самолета (см. сечения 1—1, 2-2). Пропеллер окрашивается
масляной краской.
Концы лопастей и его переднюю кромку лучше аккуратно око-
вать гонким алюминиевым листом во избежание преждевременного
изнашивания. Вращающийся пропеллер особенно сильно изнаши-
вается во время града, снегопада или дождя, гак как при скорости
ветра 10 м/с окружная скорость концов лопастей равна 90—100 м/с.
Во время установки пропеллера его следует сбалансировать. Для
этого пропеллер со ступицей подвешивается на оси, лопасти устанав-
ливаются горизонтально и осторожно отпускаются. При этом лопас-
ти должны остаться неподвижными, те. пропеллер считается сбалан-
сированным. Если лопасти стремятся занять вертикальное положе-
ние, то на конце верхней лопасги надежно закрепляется дополнитель-
ный грузик. И проверка повторяется до полной балансировки.
Поскольку в настоящее время нет маломощных тихоходных ге-
нераторов, а применение мультипликатора связано с дополнитель-
ными неудобствами, целесообразно использовать в ветроустановках
два пропеллера одновременно (рис- 11): один из них связывается
с ротором электрогенератора и вращается в одну сторону, другой —
со статором и вращается в противоположную.
Для вращения статора предусматриваются специальные подшип-
никовые опоры и контактные кольца для снятия электроэнергии,
которые можно приобрести в магазинах "Инструменты". Использо-
вание такой схемы аналогично применению мультипликатора с пе-
редаточным отношением 1 : 2.
Простейшая схема зарядки аккумулятора (АК). На рис. 12
дается простейшая схема зарядки аккумулятора от электрогенера-
тора типа Г-2. Выпрямителями трехфаэного тока служат шесть по-
лупроводниковых диодов 1 типа Д305, благодаря которым ток под-
водится к аккумулятору только в нужном направлении. Разрядка
аккумуляторе через обмотку статора исключена. Электрогенератор
в этой схеме работает в режиме самовозбуждения, поскольку диод
2 отсоединяет обмотку возбуждения от аккумулятора.
Удары твердых и жидких частиц при такой скорости сильно повреж-
дают поверхность и особенно набегающие кромки пропеллера.
Каждые год-два пропеллер необходимо красить.
Пропеллер диаметром 1,8 м изготовляется аналогичным образом.
Заготовка имеет размеры: поперечное сечение ступицы 120x23 мм,
конца заготовки 90 х 10 мм.
Быстроходность самодельного пропеллера зависит от толщины
доски, из которой он изготовляется (толщины ступицы). Чем тонь-
ше ступица, тем бьютроходней пропеллер. Слишком тонкие пласти-
ны брать нецелесообразно из-за того, что во время быстрого враще-
ния лопасти пропеллера теряют устойчивость (при этом слышатся
сильные хлопки и снижается частота вращения). За несколько се-
кунд частота вращения восстанавливается, однако потеря устойчи-
вости возникает вновь, и процесс повторяется периодически. Это
приводит к преждевременному износу пропеллера.
омструкции мачт ветродвигателя определяются
в основном мощностью ветросиловой установки.
На садовых участках мачтами для ветродвига-
телей мощностью не более 1 кВт могут служить
отдельные деревянные столбы или металлические
стойки на растяжках.
Деревянная мачта (рис. 13) является наиболее
простой и легко выполнимой. Она представляет
собой центральную стойку высотой около 5 м,
диаметр которой уменьшается по высоте от 0,35 до 0,15 м, с укреп-
ленной на ней с помощью гвоздей деревянной лестницей, не до-
ходящей до верха стойки на 1 — 1,5 м. Материалом для стойки и
лестницы могут служить ель. осина или сосна, так как эти породы
дерева наиболее устойчивы к гниению. Каждая ступень лестницы
прибивается к центральной стойке, кроме того, боковые стойки
лестницы с помощью реек прикрепляются к центральной стойке
с обратной стороны (см. сечение 1—1 на рис- 13), в результате чего
вся конструкция выглядит кек трехгранная призма с большим
развитием по вертикали.
Изготовленную таким образом мачту три человека легко могут
установить вертикально, даже не применяя лебедку. Основание мач-
ты крепится проволокой или стяжными болтами к опорному стол-
бу (желательно железобетонному), врытому в землю на глубину не
менее 1 м. так, чтобы нижний торец мачты был приподнят над по-
верхностью земли на 0.2 — 0,3 м (см. сечение 2—2 на рис. 13).
Опорным столбом может служить, в частности, столб забора
(рис. 14) В этом случае верхний конец мачты расчаливается двумя
боковыми оттяжками, закрепленными на соседних столбах забора,
а роль третьей оттяжки выполняет подпорка, так как в отличие от
боковых оттяжек, работающих только на растяжение, подпорка ра-
ботает также и на сжатие, при этом она не должна терять устойчи-
вости. Диаметр ее должен быть не менее 0,15 м. Нижний конец под-
порки надежно заанкеривается (закрепляется) в грунт.
К верхнему концу мачты 11 (см. рис. 2, б) шурупами 10 крепит-
ся отрезок металлической трубы 9 с приваренным к ному полым
штифтом, на который насаживается так называемая головка ветро-
агрегата, состоящая из металлического стакана 9. электрического
генератора 7. закрепленного хомутом 8 из отрезков металлических
труб, редуктора (если таковой имеется) и "хвоста", необходимого
для сохранения плоскости вращения турбинного колеса (или про-
пеллера) в положении, перпендикулярном направлению ветра.
Кабель от генератора проходит во внутреннюю полость штифта,
затем в наклонное отверстие 12 (см. рис. 2. б), просверленное в
верхнем конце центральной стойки, и выходит наружу, спускаясь
свободно вниз под металлическими скобами, забитыми в централь-
ную стойку. В процессе эксплуатации происходит закручивание
кабеля. Один-два раза в год кабель необходимо раскручивать, делая
несколько оборотов головки ветроагрегата вокруг штифта в нуж-
ном направлении. Раскрутка кабеля не такая уж трудная операция.
Существует вариант конструкции, где энергия от ветроагрега-
та передается через контактные кольца, которые обычно применяют-
ся в генераторах или электродвигателях переменного тока, на ка-
бель. Применение контактных колец сильно усложняет конструкцию
головки ветродвигателя. В этом случае кабель должен быть непод-
вижно закреплен по вертикальной центральной стойке.
При качественном изготовлении и аккуратной эксплуатации мач-
та служит 20—25 лет. При демонтаже мачту обязательно страхуют
временными оттяжками, которые надежно крепятся к ее верхней
части. Обязательно следить за положением основания мачты во из-
бежание ее проскальзывания. После освобождения связи централь-
ной стойки со столбом (основанием), а подпорки с основанием пос-
ледующим регулированием страховочных оттяжек роняют мачту.
противоположно, и одну металлическую подпорку из трубы меньше-
го диаметра (0,075 — 0,1 м), установленную под прямым углом к
линии, соединяющей основания боковых оттяжек. При таком спо-
собе крепления мачты, если головку ветродвигателя сделать непод-
вижной по отношению к мачте и снабдить ее направляющим хвостом,
стояк будет вращаться со всей конструкцией, расположенной навер-
ху.
Важным свойством такой конструкции является возможность
поворачивать ветродвигатель с земли вручную в нужную сторону.
Это позволяет предотвратить воздействие на ветроагрегат фронталь-
ного ветра в штормовую погоду, т.е. делает его более управляемым
и долговечным (в противном случае частота вращения агрегата
может оказаться критической).
Анкерами для крепления оттяжек и подпорок на земле могут
служить крестовины из металлического проката или Т-образные же-
лезобетонные столбики, зарываемые в землю горизонтальной пере-
кладиной. На поверхности должен оставаться длинный конец стол-
бика с оголенной арматурой, к которой крепится оттяжка.
Для подъема металлической мачты обычно используют лебедку
(рис. 16), которая развивает тяговое усилие до 5 кН (500 кгс).
Металлическая мачта (рис- 15) изготовляется из стальных водо-
проводных труб диаметром 0,15—0,2 м. При наличии труб разного
диаметра мачту можно изготовить так, как описано выше,- по лест-
нице можно подниматься наверх и производить установку головки
ветродвигателя, смазывать узлы агрегата и т.д. Однако более удобна
мачта, которую можно наклонять до земли для осмотра и ремонта
головки ветродвигателя.
Металлическую трубу мачты можно выполнить полноповоротной.
Для этого нижний конец трубы должен оканчиваться штифтом, вра-
щающимся в нижнем опорном подшипнике, а боковые растяжки
мачты должны крепиться к обойме подшипника, надетого на верх-
нюю часть мачты. Подшипник следует расположить на 1 — 1.5 м ниже
верхнего конца мачты и опереть его на кольцо, надетое на трубу и
приваренное к ней. Как и в случае деревянной мачты, необходимо
иметь две боковые гибкие оттяжки, направленные диаметрально
Телескопическая металлическая мачта (рис. 17) Из труб разного
диаметра можно сконструировать телескопическую мачту, в кото-
рой верхняя труба выдвигается из нижней с помощью подъемного
механизма. Взяв три трубы длиной по 4 м, можно соорудить мач-
ту высотой 10—11 м. Установка ее в вертикальное положение значи-
тельно проще, так как средняя и верхняя грубы находятся внутри
нижней и вся колонна имеет высоту 4 м. После закрепления нижней
трубы оттяжками с помощью лебедки трубы выдвигаются одна из
другой.
В случае телескопической мачты головка ветродвигателя монти-
руется на высоте первого звена мачты (4 м). поэтому оно должно
быть оборудовано металлической лестницей высотой 3 м. Телескопи-
ческую мачту можно также сконструировать опускающейся на
землю. Впрочем, любая ее конструкция сложна для индивидуального
изготовления.
ВАМ, УМЕЛЬЦЫ!
Вы — счастливый обладатель садового или приуса-
дебного участка. Всем известны проблемы, связанные с
этим. Но Вы не из тех, кто боится трудностей. Мы
приветствуем Ваш энтузиазм и хотим Вам помочь. В
1991 г. Энергоатомиздат продолжает выпускать буклеты
по следующей тематике:
Все о
водоснабжении
садового
участка
Индивидуальная
электростанция,
ветроагрегат
Печи для
Вашей дачи
Доступно рассказывается об
устройстве индивидуального
водоразборного колодца, сква-
жины. погреба и об откачке
воды из него; о прокладке
дренажной системы для отвода
излишней воды и водопровод,
ной сети; устройстве системы
полива
Нетрадиционные и экологичес-
ки чистые источники электро-
энергии (солнце, ветер и др.)
могут служить Вам на дачном
или приусадебном участке. Со-
веты о аыборе места, строи-
тельстве и эксплуатации ватро-
агрогата
Приводятся конструкции, ти-
пы, функциональные схемы,
рабочие чертежи печей, наибо-
лее приемлемых для Вашей да-
чи или дома
Издание для досуга
Долганов Федор Михайлович
ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ. ВЕТРОАГРЕГАТ
Редакторы издательства Н.А. Косолапова, Э.Н. Полякова
Художник А.Я. Коршунов
Художественный редактор В.Ю. Щербаков
Технический редактор Т.Ю. Андреева
Корректор С.Ю. Торокина
Оператор О.А. Пучкова
Н/К
Подписано в печать 14.02.91. Формат 60x901/2- Бумага
офсетная № 2. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,0. Усл. кр.-отт.4,0.
Уч.-изд. л. 1,52. Тираж 200 000экз. Заказ 535. Цена 1 р.
Энергоатомиздат, 113114 Москва, М-114, Шлюзовая наб., 10
Тульская типография Госкомпечати СССР. 300600 Тула,
проспект Ленина. 109
д 220в000000.-рб5— КБ-19-19-90 ©Автор. 1991
051 (01)-91
РАСКЛАДУШКА
оно предварительно
щечку.
пилы, ограждение для кустов, каркас для рюкзака, рама
для тележки и многое другое.
Несколько полезных советов:
1. Чтобы при изгибании трубка не сломалась, ее предва-
рительно плотно набивают песком и закрывают от-
верстия пробками.
2. Зимой вместо песка можно использовать воду. И,
конечно, надо дождаться, чтобы она замерзла.
3. Сверло не соскользнет с поверхности трубки, если
пройдет сквозь деревянную до-
Раскладушку легко превратить во
множество нужных и дефицитных
предметов. Чтобы сделать из несколь-
ких каркасов раскладушек парник
требуется незначительная доработка
каркаса. Более сложная работа по-
требуется для изготовления шезлонга
(кресла). Для соединения труб каркаса используют де-
ревянные втулки, забитые в трубы и зафиксированные
болтами, заклепками или шпильками. Из деталей рас-
кладушки могут быть также сделаны рама для лучковой
М///'
ЖЕЛЕЗНАЯ БОЧКА
860
Нояя до 2 см
РАСКЛАДУШКА
Легче всего из раскладушки сделать
лодку для спокойных водоемов. Для
этого надо лишь снять парусину
вместе с пружинами, жестко закре-
пить несколькими дощечками ножки,
поставить сиденье и натянуть оболоч-
ку из прочной прорезиненной ткани
(перкаля, миткаля, капрона); потребуется 5,5 м при
ширине 620-840 мм. Грузоподъемность лодки 400 кг.
Повысить ее безопасность можно, разместив внутри
одну-две автокамеры или несколько камер от футболь-
ных (баскетбольных) мячей.
Оболочку шьют на швейной машине внахлестку двумя
швами. Ширина нахлеста 25-30 мм. Затем швы с наруж-
ной стороны обезжиривают бензином, на каждый из них
резиновым клеем наклеивают из той же ткани полоски
шириной 25-30 мм и прикатывают валиком (бутылкой).
Верхнюю кромку подгибают, прошивают прочным шну-
ром, с помощью которого оболочку затягивают на
каркасе.
i960
Железная бочке, пожалуй, самый
популярный объект приусадебного
технического творчества.
1. В бочке собирают воду для полива;
перед поливом в воде можно развести
минеральное или органическое удоб-
рение.
2. А можно приготовить органическое удобрение и
самим. Для этого в бочку с водой закладывают траву,
сорняки, добавляют суперфосфат и через две недели в
Вашем "биореакторе* получится жидкое органическое
удобрение, не уступающее по качеству (и запаху)
навозной жиже.
3. Бочка, поднятая над землей (например, на крышу
хозблока) - прекрасный бак для душа. Еще лучше для
этой цели использовать бак для горючего от списанного
грузового автомобиля или трактора.
4. Дырявая бочка может быть использована в качестве
вертикальной грядки с солнечным и биоподогревом.
Для этого в нижнюю часть бочки укладывают мелкие
сучья и ветки, затем кладут слой листвы, органических
остатков - словом, все то, что идет в компостную кучу.
На самом верху - слой плодородной земли.
5. Железная бочка - почти готовая печь для сжигания
веток, сучьев и прочего садового мусора. Процесс
горения будет идти более эффективно, если в ее нижней
части будут проделаны дополнительные отверстия для
притока воздуха.
6. Бочка может служить и мини-погребом. Особенно
полезен подобный погреб при высоком уровне грунто-
вых вод.
7. Бочка-термодинамический насос..
При нагреве небольшого количества воды (200-300 г),
залитой через воронку вентиля 2, расширяющийся
воздух выходит через вентиль 2. После прекращения
нагрева при закрытых вентилях 2и 3 в бочке создается
разрежение и через вентиль 1 происходит всасывание
воды до выравнивания температуры. Сливают воду
через вентиль 3. Вентиль 2 при этом должен быть от-
крытым. Далее цикл повторяется.
холодильник
Отслуживший свой век холодильник,
"выйдя на пенсию", может еще "по-
работать в должности" балконного
овощехранилища. Его теплоизоляция
теперь будет защищать содержимое
от внешнего холода. В качестве
обогревателя в нижней части камеры
может быть установлена электрогрелка или электро-
лампочка мощностью 15-25 Вт (подобрать опытным
путем). Сеет ее, разумеется, не должен попадать на
продукты, для этого лампу лучше закрыть, например,
пустой консервной банкой. Если достанете терморегу-
лятор (например, типа РТЭБ-02-02 Московского опыт-
ного завода ВНИИ электропривода), то, подключив через
него нагреватель, сможете автоматически поддержи-
вать температуру от 0 до +5’С. Положив холодильник
дверкой вверх, Вы превратите его в ларь. Не забудьте
только покрасить его краской, предназначенной для
наружных работ. (В буквенно-числовом обозначении
таких красок первой цифровой должна быть 1, напри-
мер, краска МА-15 подходит, а МА-25 - нет.) Вложенный
внутрь хранилища термометр поможет соблюдать
температурный режим.
Кроме того, корпус холодильника может быть исполь-
зован на даче в качестве мышенепроницаемого про-
дуктохранилища или шкафа для установки газового
баллона.
Из морозильной камеры холодильника рыбаки могут
сделать переносной короб-сиденье.
Bbamanauttci
опоры
Рем»нь
ФЛЯГА
Молочная фляга или фляга из-под
краски может послужить основой для
изготовления небольшой бетономе-
шалки. В зависимости от Ваших
технологических возможностей рама
может быть сделана из труб, уголков,
листового железа (3 мм) и даже
дерева. Поэтому детали конструкции мы не описываем,
а приводим лишь общую схему.
Фляга располагается в наклонном положении на а
вращающихся опорах рамы под углом 20-30 к гори-
зонту так, что она может совершать на них вращение
вдоль продольной оси. От продольного смещения флягу
предохраняет упор, соприкасающийся с центром вра-
щения дна фляги. Постарайтесь точку упора определить
по возможности более точно. Вращающиеся опоры - это
обрезиненные для снижения шума колесики диаметром
5-15 см с шарикоподшипниками: от сумок, тележек,
роликовых коньков, лыжероллеров и т. п.; двигатель
вместе со шкивом - например, от стиральной машины,
вторым шкивом является сам корпус фляги. Для лучше-
го перемешивания раствора следует внутри_ фляги
вдоль образующейлриклепать к стенкам по всей длине
2-4 уголка 40x40 или 50x50 мм.
Если нет двигателя, вращать флягу можно и вручную:
ручку крепим к днищу, а флягу располагаем горизон-
тально. Можно сделать еще проще (что, возможно, и
менее удобно): надеть туго на флягу пару старых авто-
шин или надутых аетокамер, засыпать в нее компо-
ненты смеси, прокатить по дорожке пару раз туда-сюда
и ... готово!
Но при всех упрощениях не следует отказываться от
приклепывания (или привинчивания) внутри фляги
уголков. И постарайтесь сохранить герметичность!
БУТЫЛКА
ЛАБОРАТОРНЫЙ
АВТОТРАНСФОРМАТОР (ЛАТР)
бутылок целый
Песок
65
воткнутая в землю горлышком вниз
емым растением, она в течение нескольких дней может
поддерживать почву влажной;
для предохранения углов грядки от разрушения при
перемещении поливочного шланга;
в качестве кормушки для птиц. Можно подвесить гори-
зонтально молочную бутылку или стеклянную банку. В
полиэтиленовой крышке, закрывающей банку, для синиц
прорезают леток диаметром 36 мм;
в качестве вазочки ... Для этого нужно только плотно
обмотать оригинальной формы бутылку или флакон
бумажной или пеньковой бечевкой.
Лабораторный автотрансформатор
(ЛАТР) на 9А может стать основной
деталью сварочного трансформатора.
Для этого снимают с ЛАТР кожух и всю
арматуру, оставляя лишь обмотку на
сердечнике. Дополнительно изоли-
руют обмотку двумя слоями лакотка-
ни или стеклоткани. Наматывают 65 витков вторичной
обмотки изолированным проводом (или жилой) сечени-
ем не менее 12 мм3 и устанавливают трансформатор
на изолирующей подставке (гетинакс, текстолит)
внутри термостойкого кожуха, но лучше не металличес-
кого, с вентиляционными отверстиями.
На переднюю панель выводят индикаторную неоновую
лампочку (СН-1, СН-2, МН-5), выключатель 220 В, 10 А и
клеммы вторичной обмотки для подключения кабеля -
держателя электрода и кабеля, присоединяемого одно-
временно к детали и земле.
В полученном аппарате можно использовать стальные
электроды диаметром не более 1,6 мм. Толщина свари-
ваемого металла - до 1,5 мм.
Электроды можно сделать и самому. Для этого зачи-
щенную шкуркой стальную проволоку длиной 350 мм
покрывают обмазкой, состоящей из смеси порошкооб-
разного мела (зубного порошка) и жидкого стекла (си-
ликатного клея). Покрытие будет ровным, если проволо-
ку медленно вертикально вытягивать из ванночки со
смесью. Полученные электроды высушивают в верти-
кальном положении. При сварке не забывайте надевать
на лицо защитную маску и подкладывать под ноги
резиновый коврик. Одежда и рукавицы обязательно
должны быть сухими.
для точечного
доверху водой и
рядом с полива-
Бутылка может быть использована:
как строительный блок. Вы, вероятно,
слышали, что уже кто-то построил
себе из собранных
дом;
как мини-резервуар
полива. Заполненная
ТРЕХФАЗНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
Трехфаэный двигатель может рабо-
тать и от однофазной сети. Но если
его обмотки просто подключить к
сети, то вал вращаться не будет.
Проще всего его можно раскрутить с
помощью предварительно на него
намотанного шнура длиной около 1 м.
при этом не подключается.
УНИВЕРСАЛЬНОЕ
ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО
Третья обмотка
Но чаще для подключения к сети используют конден-
саторы: две обмотки двигателя соединяют с сетью на-
прямую, а третью - через фазосдвигающий конденса-
тор. Емкость зависит от напряжения сети, мощности
двигателя и схемы соединения обмоток внутри него.
Для сети 220 В на каждые 100 Вт мощности двигателя
емкость должна быть равна 6-7 мкФ при соединении
обмоток по схеме ’’звезда” и 10-12 мкФ при соединении
обмоток по схеме ’треугольник". Указанные емкости
являются рабочими. Для пуска двигателя необходимо
на короткое время подключать еще и пусковой конден-
сатор, емкость которого в 2,5-3 раза больше, чем
рабочего. Его полезно зашунтировать резистором с
сопротивлением 150-200 кОм. Поставив дополнитель-
ный переключатель, можно легко менять направление
вращения электродвигателя.
Конденсаторы используют бумажные типа МБГО,
МБГП, МБГЧ, КБЛП, КБГ и др. Номинальное рабочее
напряжение должно быть не менее 450 В. Необходимую
емкость можно набирать из нескольких параллельно
соединенных конденсаторов. Полезно знать, что кон-
денсаторами емкостью 4 мкФ укомплектованы все
люминесцентные светильники (в том числе и те, кото-
рые списываются и выбрасываются).
0,1 мяФ
2,0 мкФ
100 КОм
3 О-
~220В
104 >ОМ
130 кОм
В положении 1 заряжают элементы 373 (ток 200 мА)
В положении 2 заряжают батареи 3336Л (ток 100 мА)
В положении 3 заряжают элементы 316 (ток 50 мА)
А теперь давайте попробуем восстановить работо-
способность гальванических элементов и батареек.
Приведем схемы, которые позволяют это сделать. Надо
иметь только в виду, что восстановлению легче подда-
ются элементы и батарейки, разряженные не болев чем
наполовину.
Зарядное устройство для "Кроны" и аккумуляторов
Д-0,1 и 7 Д-0,1
Вам нужне "вечная " лампа? Перегоревшая люминес-
центная лампа прослужит еще очень долго, если сде-
лать для нее новую систему зажигания, в которой нет ни
стартера, ни дросселя.
10 мкФ
600м
6600 мкФ
Л Б—40
6000 мкФ
100 кОм
->-220 в
—0 0-
0-226 Б
-й-
-и—
0-226 Б
Пусков»
КНОПК-З
иерсклюзатеяь
направления
вращении
Эяектмлеигатель
10 мкФ
Силовой трансформатор от лампового радиоприемника
или телевизора может быть использован как источник
безопасного напряжения 6 В для осветительной элект-
ропроводки в подвале, погребе и других сырых местах.
Лампочки и патроны можно использовать мотоциклет-
ные.
Вваренный ниппель
1/3 н
I
ЛЬДОБУР
СТИРАЛЬНАЯ МАШИНА
ОГНЕТУШИТЕЛЬ
Стиральная машина с ручным отжи-
мом, после того, как Вы ее поменяли
на автоматическую (а любые другие
замены почти не имеют смысла), еще
послужит Вам на даче.
Если машина в рабочем состоянии, то
помимо выполнения прямых обязан-
ностей она сможет размешивать минеральные удобре-
ния (Вы уже, вероятно, сталкивались с проблемой
растворения, скажем, суперфосфата).
Машина сломалась. Запчастей в мастерской, а тем
более в магазине, разумеется, нет. Пусть поработает в
приусадебном хозяйстве все, что еще от нее осталось:
Корпус. Набив его послойно сучьями, листвой, ботвой,
торфом и плодородной землей, получим удобную верти-
кальную грядку.
Бак (обычно он изготовлен из нержавеющей стали).
Из него можно сделать 3-4-ведерный бак для питьевой
воды, бак (лучше 2-4 бака) для душевой установки и
даже накопитель для пудр-клозета.
Двигатель. Это привод к точилу или бетономешалке.
Отжимное устройство. С его помощью можно прикаты-
вать фотоотпечатки к пластинам фотогпянцевателя.
Резиновый валик. Заключив его в обойму с ручкой,
получим приспособление для прикатывания приклеива-
емых обоев.
Выключатель с пусковой кнопкой. Очень удобен в систе-
мах, обеспечивающих работу трехфазного двигателя от
однофазной сети, с его помощью можно на краткое
время подключать пусковые емкости.
Корпус огнетушителя можно переде-
лать в ранцевый опрыскиватель. В
верхней части баллона через просвер-
ленное отверстие закрепляют на рези-
новых прокладках воздушный нип-
пель от мотоциклетной камеры. Снизу
в баллон вваривают стальную трубку,
соединяемую через пробковый кран со шлангом. Отвер-
стие в крышке огнетушителя заваривают, а под нее
ставят резиновую прокладку. Распылительную головку
можно взять от аэрозольного баллончика, шланг - от
капельницы, кран - от кружки Эсмарха (т.е. клизмы)
Распылитель
Впаренная трубка
РАДИАТОР ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ
Радиатор водяного отопления сможет работать на
приусадебном участке почти по прямому назначению -
греть. Греть воду. Выкрашенный в черный матовый цвет
и помещенный в застекленный черный ящик с утеплен-
ным дном, он превращается в солнечный коллектор,
который может подогреть воду до 40-50°С.
Остальные подробности на рисунке.
Угол
Стекло
Радиатор
Льдобур на "летних канику-
лах" может бурить в саду
скважины для экономной
подкормки и поливки плодовых
деревьев.
КАССЕТНИЦА
АВТОКАМЕРА
Автокамеру (если целую или хотя бы
надежно латаную) чаще всего исполь-
g2jF зуют в качестве простейшего плав-
средства. Дополнив камеру теми или
иными деталями можно получить:
1) лодку-сапоги для охотника;
2) плотик;
3) байдарку;
4) или даже почти настоящую яхту.
На суше камера также может достойно нести ’мор-
скую" службу;
это очень удобная емкость для душа.
Иэ старой автокамеры можно получить неплохое ведро
Кассетница - хранилище для разно-
образной мелочи: винтов, гаечек,
резисторов, шпулек и т.д.
Чрезвычайно нужная вещь для каж-
дого дома. Ее можно сделать:
1) из спичечных коробков, склеив их в
блок;
zj из. прозрачных пластмассовых упаковок от расти-
тельного масла. Их можно ставить на узенькие полочки
и даже вешать на гвоздики "рядами и колоннами";
3) из консервных банок. Один из способов их компо-
новки показан на рисунке. Для использования в данной
конструкции крышку банки следует отрезать не пол-
ностью, а оставляя небольшой сегмент.
Источником информац»
для данного издания
послужили в OCHOBHl м
публикации журнал^
“Наука я жизнь"
“Юный техник'
“Моделист - комет
руктор" и др
Издание для досуга
Теверовский Артур Юрьевич
НЕЧТО ИЗ НИЧЕГО
Редактор П.А. Молодцова
Художник К.И. Соломянный
Корректор Н.А. Смирнова
Оператор И.Н. Конова
НК
3008000000-042
Т~ 051(0-i)-92 «Б 12-34-91
© Автор, 1992
Подписано в печать 30.10.91. Формат 60x90 ’
Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ.
1,0. Усл. кр.-отт. 4,0. Уч.-изд. л. 1,68. Заказ Г 246
С-042 Тираж 250 000 экз.
Энергоатомиздат, 113114, Москва, М-114, Шлюзоз
наб., 10
Тульская типография. 300600, Тула,
проспект Ленина. 109