Яким людство було тисячу років, та що там тисячу - сотню років тому, і яких висот технічного розвитку досягло тепер! Це красномовно доводить, що людина може все, але в рамках своєї фантазії. І не більше. Йому навіть підкорилася вільна енергія вітру, яка в минулому столітті зараховувалася до нездійсненних чудесам.
Все це послідовно зібрати, під'єднати, щоглу поставити, і досить невеликого подиху вітерця - і весь механізм запрацює і спалахне лампочка Едісона.
Гвинт на вітрі починає обертатися, в генераторі виробляється змінний струм, подається на контролер, з якого виходить вже постійний струм для зарядки акумулятора. Тут накопичується електроенергія як би про запас: при тимчасовому безвітрі споживачі все одно будуть працювати. Але так як їм подавай змінний струм, то цим і займається прилад під назвою інвертор. Такий схематичний принцип роботи вітрогенератора, або звичайного вітряка, зробленого своїми руками. Воістину, людина може все, але не більше своєї фантазії. Якщо її немає - то і літати б не навчилися, і по рейках не їздили.
нескінченне джерело
Автономність роботи вітрогенератора малася на увазі в його незалежності від традиційних джерел живлення. Але останнім часом їх безперебійну роботу забезпечують джерела сонячної енергії, а також до індивідуальної мережі підключають генератори, що працюють на бензині, газі і дизельному паливі. У цій схемі основним джерелом електроживлення є дешева вітрова енергія. А витратні генератори виконують лише допоміжну роль і підключаються до роботи в ті години, коли акумулятор «видихається» при затишності.
Творці нових неможливостей
Пару абзаців треба розповісти про те, що таке левітація, а потім перейдемо до нашої теми роботи вітряків. Виявляється, тут є прямий зв'язок.
Левітація - це нетривалий політ без всяких пристосувань і літальних апаратів. Ось просто трохи підвівся і знову приземлився. Коротше кажучи, це неймовірне, абсолютно незрозуміле явище, коли людина, або який-небудь предмет раптом долає тяжіння землі і починає парити на невеликій висоті. Воістину, явище, що порушує всі відомі закони фізики.
Ясновидиця Ванга передбачала, що деякі люди до середини 21 століття будуть злітати над землею без будь-яких моторів і крил. Просто підскочать і полетять. Віриться, звичайно, важко.
І адже що найдивніше, незважаючи на численні випадки, причина таких загадкових польотів не вкладається в мізках. І ніхто із землян не повірить, що це не фантастика, поки вчені не знайдуть відповідь на питання про джерело тієї енергії, яка здатна підняти людину над землею хоча б на один сантиметр і на одну хвилину.
Весь блок крильчатки при обертанні піднімається на осі і не стосується нижнього підшипника. В результаті чого, тертя зводиться майже до нуля і ККД набагато збільшується. Але головною перевагою вертикального вітрогенератора є те, що він здатний вловлювати найменший рух повітря і починати виробляти електроенергію при слабкому вітерці. Це збільшує термін експлуатації вітряка, знижує до мінімуму шум від обертання, дає можливість встановлювати його навіть на балконі багатоповерхового будинку.
Вітрогенератори з їх здатністю піднімати лопаті вітряка за допомогою магніту займають зараз в головах інженерів пріоритетне дослідження в вітровій енергетиці і без всякого сумніву творці перебувають на порозі нових відкриттів неможливостей.
Щедрість зимових вітрів
Заміський будинок далеко від міських електромереж. Зимовий вечір. На столі горить не тьмяна свічка, а палає електрична лампочка, працює телевізор і ви з задоволенням насолоджуєтеся недільної телепередачею - концертом «Романтика романсу». А за вікном буря крутить снігові вихори, звіром завиває і б'є в вікно оберемками снігової куряви.
Саме вона своїм диким вітром безкорисливо дарує вам і світло, і тепло в далекому заміському будинку. Там за двором, на пагорбі встановлена щогла з вертикальним вітрогенератором, який і висвітлює ваш будинок.
Таким же манером є можливість живити електроенергією фермерські господарства, сільські будинки, дачі, промислові склади, які не мають стабільного напруги в електромережі. Вже помічено, що саме в зимові місяці вітрові електростанції дають максимальну кількість безкоштовного струму.
Не випадково згадалася зимова буря з поривами вітру, кожну секунду змінює свій напрямок. Для таких вітрів найбільш підходящою установкою і виявиться вертикальний вітряної генератор. Його лопаті міцно стоять вертикально, миттєво вловлюючи і приймаючи на себе будь-які напрямки дикого напору повітря. Їм не треба крутитися і повертати лопаті гвинта за напрямком вітру. Вони стоять собі вертикально і крутять вам електроенергію. Тобто, ці установки здатні виробляти струм як при слабкому подиху вітерця, так і при ураганної сніжної бурі.
Цим вони дуже вигідно відрізняються від горизонтальних вітрогенераторів. Термін безремонтної роботи становить у них не менше 16-18 років і майже не вимагають ніякого відходу в перші п'ять років своєї роботи. Їм абсолютно байдуже Оупен морози. Поглядай час від часу і підмазують мастилом деталі, що труться - ось і весь профілактичний догляд.
При швидкості вітру 12 метрів в секунду потужність вертикальних вітрогенераторів доходить до п'яти кіловат і накопичена електроенергія в акумуляторі через інвертор, що перетворює струм в змінний, одна лампочка потужністю 20 ват може горіти добу при повній тиші. Але такого зазвичай в природі не спостерігається. Якщо і стихає вітер на годинку-другу, то дуже рідко. Особливо взимку. Зима завжди була щедрою дарувальниці безкоштовної електроенергії.
Сім проти одного
Якщо енергії не вистачає на всі прилади-споживачі, то можна в допомогу вітрогенератору підключити сонячні батареї. Тим більше, вони дуже потрібні в тій місцевості, де вітер затихає на кілька днів і акумуляторні батареї можуть повністю розрядитися і знеструмити ваш будинок.
На допомогу затишності приходять промені. Варто тільки трохи потерпіти і сонце зійде. Воно завжди так робить. Не сумнівайтеся. Значить, обов'язково стануть до ладу і сонячні батареї і почнуть давати бажаний струм. Гібридне застосування вітрової та сонячної енергії робить установки незамінними. Вони набувають наступні переваги перед усіма видами джерел енергії:
- Фактично дають безкоштовний струм. Заплатив один раз за установку і десятиліттями користуйся електроенергією.
- Вітрогенератори екологічно чисті, не видають на-гора ніяких відходів виробництва.
- Щодо безшумні і не забруднюють атмосферу продуктами горіння.
- Через кілька років окупають свою вартість і дають безкоштовну енергію.
- Абсолютно незалежні від примх централізованої подачі електроенергії і можуть працювати безперебійно з дня запуску установки.
- Виключають можливість псування споживачів стрибками напруги, що повсякденно можна спостерігати при централізованій традиційної подачі.
- Можливість спочатку розрахувати потужність генератора при установці вітряка відповідно до кліматичних вітровими умовами місцевості.
Сім чеснот вітрогенератора проти одного - випадки знеструмлення і повної розрядки акумулятора при затишності і повній відсутності сонячних променів. Що малоймовірно: сонце було, є і завжди буде. Вітер, або слабкий рух повітря - теж.
На підставі семи достоїнств проти одного недоліку виникло
Революційне рішення: вітряки треба ставити щільно і робити вертикальними.
Якщо коротко, суть така. За останні 35 років склалася стійка думка, що вигідніше застосовувати вітрогенератори з горизонтальним розташуванням осі обертання. І з невідомих причин принижувала роль вітряків з вертикальною віссю. І цілих 35 років помилкова думка тримало в узді фантазію винахідників. І раптом верх взяла революційна ідея і була піддана, нарешті, під сумнів версія на користь горизонтальних вітряків.
Були задані цілком передбачувані питання:
- Чому до сих пір вважалося, що вертикальні вітряки набагато слабкіше горизонтальних? - Треба перевірити. Перевірили.
- Звідки взялася теорія високої щогли: чим вище піднімемо пропелер, тим більше отримаємо електроенергії? - Потрібно розібратися. Розібралися.
- Чи можна піти по шляху зменшення вартості всієї установки за рахунок зменшення висоти щогли і переходу на вертикальні установки? - Є сенс підрахувати. Підрахували.
І вийшли приголомшливі результати на користь вертикальних установок, які вважалися раніше малопотужними. В результаті народилася ідея установки декількох вертикальних вітрогенераторів на невисоких щоглах і впритул один до дугу. Їх обертові барабани конструктивно зроблені так, що при однаковому вітрі вони обертаються в різні боки, що не гальмує рух повітря, а навпаки дає йому прискорення, пропускаючи між впритул стоять барабанів.
Виграші у наявності. Щогли низькі, відпадають величезні витрати для їх установки - раз. Полегшується догляд за ротором, він знаходиться на невеликій висоті - два. З'явилася можливість встановлювати вітряки впритул один до одного і з'єднувати їх ланцюгом в одну більш потужну вітрову електростанцію - три. Скоротилася величезна площа, раніше займана двома-трьома вітряками на великій відстані - чотири.
Так миттєво впав рейтинг пропелерних горизонтальних вітрогенераторів, які треба було встановлювати на 80-метровій висоті від землі і на великій відстані один від одного.
Всі секції (тобто, вітряки) не працюватимуть на повну потужність, як і раніше, але вітряна електростанція в комплексі з декількох вітряків, та ще підкріплена сонячними батареями, буде працювати стабільно і повністю забезпечить окремий заміський будинок або навіть дачне селище електроенергією.
Тепер зверніть увагу. Лопаті протилежно обертаються в одній площині трохи перешкоджаючи один одному і притягаючи до себе більше повітря. За цим каскадом лопатей утворюється як би вакуум, який ще більше притягує потік до себе. ККД таких установок набагато підвищується, в порівнянні з окремими вітряками.
Після всіх підрахунків, експериментів і практичних перевірок винахідники прийшли до єдиної революційного думку: замість установки вітряків на великих територіях і будівництва дорогих високих щогл для горизонтальних установок можна споруджувати вертикальні вітрогенератори впритул і на низькій висоті. Економічніше, вигідніше і з великою віддачею.
Воістину, людина може все, але не більше своєї фантазії. Не було ідеї протягом 35 останніх років - не було і такого революційного рішення.