Чертежи ветрогенератора Онипко: описание эффективного ветряка для слабого ветра и изготовление для него ротора своими руками

Чертежи ветрогенератора Онипко: описание эффективного ветряка для слабого ветра и изготовление для него ротора своими руками

Содержание
  1. Ветряки для слабого ветра
  2. Для тех, кто предпочитает язык фактов: ветрогенератор Онипко в подробностях
  3. Изготовление лопастей
  4. Промышленные ветрогенераторы: образец для подражания
  5. Ветрогенератор конструкции Онипко
  6. Комплектация ветряков
  7. Лопасти ветрогенератора
  8. Можно ли купить ветрогенератор Онипко
  9. Дополнительные элементы ветряка
  10. Принцип работы
  11. Турбина
  12. Противоречивость конструкции
  13. Материал изготовления
  14. Конструкция ветрогенератора
  15. Как сделать ветрогенератор Онипко своими руками
  16. Характеристики
  17. Значение ветрогенератора Онипко
  18. Структурные особенности и материалы
  19. Есть ли в продаже разработка автора изобретения?

Где найти подробные чертежи ветрогенератора Онипко? Делимся секретами особенностей конструкции, способами её сборки своими руками и основными принципами работы.

Ветряки для слабого ветра

Ветроэнергетика, имевшая невысокую ценность в глазах большинства еще совсем недавно, обретает уверенный подъем и рост. Даже в условиях преобладания слабых и умеренных ветров ведутся серьезные разработки, позволяющие использовать неограниченный природный ресурс с максимальной пользой. Создаются новые, более удачные и эффективные образцы конструкции ветряков, дающие возможность предполагать скорое развитие автономных сельских усадеб.

Единственная проблема — высокая стоимость промышленных моделей, ограничивающая спрос на них у населения. В то же время, дороговизна оборудования способствует самостоятельной разработке и изготовлению собственных образцов, позволяющих производить электричество в тех же количествах, или даже больше.

Европейская часть континента Евразия, исключая прибрежные зоны, имеет преобладающие слабые и умеренные ветра. Использование ветряков обычных горизонтальных конструкций в большинстве регионов малоэффективно. Ресурс устройства в таких условиях используется на ничтожно малый процент, поэтому эффективность крайне низка.

При этом, менее производительные в теории вертикальные модели зачастую выигрывают у горизонтальных, так как имеют более приспособленную для слабых потоков геометрию лопастей, не нуждаются в наведении на ветер, что снижает потери.

Тем не менее, разработки в области горизонтальных роторов продолжаются. Созданы различные устройства, дающие высокие показатели на низких скоростях вращения. Основные направления исследований:

  • создание генератора, дающего высокую производительность при низкой скорости вращения
  • изготовление оптимальной для слабых потоков конструкции крыльчатки, способной уверенно вращаться при слабом ветре

Решение вопроса возможно только при одновременном развитии в обоих направлениях, так как ветрогенератор представляет собой комплекс оборудования, работающий в единой системе. Слабый элемент в комплексе снижает его эффективность, что вынуждает подбирать оборудования в максимальном соответствии всех узлов и деталей.

Уникальные чертежи ветрогенератора Онипко: принцип работы и противоречивость конструкции

Для тех, кто предпочитает язык фактов: ветрогенератор Онипко в подробностях

Прежде всего в ветрогенераторе Онипко обращают на себя внимание объемные лопастные спирали. За внешней привлекательностью здесь скрывается высокая производительность и практически полная бесшумность работы. Разный диаметр и возможность установки на любой высоте, по заверениям ученого, делают его изобретение беспрецедентным и полностью универсальным. В стремлении доказать верность собственных расчетов, Онипко заснял на видео уникальный опыт. Установленные рядом стандартный ветрогенератор и ротор изобретателя работали в условиях одинаковой ветровой нагрузки. При этом классическая модель сильно шумела и при небольшом ветре останавливалась. В свою очередь, ветрогенератор ротор Онипко работал бесшумно и без остановки, несмотря на резкое понижение скорости ветра.

Деятельность изобретателя не осталась без внимания. Сегодня в его коллекции – десятки престижных зарубежных наград и сертификаты участника международных выставок и мероприятий, посвященных альтернативной энергетике. Особый интерес к новому изобретению проявили европейские государства, практический опыт которых по использованию энергии ветра имеет многолетнюю историю. Тем соотечественникам, кто сомневается в уникальных характеристиках и возможностях нового генератора, предлагается увидеть его своими глазами в лабораториях национального аэрокосмического университета города Харьков. Кроме того, аналогичный экспонат создан и в мастерской Онипко. Крупная аэродинамическая труба обладает способностью разгонять ветер до 15 м/с, запуская ротор в работу. Прозрачность используемых моделей не оставляет ни единого шанса быть обманутым и позволяет увидеть весь процесс своими глазами.

Для тех, кто предпочитает язык фактов: ветрогенератор Онипко в подробностях

Онипко уверяет, что сегодня его буквально осаждают специалисты из стран ближнего Зарубежья и Европы – Казахстана, Италии, Германии и других. От них поступают заманчивые предложения по скорейшему внедрению нового устройства в промышленные и бытовые сети альтернативного энергоснабжения. Ученый переживает, что в родной стране его работа оказалась никому не нужна, но надеется, что его поддержат спонсоры. И даже планирует лично присутствовать на открытии промышленного предприятия по выпуску новых генераторов, названных его именем.

По словам самого Алексея Онипко, он своими руками создал новый ветрогенератор по личным чертежам в процессе любительского конструирования в домашней мастерской. Ученый утверждает, что практичность и производительность его устройства рассчитаны с точностью до миллиметра. Разница в 0,5 см может привести к потере мощности на треть или более от уровня номинального уровня.

На сайте Онипко, посвященном его изобретению, указаны следующие преимущества нового ротора:

  • Внушительный диапазон мощностей – от скромных 50 до промышленных 10 000Вт.
  • Способность сохранять скорость вращения при изменении интенсивности воздушного потока.
  • Минимум шума, что позволяет устанавливать генератор в непосредственной близости от жилых домов.
  • Уровень КПД, который пока не смогло продемонстрировать ни одно из аналогичных устройств.
  • Возможность установки на любой высоте без необходимости приобретения мачты.
  • Одновременное задействование энергии подъемной силы крыла и давления ветра.
  • Вариативность изготовления лопастей, для которых может использоваться листовой металл, стекловолокно или пластик.

Изготовление лопастей

Если у вас еще нет опыта в самостоятельном изготовлении винтов для домашней ВЭУ, рекомендуем не искать сложных решений, а воспользоваться простым методом, доказавшим свою эффективность на практике. Заключается он в изготовлении лопастей из обыкновенной канализационной ПВХ трубы. Этот метод прост, доступен и дешев.

thumb_585.jpg

Михаил26 Пользователь FORUMHOUSE

Теперь о лопастях: сделал из 160-й рыжей канализационной трубы со вспененным внутренним слоем. Делал по расчету, представленному на фото.

Чертежи ветрогенератора Онипко: описание эффективного ветряка для слабого ветра и изготовление для него ротора своими руками

«Рыжая» труба упомянута пользователем не случайно. Именно этот материал лучше держит форму, устойчив к температурным перепадам и дольше служит (в сравнении с серыми трубами ПВХ).

Чаще всего в домашней ветроэнергетике используются трубы диаметром от 160 до 200 мм. С них и следует начинать свои эксперименты.

Форма и конфигурация лопастей – это параметры, которые зависят от диаметра трубы, из которой они изготовлены, от диаметра ветроколеса, от быстроходности рабочего винта и других расчетных характеристик. Чтобы не забивать себе голову аэродинамическими расчетами, вы можете воспользоваться готовой таблицей, которую выложил в соответствующей теме нашего портала ее автор. Она позволит определить геометрию лопастей, подставляя в расчетную таблицу свои собственные значения (диаметр трубы, быстроходность винта и т. д.).

thumb_585.jpg

Михаил26

Приноровился пилить электролобзиком. Получается реально быстро и качественно. Примечание: обязательно ставьте большой свободный ход пилки на лобзик, чтобы пилку не закусывало и не ломало.

Промышленные ветрогенераторы: образец для подражания

Не секрет, что альтернативная энергетика действительно позволяет получать электричество буквально из ветра. В странах Европы промышленные ветрогенераторы занимают огромные площади и работают автономно на благо человека.

Промышленные ветрогенераторы

Они имеют огромные размеры, расположены на открытых всем ветрам участках, возвышаются над деревьями и местными предметами.

А еще ветряки установлены на удалении друг от друга. Поэтому случайные поломки и повреждения одного не могут причинить вреда соседним конструкциям.

Эти принципы создания ветровых генераторов будем брать за основу разработки самодельных устройств. Они созданы по научным разработкам,
опробованы уже длительной эксплуатацией, эффективно работают.

Начнем с анализа характеристик местности, на которой планируем создавать ветряную электростанцию.

Ветрогенератор конструкции Онипко

Интересное решение предложил украинский физик Алексей Онипко. Конструкция горизонтального типа представляет собой пространственную фигуру, внешне напоминающую гигантское сверло. Впервые увидевший этот ротор человек испытывает эстетическое удовольствие, настолько он красив в своей сложности и элегантности. Между тем, устройство предназначено далеко не для декоративных целей.

Крыльчатка начинает вращаться уже при скорости ветра 0,3 м/с, делая устройство необычайно чувствительным. Кроме того, отсутствие разрывов значительно снижает шум, возникающий при работе таких устройств. Ротор Онипко практически бесшумен. Также удачно найдена конструкция, использующая поток ветра в пределах окружности крыльчатки целиком.

Разработка коллектива Онипко (он работает не в одиночку, трудится целый коллектива) получила широкое признание на Западе. Так, в 2013 году конструкция получила Гран-при на Всемирном конкурсе в Нюрнберге, была признана наиболее удачной и эффективной разработкой в мире.

Мировое признание, тем не менее, не способствует пока еще массовому производству ветряка. Разработка находится в стадии подготовки к производству, ведется поиск инвесторов. При этом, отдельные устройства, созданные по схеме Онипко, создаются и успешно работают в некоторых установках.

Комплектация ветряков

Вертикальный, как правило, состоит из таких деталей:

  • турбина
  • хвост
  • ориентирующий против потока ротор
  • мачта с растяжками
  • генератор
  • аккумуляторы
  • инвертор
  • контроллер заряда аккумулятора
  • сеть

Лопасти ветрогенератора

Чертежи ветрогенератора Онипко: описание эффективного ветряка для слабого ветра и изготовление для него ротора своими руками

Отдельно хотелось бы затронуть тему лопастей, от их количества и материала, из которого они сделаны, напрямую зависит эффективность работы установки. Исходя из их количества, они бывают одно- двух-трёх и многолопастные. Последние характеризуются числом лопастей больше пяти, они обладают большой инерцией и КПД,, за счёт чего могут использоваться для работы водяных насосов. На сегодняшний день уже разработан довольно эффективный в работе, способный ловить потоки воздуха без лопастей. Он работает по принципу парусника, он ловит порывы воздуха, из-за чего двигаются поршни, что размещаются в верхней части, сразу за тарелкой.

Чертежи лопасти.
Чертежи ветрогенератора Онипко: описание эффективного ветряка для слабого ветра и изготовление для него ротора своими руками Чертежи ветрогенератора Онипко: описание эффективного ветряка для слабого ветра и изготовление для него ротора своими руками
Чертежи ветрогенератора Онипко: описание эффективного ветряка для слабого ветра и изготовление для него ротора своими руками

Чертежи ветрогенератора Онипко: описание эффективного ветряка для слабого ветра и изготовление для него ротора своими рукамиЧертежи ветрогенератора Онипко: описание эффективного ветряка для слабого ветра и изготовление для него ротора своими руками

По материалам, из которых сделаны лопасти в установках, различают жёсткие и парусные конструкции. Парусные являются более дешёвым вариантом из стеклопластика, или из металла, но во время активной работы они очень часто ломаются.

Можно ли купить ветрогенератор Онипко

Тех, кто заинтересовался новинкой, ждет разочарование. Купить устройство не представляется возможным. Даже вездесущие китайцы, научившиеся гибко реагировать на рыночный спрос, не смогут предложить ничего, даже отдаленно напоминающее ротор украинского изобретателя. Более того, многие ученые, досконально изучившие ветрогенератор Онипко, утверждают, что в конструкции имеется ряд просчетов. И перечисленные выше преимущества несколько завышены, если не сказать – придуманы на ходу.

Дополнительные элементы ветряка

Некоторые из современных моделей обладают модулем подключения источника постоянного тока для работы солнечных батарей. Порой конструкция вертикального ветряка дополняется необычными элементами, к примеру, магнитами. Очень большой популярностью пользуется из ферритовых магнитов. Эти элементы способны ускорить обороты ротора, а соответственно повысить мощность генератора и КПД.

Именно таким образом добываются повышения эксплуатационных характеристик на собственноручной сборке, к примеру, из старого автомобильного автогенератора. Требуется отметить  принцип ветроэлектростанции из ферритовых магнитов — он позволяет обойтись без редуктора, а это минимизирует шум и в несколько раз увеличивает надёжность._

Принцип работы

Принцип действия ротора Онипко основан на классических аэродинамических посылках. Изменения коснулись самой идеи вращающихся лопастей. Они превращены в сплошное полотно, не имеющее разрывов в плане, но вытянутое в боковом сечении в конус. В результате получается крыльчатка, максимально эффективно контактирующая с потоком ветра.

Площадь контакта имеет наиболее высокую величину из возможных, что позволяет получить высокочувствительный ротор. Параметры спирали оптимальным образом взаимодействуют с потоком, позволяя получить устойчивое вращение при слабых ветрах и вполне уверенно чувствовать себя при скорости ветра, близкой к 40 м/с.

В остальном ветрогенератор Онипко не отличается от обычных устройств подобного типа — крыльчатка воздействует на генератор, который заряжает аккумуляторные батареи. Заряд батарей через инвертор подается на приборы потребления. Единственным дополнением является электронный блок, установленный перед выпрямителем и преобразующий частоту в более удобные для аппаратуры 50-100 Гц. Стандартные параметры тока — 220 В 50 Гц — достигаются при скорости вращения в 150 об/мин.

Согласно расчетным данным, ветрогенератор Онипко способен развивать от 50 до 10000 Вт мощности. При этом, простым увеличением диаметра крыльчатки обойтись невозможно.

По утверждениям разработчиков, каждый типоразмер проходит специальные испытания в аэродинамической трубе и корректируется по итогам испытаний. Это свидетельствует о том, что точной математической модели установки еще не существует, приходится уточнять параметры на практике.

Тем не менее, созданные образцы демонстрируют высокие показатели, признанные всеми специалистами в этой области, что дает основания предполагать скорое теоретическое обоснование и описание формы лопастей. Такое обоснование необходимо для производства, иначе изменение размеров может стать причиной ухудшения аэродинамики ротора.

Турбина

Разработчик утверждает, что рабочая площадь турбины значительно превосходит по эффективности поверхность классического аналога идентичных габаритов, поскольку в работе дополнительно участвует энергия давления ветрового потока.

1936163.jpg

Это не совсем правда, поскольку основная часть ветра сваливается с рабочего колеса. Связано это с тем, что ротор не пропускает через себя поток, образуя воздушную шапку. Убедиться в этом можно, если в аэродинамической трубе подавать давление на ветряное колесо с подсвеченным дымом. С учетом низких оборотов ветроколеса ротор Онипко за определенный промежуток времени агрегирует с малым количеством ветра. К примеру, стандартный трехлопастной винт при одинаковом воздушном давлении имеет оборотистость в 4-5 раз выше скорости ветра. Следовательно, за единицу времени он обрабатывает большое количество воздушных масс. При этом ветер проходит через колесо без торможения новых потоков.

Противоречивость конструкции

Споры о возможностях конструкции Онипко выдавать заявленные параметры на практике ведутся практически с первых дней появления разработки. Мнения специалистов разделились на горячих сторонников изобретения и не менее убежденных противников. Аргументы приверженцев конструкции уже изложены, поэтому следует прислушаться к доводам противников разработки.

Прежде всего, критике подвергают диапазон скоростей ветра. Здесь аргументы весьма серьезны, так как в расчете мощности крыльчатки участвует квадрат скорости. Слишком малые значения способны настолько снизить эффективность, что никакая конструкция не увеличит ее. Кроме того, все параметры, заявленные конструктором, учтены без нагрузки. Противники конструкции видят в этом единственное объяснение — ротор под нагрузкой вращаться не будет.

Вторым сомнительным моментом представляется утверждение о высоком коэффициенте использования энергии ветра. Здесь крыльчатка рассматривается как вариант парусного ротора с неизменяемой геометрией лопастей. С этой точки зрения ротор Онипко является устройством, предназначенным для использования со строго определенной скоростью потока.

Величина поверхности соприкосновения с ветром также не имеет важного значения, поскольку поток не создает фронтальной нагрузки, а обтекает лопасти, поэтому воздействие косвенное. Отсутствие точных данных о мощности и подтверждающих это мероприятий нет.

Эти доводы относятся к наиболее серьезным и подтверждаемым математически. Противники конструкции также высказывают вполне обоснованные возражения против других утверждений разработчиков конструкции об универсальности крыльчатки, ее огромном потенциале и диапазоне мощности. Если учесть, что расчетный КПД любого ветрогенератора не может превышать 53 %, то многие заявления конструкторов представляются слишком смелыми, преувеличенными.

Основная причина сомнений — закрытость подробной и точной информации по ветряку. Нет промышленных образцов, не существует точной математической модели крыльчатки. Купить готовую установку невозможно, на обращения коллектив создателей устройства реагирует уклончиво и туманно.

По мнению многих, это выглядит довольно странно. Подозревают, что данная разработка не более, чем коммерческий прием, создающий шум из ничего. Тем не менее, существуют ролики, демонстрирующие работу ротора в достаточно сложных условиях. Практика покажет, насколько правы те и другие.

Материал изготовления

Производство ветрогенераторов этого типа предполагает изготовление ветряного колеса из металла, композитного волокна или пластика. Низкая шумность позволяет устанавливать агрегат в непосредственной близости от жилья. Однако это все можно сказать и о классических ветряках.

На удалении монтируются только промышленные аналоги, которые создают значительную низкочастотную вибрацию. Оборудование мощностью до 1000 кВт вполне можно монтировать рядом с домами.

Конструкция ветрогенератора

Внешне ветроустановка отличается от привычных «пропеллеров» стандартных ветряков. Она больше похожа на объемную спираль с загнутыми углами. Размеры установки могут быть самыми разными − от небольшого ветряка, похожего на комнатный вентилятор, до уличной системы трехметровой высоты.

При этом «комнатный вариант» может вырабатывать до 200 Вт энергии. Такого количества энергии хватит для двух стоваттных ламп накаливания или нескольких энергосберегающих. Уличные установки могут генерировать до 3 кВт энергии, особенно при сильном ветре. Их лучше поднимать выше уровня окружающих зданий и деревьев. За месяц массивный уличный ветрогенератор может произвести до 300 кВт*ч электроэнергии. Комплекс установок сможет обеспечить отопление небольшого дома в зимний период.

chertezhi-rotora-onipko_9.jpg chertezhi-rotora-onipko_10.jpg

Ветрогенератор можно установить повыше

Для выработки электроэнергии еще понадобится инвертор и аккумулятор, накапливающий энергию. При этом за счет универсальности конструкции ротора его можно использовать и в качестве элемента мини-ГЭС, создавая дополнительный источник экономии энергии. Турбину можно изготовить из металла, акрила, стекловолокна или пластика.

Как сделать ветрогенератор Онипко своими руками

Ни сайт Онипко, ни другие интернет-ресурсы, посвященные альтернативному энергоснабжению, не предложат вашему вниманию подробные схемы и чертежи ветрогенератора Онипко для создания конструкции своими руками. Такая тактика понятна: если в ближайшее время удастся наладить выпуск устройства, все подобные документы автоматически перейдут в разряд коммерческой тайны и будут успешно запатентованы. Единственный путь для умельцев – собственные исследования и расчеты. Те, кто пытался сделать ротор в условиях домашней мастерской, готовы дать отдельные советы, продиктованные личным опытом:

  • За основу конструкции лопасти нужно взять классическую математическую спираль.

Как сделать ветрогенератор Онипко своими руками

Каждая из трех лопастей имеет одинаковую форму. Их соединение дает сплошную поверхность, способную использовать ветер любого направления и скорости. Угол между осями лопастей – 120°.

  • Крыльчатку лучше вырезать по шаблону из стеклопластика. Такая модель будет легкой и подвижной – идеальной для ветрогенератора.
  • Конструкция устанавливается на мотор-колесо, достать которое непросто даже в условиях современного товарного изобилия. Правда, стоит отметить возможность его замены на тихоходный образец, который не будет дополнительно нагружать устройство.

Смело экспериментируйте! Только так можно на личном опыте оценить преимущества ветрогенератора Онипко или уверенно развенчать миф о его уникальности.

Характеристики

Ниже приведены основные параметры рассматриваемого ветрогенератора:

1936164.jpg

Значение ветрогенератора Онипко

Предвзятое отношение к альтернативным источникам энергии часто сформировано их неэффективностью в конкретных условиях. Солнечным батареям нужно много солнца, ветрякам − активного движения воздушных масс. Более 2 000 компаний в мире производят ветроустановки и почти ни одна из них не работает при скорости ветра менее 3 м/с. А уж о таком простом решении, как подвижная солнечная панель, которая за сутки делает такой же оборот вокруг своей оси, как и наше светило, и подавно никто не задумывался.

chertezhi-rotora-onipko_11.jpg

Ветрогенераторы на равнине в Австрии

Ветрогенераторами активно хвастаются в Германии, Австрии, Финляндии и других странах. Но почти треть из них большую часть года простаивает как по причине отсутствия ветров, так и в силу того, что где-то не проложены и не подключены коммуникации. Компактные ветроустановки Онипко способны принести электроэнергию в каждый дом, будучи установленными во дворе или на специальных мачтах.

Структурные особенности и материалы

Ветряк включает ротор, генератор с малым ходом, блок регулировки и узла трансформации движения в электроток с традиционным содержимым – инвертора и аккумуляторного отсека.

Параметры лопастей ротора найдены с применением правила золотого сечения.

Для ветряных установок характерно, что если создавать гигантские машины, которые по своим пропорциям повторяют начальную модель, однозначного повышения мощности и не произойдет, поэтому для лучшей конфигурации требуются не только нелинейные расчеты, но и проверки созданных конструкцией в аэродинамической трубе.

Инженеры лаборатории при создании первых моделей преимущества отдавали легким материалом, таким как пластик или композитные материалы. Для рабочих моделей используются и лёгкие металлы. А самые первые модели делались из картона и пенопласта.

Есть ли в продаже разработка автора изобретения?

В настоящее время ветрогенератор в продаже не имеется, проводится работа по поиску инвесторов, судя по информации на официальном сайте, уже имеются некоторые договоренности с рядом стран. Вероятнее всего, первые крупные партии ветряка Онипко будут производиться в КНР. Имеется документация в необходимом объеме.

Официальный сайт Онипко

Комментариев нет, будьте первым кто его оставит