Эковатт: Парусные ветрогенераторы. Ветрогенератор и его вертикальные и горизонтальные конструкции их характеристики и основные виды для преобразовании энергии ветра Парусный ветряк с вертикальным валом

Экология потребления.Наука и техника: Можно сказать, что парусный ветряк один из самых простых, но в тоже время один из самых неэффективных существующих ветряков. КИЭВ парусного ветряка не может быть выше 20% даже теоретически.

Человечество использует паруса с незапамятных времен, уже много тысяч лет. Вобщем, сколько себя помнит. Когда о аэродинамике еще и понятия не имели. Но ветряные мельницы уже крутились и лодки под парусами уже плавали. Правда в те времена пользовались обычно плоскими парусами. В средние века были изобретены паруса более совершенные, что тут же повлекло резкий скачок в развитии мореплавания, и как следствие - наиболее громкие географические открытия. Но до сих пор парус продолжает служить и будет служить людям до тех пор, пока дует ветер.

Как выглядит парусный ветряк вам должно быть понятно из фотографий. Не вдаваясь в дебри аэродинамики, можно сказать, что парусный ветряк один из самых простых, но в тоже время один из самых неэффективных существующих ветряков. КИЭВ парусного ветряка не может быть выше 20% даже теоретически. Это означает, что вы будете получать только 1/5 часть мощности ветрового потока, попадающего на лопасти парусного ветряка. Например, если ветер дует со скоростью 5 м/с, а ветряк у вас 5 метров в диаметре, то мощность ветрового потока будет ок. 1500 Ватт. Вы же реально можете снять с ветряка только 300 Ватт (в лучшем случае). И это с пятиметровой конструкции!

К счастью только низким КИЭВ (коэффициент использования энергии ветра) недостатки парусного ветряка и ограничиваются. Дальше идут только достоинства.

Парусный ветряк - самый тихоходный ветряк. Его быстроходность редко приближается к 2, а обычно находится в диапазоне от 1 до 1,5. И все из за его чудовищной аэродинамики.

С другой стороны, парусный ветряк - один из самых чувствительных ветряков. Он работает с самого низа диапазона скоростей ветра, начиная буквально от штиля, с 1-2 метров в секунду. А это намаловажный фактор в условиях центральной России, где ветер редко бывает больше 3-5 метров в секунду. Тут, где более быстроходные ветряки по большей части бьют баклуши, парусный ветряк будет хоть что то выдавать. Хотя, как вам наверное известно, Россия не славится ветряными мельницами, тут не приморская Голландия и ветра нас не балуют. Зато было много водяных мельниц.

Еще одним достоинством парусного ветряка является удивительная простота его конструкции. Вал ветряка, на подшипниках, естественно, на валу - ступица. К ступице прикреплены «мачты», обычно из от 8 до 24-х. А от мачт отходят косые паруса из прочной тонкой материи, как правило, синтетической. Другая часть паруса крепится шкотами, которые выполняют и роль регуляторов угла поворота парусов и роль противоштормовой защиты. Т.е. самое примитивное парусное вооружение, проще, чем на самой простой яхте.

Именно эта простота конструкции и не позволяет отправлять парусный ветряк в архив технических достижений человечества. Для переносного, перевозного, походного, аварийного варианта парусный ветряк - достаточно достойная конструкция. В собранном варианте он представляет собой упаковку не больше, чем палатка. Паруса свернуты, мачты сложены. Даже 2-х метровый парусный ветряк на ветре в 5 метров/сек даст верных 25-40 Ватт энергии, чего с лихвой хватит для зарядка аккумуляторов и связной и навигационной аппаратуры, да и для незамысловатой системы освещения на мощных светодиодах хватит.

Невысокая по определению мощность парусного ветряка наводит на мысль о применении в качестве генератора шагового двигателя аналогичной мощности (30-40 Ватт). Ему тоже не требуются высокие обороты, 200-300 в минуту вполне хватит. Что идеально согласуется с частотой оборотов ветряка. Ведь он при быстроходности 1,5, будет выдавать эти 200 оборотов уже при ветре 4-5 метров в секунду. Используя готовый шаговый двигатель вы тем самым избавите себя от достаточно серьезной мороки по изготовлению электрогенератора. Поскольку изначально подразумевается наличие редуктора или мультипликатора, то легко можно согласовать обороты парусного ветряка и генератора.

Если сделать вариант с жесткими (пластиковыми парусами), то можно будет несколько увеличить быстроходность, правда за счет некоторого снижения мобильности. В разобранном виде ветряк будет занимать больше места.

Поэтому если ваши амбиции по запряганию ветра в свою телегу ограничиваются мощностью в пару-тройку десятков Ватт для зарядки небольших и средних аккумуляторов, (до 100 А.ч), организацией простого освещения с помощью инвертора до 220 вольт и энергосберегающих ламп, то парусный ветряк - весьма и весьма достойный вариант. Это будет пусть и не самый эффективный в плане использования энергии ветра, но очень бюджетный и быстро окупаемый вариант. 2-3 метровый ветряк будет выдавать вам до 1 КВт энергии в сутки.

В качестве походного, парусный ветряк будет дешевле самого дешевого бензинового электрогенератора и окупит себя изначально.

Стационарные парусные ветряки строят изначально большие именно из-за их невысокого КИЭВ. Не менее 5-6 метров диаметром, иначе нет смысла. Такой ветряк уже стабильно будет выдавать до 2-3 Квт энергии в сутки. И при рачительном ее использовании, их можно превратить в 3-5 Квт осветительной энергии (например для освещения теплицы или парника). А при использовании теплового насоса - в 5-6 Квт тепловой энергии, что позволит отапливать небольшой садовый домик в 20-30 кв. метров и серьезно экономить топливо.

Поэтому парусный ветряк, несмотря на свою архаичность конструкции остается способом использования ветра все еще заслуживающим внимания. Особенно в зоне слабых ветров.

Верхний предел рабочей скорости ветра у парусного ветряка не более 10-12 метров в секунду. И то у самых надежных ветряков. Поэтому при конструировании парусного ветряка следует серьезно озаботиться штормовой защитой. Например сделать «ломающиеся» мачты, на основе конструкции антенны Куликова, или придумать устройство расслабляющие шкоты, что бы превратить паруса во флаги, или складывать мачты при помощи тросов –растяжек, и т.д. опубликовано

Говорят, новое - хорошо забытое старое. И энергетика здесь, похоже, не является исключением. Ожегшись на Чернобыле, столкнувшись в ряде мест с угрозой энергетического кризиса, человечество все чаще обращает свой взор на технические решения, незаслуженно списанные в прошлом в архив. Использование даровой силы ветра - в числе именно таких решений. Приходят к ним в своих творческих изысканиях и любители мастерить все своими руками (см., например, «М-К» № 4/84, 5/86, 6/90, 7/92|.

В этой связи предлагаемая публикация сделанная по материалам американского журнала «Механик иллюстрейтед», думается, представляет особый интерес и актуальность для многих наших читателей.

Идея - обуздать ветер, обеспечив тем самым сеЬя даровой электроэнергией,- несомненно, весьма заманчива. Но выпускаемые промышленностью ветроэнергоустановки не всегда подходят для размещения их, например, возле загородного дома. Да и цены на них астрономические.

Альтернативой может стать вполне доступная с точки зрения семьи со средним достатком самодельная ветроэнергоустановка - такая, как изображена на публикуемых иллюстрациях. За исключением синхронного электрогенератора переменного тока, ее конструкция не содержит дорогих и остродефицитных деталей и узлов. Проста (а следовательно, надежна в работе, легка в изготовлении и наладке) кинематика. А энергетические возможности таковы, что при средней скорости ветра Увср=4,8 м/с. они с лихвой обеспечат потребность в электроэнергии небольшого дома с усадьбой и хозяйственными постройками.

«Изюминка» всей конструкции здесь - ветровое колесо. Во-первых, оно лопастное. Уступая простейшему роторному некоторой архаичностью своего внешнего вида, напоминающего средневековые мельницы, с которыми сражался небезызвестный Дон-Кихот, этот ветряк выигрывает в главном: мощности, отдаваемой в нагрузку. Во-вторых, в паре с ветром в данном случае работает… парус - на каждой из трех лопастей с изменяемой площадью Б* и самоограничением, предусмотренным для сильных ветров.

Дело в том, что лопастной узел у крыла ветряка состоит из жесткой передней кромки, ребер соответствующего сечения и «закрутки», обеспечивающих оптимальный режим работы концевой, средней частей и основания, а также задней кромки, натяжение которой обеспечивает стальной трос. Парус лопасти - из пропитанного синтетическим лаком капрона. Он натянут на остов с закреплением прижимной планкой на распорке-основании (см. рис.), а благодаря тросу - всегда упруг. Ткань после пропитки синтетическим лаком отнюдь не потеряла своей эластичности, и лопасть способна изменять форму в ответ на порывы ветра. Автоматически принимает и наилучший для каждой конкретно складывающейся ветровой нагрузки угол тангажа.

Ну а случись - налетит ураган. Что тогда? Да ничего страшного не произойдет. Трос, задающий натяжение задней кромке, напряжен так, что при скоростях ветра, превышающих рабочий диапазон, парус опадает, становится как бы недействующим: возникает режим самоограничения, причем - автоматически.

Из других технических решений, удачно вписавшихся в конструкцию данной ветроэлектроустановки, нельзя не отметить также простоту и надежность выполнения опорно-поворотного узла, съем электроэнергии в нагрузку, использование в кинематической схеме не углового редуктора, а обычных цепных передач, успешное размещение практически всей кинематики в капсуле обтекателя. Неплохо зарекомендовала себя в деле и сама капсула.

Особенности изготовления основных узлов, как и всей рассматриваемой ветроэлектроустановки,- следствие ее оригинальности.

Взять, к примеру, переднюю кромку лопастного узла. По сути своей это кессонная конструкция. Для нее нужен остов: лонжерон с соответствующими взаимосвязанными элементами. А их не сделать без шаблонов.

Шаблонов потребуется шесть. Два - для образующих ребра

блоков, три - для сборочного приспособления лопастного узла (стапеля) и один - для исходной заготовки ребра. При их изготовлении требуются максимальные аккуратность и сосредоточенность, чистота разметки.

1 – потребитель электроэнергии (нагрузка), 2 синхронный электрогенератор с трансмиссией в капсуле обтекателя. 3 - лонжерон лопасти (3 шт.), 4 - кок ветроколеса, 5 - лопасть парусная (3 шт.), 6 опорно-поворотный узел, 7 - мачта из металлических ферм, 8 – оттяжки.

1- ветроколесо трехлопастное парусное, 2- шарикоподшипник радиально-упорный (2 шт.), 3 - труба опорная квадратного сечения, 4 - вал ведущий, 5 - шарикоподшипник радиальный (2 шт.), 6 - промежуточный вал, 7 - передача силовая с приводной роликовой цепью ПР-19,05, 8 - обтекатель, 9 - передача силовая с приводной роликовой цепью ПР-12,7, 10 - генератор синхронный мощностью 1200 Вт, 11 - стойка-труба внутренняя, 12 - подшипник радиальный самосмазывающнйся, 13 - стойка-труба внешняя, 14 - подпятник, 15 - мачта нз металлических ферм.

1 - планка прижимная (полоса сечением 3X25 мм, АЛ9-1), 2 - распорка-основание (отрезок склепанных и «эпоксидированных» вместе алюминиевых уголков 25X25 мм с приданием нужной конфигурации), 3 - парус (пропитанное синтетическим лаком капроновое полотно массой 113,4 г), 4 - большая укосина (12-мм алюминиевый прокат), 5 - особой конфигурации), 9 - ребро-«сандвич» (склепанные и «эпоксидированные» вместе заготовки из 6-мм листа АЛ9-1; 3 шт.), 10 - кронштейн стыковочный (20-мм отрезок алюминиевого уголка 25X25 мм, 6 шт.), 11 - малая укосина (12-мм алюминиевый прокат), 12 - законцовка (отрезок склепанных вместе и «эпоксидированных» алюминиевых уголков 25Х 25 мм), 13 - гильза свинцовая (12-мм отрезок сплющиваемого цилиндра с наружным диаметром 12 мм и внутренним - 3 мм, 2 шт.), 14 - оболочка троса (два последовательно составленные отрезка полиэтиленовой трубки), 15 - трос натяжной.

1 - полоса усиления (75-мм ширины капрон) законцовочной части, 2 - припуск шва 20-мм, 3 - заготовка полотна паруса (капрон, сложенный вдвое), 4 - полоса усиления основания (75-мм ширины капрон).

1 - ребро-«саидвнч» (3 шт.), 2 - «носик» раскорки-законцовки, 3 - кронштейн стыковочный (6 шт.), 4 - хвостовик распорки-законцовки и (такая же деталь) распорка-середина, 5 - распорка-основание.

1 - формующий брусок (20-мм фанера), 2 - кронштейн стыковочный, 3 - контур деревянного блока, а равно - второго слоя у ребра-«сандвича», 4 - первый слой ребра-«саидвича».

1 - базис, 2 - распорка, 3 - стойка-фиксатор лонжерона лопасти (2 шт.), 4 - шаблон для выполнения работ на основании паруса, 5 - плаика усиления (3 шт.), 6 - стойка-фиксатор середины паруса, 7 - стойка для работ на законцовке. Все детали стапеля изготавливаются из 20-мм фанеры, крепление - на шурупах. Стрелками указаны направления, в которых прикрепляются ребра-«сандвичн» к стапелю на предусмотренные для них места.

1 - вал ведущий (диаметр 25 мм, длина 1500 мм, Сталь 45), 2 - кок ветроколеса (Д16), 3 - держатель (полоса сечения 3×25 мм, Ст3, 3 шт., 4 - спица ступицы приварная (стальной уголок 25 X 25 мм, 3 шт.), 5 - ступица {Сталь 20), 6 подшипниковый узел ведущего вала (2 шт.), 7 - горизонтальный кронштейн (стальной уголок 25X 25 мм, 2 шт.), 8 - труба опорная стальная (в сечении - квадрат 50Х 50 мм, толшина стенки 4 мм) с наварными квадратными стальными 4-мм щечками на концах, 9 - звездочка Z3=45 (Сталь 45), 10 - цепь ПР 12,7, II - кронштейн вертикальный (300-мм отрезок стального швеллера № 8, приваренный к боковым стенкам опорной трубы), 12 - гайка М14 с шайбой Гровера (4 шт.), 13 - промежуточный вал (диаметр 20 мм, длина 350 мм, Сталь 45), 14 - подшипниковый узел промежуточного вала (2 шт.), 15 - болт М14 (4 шт.), 16 - цепь ПР-19,05, 17 - звездочка Z2= 18 (Сталь 45), 18 - звездочка Z1 = 42 (Сталь 45), 19 - болт М18 (4 шт.), 20 звездочка Z4= 17 (Сталь 45), 21 - кронштейн коробчатый (размеры по месту установки в зависимости от типа генератора, Ст3, 2 шт.), 22-генератор электрический, синхронный, мощностью 1200 Вт, 23 - опорно-поворотный узел, 24 - стойка-труба стальная внутренняя (длина 90 мм, внешний диаметр 60 мм, толшина стенки 4,5 мм), 25 - укосина приварная (305 мм отрезок стального уголка 25X 25 мм, 2 шт.), 26 - шайба стопорная (4 шт.), 27 - гайка М18 (4 шт.), 28 - гайка М12 самоконтрящаяся прорезная (6 шт.), 29 - лонжерон лопасти (1830-мм отрезок трубы с внешним диаметром 50 мм и толщиной стенки 3,5 мм, АЛ9-1, режим термообработки Т6, 3 шт.), 30 - болт М12 (6 шт.).

1- шпангоут основной (многослойная фанера, 3 шт.), 2 - продольная панель обшивки люка (12-мм фанера, 2шт.), 3 - лонжерон (рейка из многослойной фанеры, вырезанная с изгибом после 3-го шпангоута, 4 шт.), 4 - соединение болтовое М16 с самофиксацией (8 шт.), 5 - кронштейн-направляющая (100-мм отрезок стального уголка 40Х Х40 мм, 4 шт.), 6 - полоса обшивки (фанера, суживающаяся по ширине после прогиба на 3-м шпангоуте, 23 шт.), 7 - шпангоут переходной (20-мм фанера), 8 - шпангоут концевой, 9 - покрытие стеклопластиковое, 10 - насадка конусообразная (максимальный диаметр 386 мм, пенопласт) ,11 - поперечная панель обшивки люка (20-мм фанера).

1- кронштейн приварной (стальной уголок 25Х 25 мм), 2- заклепка (4 шт.), 3 - кабель электрический, 4 - клемма н подвод к щетке контактной (2 шт.), 5 - жила электрокабеля (2 шт.), 6 - 5-мм пластина стеклотекстолитовая, 7 - упор-кронштейн (алюминиевый уголок 12Х 12 мм, 2 шт.), 8 - пружина с контактным винтом (2 шт.), 9 - гнездо-направляющая (алюминиевая труба квадратного сечения с элементами крепежа, 2 шт.), 10 - щетка контактная (2 шт.) ,11 - электропривод изолированный (2 шт.), 12 - стойка-труба стальная внутренняя, 13 - кольцо латунное с контактным винтом (2 шт.), 14 - втулка текстолитовая с двумя установочными винтами, 15 - шайба (Ст3) гребенчатая с двумя установочными винтами, 16 - подшипник радиальный самосмазывающийся (АФГМ), 17-стойка-труба стальная наружная, 18 - подпятник (БрАЖ9-4), 19 - болт М24 с гайкой и фиксацией затяжки.

Два шаблона (см. рис. 6, поз. 1) приклеивают к отрезку 20-мм фанеры. Следуя контуру, вырезают ножовкой или лобзиком две образующие ребро фанерные подкладки. Просверливают 5-мм отверстия под центр лонжерона и разметки сборки. Закругление радиусом 2,5 мм (для загибания фланца) и пятиградусный срез заднего угла выполняют с помощью рашпиля.

Шаблон (поз. 4 рис. 6) с 15-мм кромкой под фланец приклеивают к 6-мм алюминиевому листу АЛ9-1, прошедшему термообработку Т4. Получившуюся заготовку аккуратно вырезают; просверливают лонжеронный центр, а для правильной установки на стапеле - соответствующие отверстия. Это своеобразный новый шаблон для изготовления еще восьми таких заготовок (по 3 шт. на каждую лопасть).

Ребра-«сандвичи» получают, «прослаивая» заготовки между двух формующих блоков (подкладок). Жесткой фиксации добиваются, вставляя 5-мм болты через отверстие в стапеле и отверстие лонжеронного центра в формующие блоки с заготовками. А чтобы «прослаивание» шло успешнее, будущие «сандвичи» зажимают в кузнечных тисках. Отгибания фланцев в нужные стороны достигают, используя резиновый молоток.

Формовку фланца завершают, используя свинцовый мягкий припой. После чего получившееся ребро вынимают, подрезают задний край, чтобы максимально приспособить к лонжерону. Теперь дело за остальными деталями лопасти.”

Стыковочные кронштейны изготавливают из алюминиевого уголка 25X25 мм. Из него же выполняют распорки для удержания каната и натяжения задней кромки в основании, в середине и на законцовке лопасти. Делают их весьма своеобразно: не из одного, а их двух отрезков алюминиевого уголка, склепанных и «эпоксидированных» вместе. Длина такой заготовки 2,4 м. В своем сечении она напоминает букву Т. Высокое качество шва достигается тщательной очисткой поверхностей до их соединения, для чего используют сильные моющие средства с последующим «прополаскиванием водой и протиранием до блеска металлической «путанкой».

Нужной формы у распорок добиваются, воспользовавшись ножовкой по металлу. А вырез для лонжерона, заклепочные и тросовое отверстия высверливают электродрелью. Как, впрочем, и отверстия в распорке-основании для прикрепления впоследствии прижимной планки, чтобы надежно удерживать парус на лопасти даже во время самых больших ветровых нагрузок.

Что касается стыковочных кронштейнов, то они приклепываются и «эпоксидируются» и к распоркам (см. иллюстрации), и к ребрам-«сандвичам», и к лонжерону лопасти. Причем удобнее это делать на специальном приспособлении - стапеле, благодаря которому обеспечивается единообразное выполнение лопастей и правильно устанавливаются углы тангажа.

Вот одна из таких операций.

Ребра-«сандвичи» прикрепляют болтами к стапелю на предусмотренные для них места (в направлениях, указанных на рис. 7 соответствующими стрелками, и по установочным отверстиям, которые сделаны как в стапеле, так и в самих ребрах). Затем аккуратно укладывают, начиная с законцовки, «боковые полочки» тросовых распорок на предназначенные для них «постаменты», располагающиеся под требуемыми углами к базису торцы фанерных выступов: стойки 7, стойки-фиксатора 6 и шаблона 4 (см. рис. 7). Лопастный лонжерон продевают в образовавшиеся на стапеле отверстия, благо полукруглые выемки радиусом 25 мм для этого специально и предусмотрены.

Выполняют разметку заклепочных отверстий в лонжероне. Потом последний вынимают, сверлят в нем отверстия. А установив лонжерон вновь в стапеле, приклепывают и «эпоксидируют» стыковочные кронштейны.

Алюминиевую обшивку передней кромки лопасти выполняют из 6-мм листа АЛ9-1, предварительно изогнув его в виде параболы. Причем последнее лучше сделать на ровном полу с помощью длинной доски, наложенной ребром по оси изгиба. Упершись коленями в доску, руками, всем телом создают необходимое давление на лист, добиваясь получения желанной формы.

Следующая операция - прикрепление обшивки к лопастному скелету. При этом целесообразно воспользоваться специальными С-образными зажимами (на иллюстрациях не показаны).

Начиная с законцовки, просверливают заклепочные отверстия в покрытии, лонжероне и в ребрах. Соединяемые детали «эпоксидируют» и приклеивают. А после того как «эпоксид» затвердеет окончательно, выполняют обрезку «избыточного» алюминия с опиловкой образовавшихся острых краев.

Теперь - несколько слов о задней кромке лопасти. Монтируется она с 3-мм гибким стальным тросом, который продевают через предназначенные для него отверстия в распорках. Трос устанавливают в хлорвиниловые трубки и закрепляют у законцовки, зажав его в свинцовой гильзе. После чего на лопастный скелет натягивают парус.

Столь ответственную операцию лучше выполнять вдвоем. Один человек встает на стол, удерживая в своих руках лопасть таким образом, чтобы распорка-основание находилась внизу, а трос задней кромки располагался вертикально с навешенной на конце двухпудовой гирей. Тогда другой (помощник), убедившись, что требуемое натяжение достигнуто, запрессовывает на тросе вторую, находящуюся у распорки-основания свинцовую гильзу. Излишек троса и гильзы обтачивают. А «открытый» конец паруса заворачивают с последующим закреплением на распорке-основании с помощью прижимной планки и болтов с гайками.

Остальные лопасти изготавливают аналогичным образом. Что касается других узлов и деталей, то их выполнение особых трудностей, как правило, ни у кого не вызывает. То же можно сказать и о сборке всей ветроэлектроустановки в целом. Проста и отладка. Дерзайте!

Материал подготовил к публикации Н. КОЧЕТОВ

Парусные ветряки конструкции Gravio, могут быть реализованы как с горизонтальной, так и вертикальной осью вращения ветроколеса. И главной особенностью ветряков (ВЭУ) Gravio является то, что эти ветряки парусные.

То ли дело, что парусники «визуально» тянут нас в прошлое и не так эстетичны, как красивые современные лопастники! Но НАМ ТО ЧТО НУЖНО? Красота и эстетика? Или РАБОТА агрегата(электричество) при слабом ветре??? А тем более, что парусники для того и собираются, чтобы там, где лопастники будут просто стоять и глаз радовать своею эстетикой(при 3х-4х м/с), они (парусники), несмотря на свою громоздкость и НЕэстетику, уже ПАХАЛИ и ВЫРАБАТЫВАЛИ мощность!

Несмотря на то, что к самому Gravio можно относиться подозрительно, так как он ведет на своем сайте и форуме не совсем «прозрачно», тем не менее вопрос не в самой личности Gravio, а в тех идеях, которые он излагает в своих кратких статьях, ответах и комментариях на форумах.

Основная часть сухопутных парусников Gravio является наследниками древнего критского ветроколеса, различные варианты которого продолжают использовать в ветряных мельницах Испании, Греции и в других странах Средиземноморья. Учитывая, что цивилизация Крита — это одно из направлений прарусской цивилизации, можно считать, что парусное ветроколесо - это одно из великих изобретений русского народа. когда-то проживающего на Крите.

По сравнению с лопастями классических мельниц, например, голландских или российских, парусные лопасти проще в изготовлении, эксплуатации или ремонте. У паруса есть одна важная особенность, которой нет у классической лопасти. Парус практически мгновенно подстраивается под силу и направление ветра, что обеспечивает возможность работы парусного ветряка в широком диапазоне скоростей ветра, от самых малых до буревых (50-60 м/с). Так как паруса располагаются по периферии ветроколеса, то даже при слабом ветре такое ветроколесо передает на ось электрогенератора заметную мощность, тогда как сечение лопасти у классического лопастного ветряка уменьшается от центра к периферии, поэтому лопастные ветряки, не способны утилизировать слабый ветер.

Данные парусные ветрогенераторы являются изобретениями Gravio, такой ник взял себе, наверное, Каплий Владимир Иванович, часть изобретений которого лежат на Луне и Венере.

В конструкции парусных ветряков Gravio есть много положительных качеств. Они отличаются от традиционных лопастных ветроустановок дешевизной, абсолютной экологичностью, способностью использовать энергию слабых ветров (2...5м/сек) и все это на фоне полного отсутствия больших вращающихся разнесенных масс, которые обеспечивают довольно высокую степень безопасности для окружающих. К примеру, классическую лопастную вертушку- маломерку нельзя поставить на пасеке из-за вероятности смертоубийства пчел и другой живности. Отсутствуют звуковые возмущения, вибрации и другие отрицательные стороны традиционных ветряных систем.

Предлагаемые Gravio парусные ветрогенераторы лучше всего подходят для сельской местности. Сельскому жителю, имеющему подворье, постоянно приходиться запаривать корм животным или обогревать теплицы. Кроме того, для нужд хозяйства нужна и механическая энергия, к примеру, для водоподъема или прессования самана. В зависимости от комплектации парусные ВЭУ поставляются в однофазном исполнении и трехфазном. Типовые модели: 1кВт, 4кВт, 10кВт. Максимальная мощность - до 100кВт. Комплект: поворотная опора (механизм крепления на штангу), мотор-редуктор, ветро-колесо, две запасных лопасти (паруса). Напряжение на выходе: 380В. Дополнительная комплектация: аккумуляторные батареи, зарядное устройство, инвертор, электроника, мачта, крепеж.

Эта информация дает достаточно полное представление, что парусные ветроустановки Gravio могли бы при массовом применении в сельской местности и в небольших городах решить многие проблемы, которые из-за плохого управления энергосетями России возникают всё чаще и чаще. Возможно, стоимость кватт*часа на таких установках будет выше, чем получаемого из общей сети, но кто будет возмещать убытки в случае отключения населенного пункта от общей сети? Почему при расчете стоимости кватт*часа никогда не учитывается упущенная выгода, а иногда и прямые убытки тех, у кого отключается электроэнергия? Что-то не было слышно, чтобы Чубайс покрыл убытки Москвы и москвичей при известной энергетической катастрофе в Москве. Люди немного помучились, и на этом всё завершилось. Добрый у нас народ при безжалостном государстве с безсовестными чиновниками и бизнесменами.

О достоинстве ВЭУ с горизонтальной осью вращения прекрасно высказался сам Gravio. Но у Gravio есть варианты ВЭУ c вертикальной осью вращения. И опять вместо жесткой лопасти в ветроколесе используется «гибкий» парус. В качестве устройства, передающее вращение от оси ветроколеса к оси электрогенератора, используется задний мост автомобиля: от УАЗа до КАМАЗа. Соответственно и мощность таких ВЭУ достигает 100 кватт и более.

Естественно, варианты парусных ВЭУ, предложенные Gravio, не единственные. Многие авторы, как в Европе, так и в США, работают над различными вариантами парусных ветроколес.

Основными достоинствами его конструкций является то, что они доступны для самостоятельного изготовления сельскими жителями из широко распространенных комплектующих. Электрогенератор - асинхронный мотор подходящей мощности, который подключается по схемам, хорошо известным любому грамотному электрику. Паруса имеют простое крепление и противобуревую защиту, в качестве которой выступает стальной трос заранее рассчитанного диаметра, который при достижении критической силы ветра просто рвется, предоставляя парусам полоскаться по ветру. Для приведения колеса в «боевую» готовность достаточно заменить порванный трос на новый.

Колеса парусников вращаются медленно, но обладают большой мощностью и моментом. Удалённое относительно оси вращения расположение парусов позволяет утилизировать струйки слабого ветра. В принудительной раскрутке парусник не нуждается. Ткань паруса очень гибко «подстраивается» под любой ветер, что позволяет извлекать из ветра мощность (энергию) с максимально возможным КПД без применения специальной системы управления. Ориентируется ветроколесо по ветру самостоятельно, а благодаря малой инерции и высокой «флюгерности» ветроколесо осуществляет это быстро и без потери мощности. При большом радиусе парусного колеса ему не страшны неравномерности в скорости ветра по высоте, так как каждый парус, работая на общую ось, гибко сам подстраивается под силу и направление локального воздушного потока. Кроме того, паруса в «рабочем» состоянии, создают между собой систему воздушных каналов, воздух в которых перенаправляется в таком направлении, что обеспечивается увеличение мощности ветроколеса, в том числе за счет эффекта присоединенных масс, так как увеличение скорости воздуха между парусами приводит к падению давления между ними, а значит, в эти зоны будет устремляться воздушные потоки, «пролетающие» рядом с ветроколесом. Т.е. эффективная площадь сечения воздушного потока, которая будет формировать итоговую мощность ВЭУ больше ометаемого парусником сечения, если брать в расчет диаметр колеса. И весь этот воздушный поток «перехватывается» парусами с высокой эффективностью.

Известно, что мощность ветряка прямопропорциональна ометаемой площади и кубу скорости ветра. Максимальная мощность ветряка с ометаемой площадью в 1 кв.м. при скорости ветра в 10 м/с примерно составляет 600 ватт. Так как парусный ветряк быстрее поворачивается по ветру, чем классический лопастник, самостоятельно вращается при ветрах слабее 1 м/с, то за одинаковое время эксплуатации «парусник» при той же ометаемой площади снимет с ветра больше энергии, чем классический лопастник. Парусник при изменении направления ветра на 180 градусов этот факт просто не заметит, так как его колесо будет вращаться и в том и другом случае в одну сторону. Классический лопастник половину порывов ветра просто пропускает из-за своей высокой инерционности, а на слабые порывы ветра, даже дующие вдоль оси ветроколеса, не в состоянии реагировать. При изменении направления сильного ветра на 180 градусов лопастник изменит свое вращение на обратное. А это уже совсем плохо. Тут никакой флюгер не поможет.

Выбирая источник энергии, т.е., сеть или парусник, необходимо учитывать не только параметры ВЭУ, но самое главное, надо заранее выяснить, а есть ли, вообще, смысл устанавливать ветряк. Мощность ветряка должна соответствовать мощности ветров на выбираемом участке земли и заданной высоте. При наличии большого количества солнечный дней остановить свой выбор на солнечных батареях и солнечных коллекторах. Но в любом случае иметь собственный безтопливный источник энергии в наше бурное и сложное время всегда полезно. Важно, чтобы государство этому процессу хотя бы не мешало. И тогда сухопутная парусная флотилия будет способна решить проблемы энергетической безопасности многих граждан России, особенно в сельской местности. Лишняя энергия в наше время - то же самое, что лошадь и меч в Средние Века.

Таким образом, Парусный Ветрогенератор:
* Позволяет эффективно использовать энергию ветра с высоким КПД за счет использования большой площади ветрового потока;

* За счет сравнительно медленного движения парусных элементов (по сравнению с ветротурбинами), безопасна для человека и животных, не создает шумовых инфразвуков и радиопомех;

* Работает в приземных воздушных потоках. Турбулентность приземного воздушного потока мало влияет на эффективность работы;

Цель использования технологии «Парусных Ветрогенераторов» заключается:
1. В максимальном использовании мощности ветрового потока, то есть входит в установку ветер 10 м/сек, а после отбора энергии выходит ветер 2-3 м/сек.

2. В компактности, безопасности, и в упрощении монтажа и обслуживания.

3. В снижении шума, отсутствии вредных инфразвуков, безопасности для птиц и человека.

4. В снижении стоимости вырабатываемой электроэнергии

5. В исключении необходимости в сверхвысоких технологиях уровня самолётостроения, как это имеет место при создании лопастных ВЭУ.

6. В доступности Парусной ВЭУ для широкого потребления.

7. В наземном базировании установок, что также влияет на удобство обслуживания и в итоге на цену киловатта.