Установка мачты для ветрогенератора

Мачта для ветрогенератора

Дата публикации: 4 декабря 2013

Ветрогенератор любит высоту. Поэтому в общей системе установки мачта для ветрогенератора занимает значительное место. При этом надо знать основные правила выбора опоры для ветряка. Сразу скажем самое важное условие: нижний край окружности крутящихся лопастей обязан находиться метров на 10 выше крыш домов, верхушек деревьев – вообще любых препятствий на расстоянии от них не менее 150 метров. Именно на такой высоте действует преобладающая сила ветра в любой местности.

Оптимальную высоту выбираем следующим образом. Допустим, ваш ветряк диаметром 6 метров (размах лопастей). Поблизости располагаются 12-метровые деревья. Вопрос: какой высоты должна быть опора, чтобы ветроустановка давала расчётную мощность? Поскольку мы уже знаем, что нижний край лопасти должен быть, как минимум, на 10 метров выше препятствий, в данном случае деревьев. Сама лопасть – 3 метра, да плюс 10 метров требуемое расстояние над препятствием, плюс 12-метровые деревья. Значит, минимальный рост устанавливаемой опоры должен быть 25 метров. Выше – лучше.

Короче говоря, о низких ветряных электрических установках мечтать не приходится. Хотя они были бы удобны для обслуживания. Но основной ветер гуляет в 25 метрах от поверхности и выше. Разместить ветрогенератор ниже и надеяться получить электроэнергию равносильно тому, что ловить сачком птичку высоко в небе, стоя на табуретке.

Какую мачту выбираем?

На сегодняшний день специалисты определили четыре самых ходовых вида опор для бытовых ветрогенераторов:

1. Растяжная мачта
2. Коническая
3. Гидравлическая
4. Сварная.

Первый вид делается из труб небольшого диаметра. Она не требует мощного фундамента благодаря трём стальным тросам – растяжкам. Устанавливается для ветрогенераторов малой мощности и имеет максимальную высоту до 20 метров.

Её плюсы: простейшая установка и небольшие финансовые затраты. Минусы: на такую мачту подниматься нельзя, что затрудняет осмотр и ремонт ветрогенератора. И второй недостаток – растяжные тросики занимают немалую площадь. Если места много, то советуем ставить мачту с растяжками — она дешевле на пять порядков всех остальных.

В следующем видео — пример такой мачты:

Второй вид – коническая мачта. Делается она тоже из труб, но большого диаметра и пригодна для ветрогенераторов мощностью до 5 квт. Она достигает 36 метров. Плюсы: малая вибрация и надёжность в эксплуатации при любых ветрах. Минусы – более высокая стоимость, чем у растяжной.

Третий вид – гидравлическая мачта. Поднимается высоко и опускается с помощью гидросистемы. Поэтому для обслуживания ветряка не нужен кран, её можно опустить для осмотра и ремонта. Единственный недостаток – уж больно дорогая.

И четвёртый вид – сварной вариант, или мачта-ферма. Её делают из отдельных деталей и монтируют по частям. Надёжна в работе, низкая себестоимость, но подводит внешний вид и ветер гудит в сварных деталях – большая парусность. Зато дёшево и сердито.

Основание опоры

Прежде всего, выбираем место под фундамент. Учитываем преобладающее направление ветров, чтобы перед установкой не было никаких препятствий для воздушного потока. Площадь около 4 кв. м. Примечание: чем выше расположение ветряка, тем мощнее должен быть фундамент.

Готовим котлован глубиной не менее 70 см. На дно укладываем слой щебня до 20 см, трамбуем, затем слой песка такой же толщины. Хорошо уплотняем, трамбуем. Затем помещаем на дно основу опоры с таким расчётом, чтобы она выходила над поверхностью почвы на 15 см. И заливаем бетон марки М400 толщиной до 40 см.

Ждём застывания полсуток. Заливаем остальную часть траншеи. Месяц — пауза для отстоя бетона. Теперь всё. Фундамент готов для монтажа установки.

В следующем видео показано, как изготовить мачту для ветрогенератора:

Источник

Установка мачты и монтаж ветрогенератора

Наконец была установлена мачта высотой 14,5м. Поднимали в шестером с помощью расстяжек, так-же в помощь пошла стремянка, которую подтставляли под мачту во время подъема. Мачта сварена из трубы, а чтобы по ней залазить были приварены штырьки. Так-же на верху предусмотренна небольшая площадка чтобы можно было относительно удобно стоять и обслуживать ветрогенератор.

Ветрогенератор монтировали по частям, подовая детали по наклонному тросу , который был перекинут через блочки, закрепленные на мачте и внизу. Сначало было страшновато так-как мачта покачивалась и казалось очень высоко, но когда дело дошло до монтажа хвоста страх улитучился и на плащадке стояли уже как на земле, а помошник бегал по мачте вниз и вверх как по стремянке не смотря на высоту более 10-ти метров.

Ветрогенератор наконец поднят на ветер и пришло время подключать приборы АКБ и смотреть что дает ветрогенератор и как вообще работает. Первым делом для проверки подсоеденили к ветряку автомобильный аккумулятор и стали смотреть за процессом зарядки. Когда напряжение поднималось до 15-ти вольт было решино срочно побыстрому споять балластный регулятор, а то как-то аккумулятор портить не охота перезарядом.

Потом решили проверить свою электронику и подсоеденили инвертор, с помощью которого запитали телевизор, а к нему камеру подключили, которая снаружи снимает ветрогенератор. Получился так-сказать пункт наблюдения за ветрогенератором не выходя из дома, и все приборы перед глазами.

Эти все дни после подъема ветрогенератора так и небыло настоящего ветра, лишь изредка в пиках пару секунд анемометр показывал 7-8м/с, при этом ток зарядки был более 10 Ампер. Было замечено что хвост ветрогенератора даже не пытается складываться. Хвост было решино облегчить и немного переделать. После переделки хваст уже начинал складываться при ветре начиная с 6-тим/с. Это слишком рано и было решино подтянуть пружину придерживающую хвост.

Наконец подул ветерок по сильнее, теперь все измерительные приборы ожили и чато паказывали силу ветра 10-12м/с, ток зарядки переваливал отметку в 20Ампер. Временами ветрогенератор очень сильно раскручивался, мачта начинала изгибаться и ходить ходуном. При этом хвост только делал попытки складыааться. Было решино экстренно остановить винт, но короткое замыкание генератора не остонавливало винт, и он на порывах снова набирал обороты.

Пришлось залезать на мачту и пытаться затормозить винт вручную, но руками не удовалось этого сделать. В итоге с опаской смотря на взлетающий винт ветрогенератора переждали сильный ветер, и когда наступило затишье после осмотра ветрогенератора обнаружилрсь что крепления лопастей погнулись и по этому наступил дисбаланс и раскачивание мачты.

Ниже фото того что натворил ветер с винтом. На первом фото ступица в первоначальном виде, а далее уже после сильного ветра. Как козалось крепление лопастей было сделано с запасом прочности, но это оказалось совсем не так. Выяснились некоторые ошибки в конструкции. Оказывается нельзя было отклонять лопасти вперед относительно плоскости вращения винта, а они были специально вынесены вперед на 7 градусов чтобы при прогибании винта под ветровой нагрузкой лопасти не побились о мачту. При вращении, особенно на больших скоростях возникают большие центробежные силы, которые пытается выпрямить винт в плоскость вращения, плюс давление ветра, вот и результат, прогнутые креплания лопастей.

Аказывается эти силы намного сильнее чем ожидалось, а ведь винт , точнее лопасти проверялись на изгиб с помощью пружинных весов, и изгиб составил 20см при усилии 20 кг, и усилие прилагалось не на кончике лопасти а на радиусе 75 см. На фото ниже крепление лопастей в первоначальном виде, а фото сверху на мачте показывает как прогнулись крепления лопастей. И третье фото проверки усилия на изгиб лопастей.

С учетом всех этих последствий винт был снят подвергся анализу и чтобы подрбное предотвратить его пришлось немного переделать и усилить. Продолжение на следующей странице.
Страница 1 — Ветрогенератор из асинхронного двигателя начало
Страница 2 — Испытательный стенд, пареметры генератора.
Страница 3 — Изготовление лопастей и балансировка винта.
вы на четвертой странице
Страница 5 — Доводка ветрогенератора, электроника, акб.

Источник

Мачта для ветрогенератора: виды, классификация, производители

Мачта для ветрогенератора представляет собой основной элемент энергоустановки. От правильного выбора ее высоты и конструкции зависит

эффективность и надежность эксплуатации.

Какие бывают мачты для ветрогенератора

Ветроустановки помещают на мачты разных типов, отличающихся конструкцией и материалом. Типы изделий по конструкционным особенностям:

• на растяжках – металлических тросах;
• конические секционные – составные модели в форме конуса;
• гидравлические – сложные устройства с большим количеством элементов;
• телескопические.

В зависимости от материала изготовления выделяют деревянные и металлические мачты для ветряка.

Высокая производительность установки возможна при высоте размещения лопастей не менее 8 м. В этом случае выбирают составную модель. При сооружении мачты для ветрогенератора своими руками придется выбирать тип изделия в соответствии с особенностями расположения участка.

На растяжках

Их изготавливают из металлических труб, поддерживаемых растяжками. Такие модели применяются для ветряков, имеющих мощность не более 5 кВт. Изделия сооружают из труб диаметром от 12 см. При выборе меньшего диаметра изделие окажется неустойчивым.

Обзор крепления мачты на растяжках

Особенности моделей на растяжках:

1. Трубы соединяют болтами через приваренные фланцы. Не следует крепить их сваркой. Соединения при помощи болтов надежнее.
2. Питающий кабель проводят в полости трубы. Снизу в ней делают отверстие для вывода провода.
3. Изделие поднимают лебедкой.
4. Устойчивость повышается при установке вспомогательных растяжек из троса 6 мм.
5. Такие опоры для ветряка устанавливают на фундамент. Конструкцию крепят к основанию на анкерные болты. Растяжки устанавливают на 4 фундамента.

Перед монтажом ветряка опорам дают выстояться в течение месяца.

К преимуществам моделей на растяжках относят сравнительно невысокую стоимость. Среди недостатков выделяют сложность монтажа и обслуживания ветряной установки, а также большую площадь размещения растяжек.

Конические секционные

Каждая секция такой опоры представляет собой соединенные друг с другом 4 уголка. Дополнительно их скрепляют диагональными перемычками.

Конические, секционные мачты

• невысокий уровень вибрации;
• маленькая площадь монтажа;
• надежность.

К недостаткам относят дороговизну установки, необходимость использования крана для массивной конструкции. Для опоры ветрогенератора средней и высокой мощности такие изделия подходят идеально.

Гидравлические

В состав конструкции входит основание и мачта конической формы. Такие модели выбирают для ветряков мощностью до 50 кВт. Их высота достигает 30 метров.

К плюсам установки гидравлической конструкции относится простота монтажа и обслуживания. Недостатки – процесс изготовления сложный и дорогой. Такие мачты среди всех ветрогенераторов без растяжек отличаются наибольшей прочностью.

Телескопические

Некоторые производители предлагают для установки ветряка телескопические модели. Их удобство заключается в возможности часто опускать и поднимать установку.

Обзор телескопических мачт

Однако в случае с ветрогенераторами необходимости в этом нет. На телескопическую опору получится установить ветряк мощностью не более 1-2 кВт. Однако стоимость будет довольно большой.

По материалу изготовления

Ветроустановка обладает большой массой, а конструкция в целом испытывает серьезные ветровые нагрузки. Однако ее лучше делать высотой от 3-4 метров. Опора должна выдерживать сильные порывы ветра и не раскачиваться. Поэтому для ее монтажа лучше не выбирать дерево. В таком случае придется создавать много дополнительных опор, что делает конструкцию громоздкой.

Основной материал изготовления мачты — металлические трубы

Для мачт предпочитают металлические трубы, имеющие высокую жесткость. Установить изделие не так сложно, а соорудить его можно самостоятельно. Лучший выбор – сделать опору из стального сплава. Трубы должны иметь диаметр не меньше 11-13 см.

Основание для опоры

Любая мачта для эффективного ветрогенератора обладает большим весом, поэтому под ней устраивают прочный фундамент. Чем выше ветроустановка, тем прочнее делают основание.

Обзор фундаментных опор

Место для заливки фундамента выбирают исходя из учета ветров и расположения препятствий. Для основания расчищают площадь габаритами 2х2 м. Перед заливкой роют котлован глубиной не менее 70 см. На дне ямы делают подушку из щебня и песка высотой 40 см (по 20 на каждый материал). В этом случае гарантируется устойчивость башни ветрогенератора.

На подушку заливают бетон. Основание должно возвышаться над уровнем грунта на 15 см. Для надежного основания выбирают марку бетона М-400. Толщина фундамента после первой заливки составляет 40 см. Спустя 12 часов этим же раствором заливают оставшуюся часть основания. Опоры устанавливают по прошествии 30 суток.

Производители

В лидерах по продаже ветряков находятся производители из Дании, Германии и Франции. Среди Российских фирм выделяют ООО «Термодинамика», производящее качественное оборудование для ветроустановок. Цена продукции находится в диапазоне от 80 до 546 тыс. рублей. В ассортименте представлены фермные и цельные модели.

Компания «ИК ЭнергоПартнер» занимается продажей опор для ветрогенераторов стоимостью от 32 до 54 тыс. рублей. Комплектующие от этого производителя больше подходят для маломощных ветряков.

Приобрести модель, соответствующую требуемым характеристикам, можно через сайт производителя. Достаточно позвонить по указанному телефону или обратиться в поддержку через форму обратной связи.

Заключение

Мачты для ветрогенераторов должны отвечать требованиям прочности, устойчивости и эффективности. Они отличаются конструкцией и стоимостью. Выбирать опору следует в зависимости от мощности ветряка и особенностей его установки.

Источник