Ветрогенераторы на постоянных магнитах

Ветрогенераторы на постоянных магнитах - очень занимательная тема в интернетах. При всей ее занимательности, по запросу "Ветрогенераторы на постоянных магнитах" серп оставляет желать лучшего. Тема самодельных ветрогенераторов явно не раскрыта. Доступной информации по поводу самодельных ветрогенераторов на магнитах недостаточно для удовлетворения любопытства всех страждущих.

Я озадачился выяснением подробностей сабжа. Пришлось перелопатить значительную часть этих и тех интернетов. Предлагаю на ваш суд сводную статью о ветрогенераторах на постоянных магнитах и о том, почему эти ветрогенераторы так занимают умы общественности.

Что такое ветрогенераторы вообще?

Ветрогенератор (ветроэлектрическая установка или сокращенно ВЭУ) — устройство для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую.

Ветрогенераторы можно разделить на две категории: промышленные и домашние (для частного использования). Промышленные устанавливаются государством или крупными энергетическими корпорациями.

Строение малой ветряной установки

1. Ротор; лопасти; ветротурбина; хвост, ориентирующий ротор против ветра
2. Генератор
3. Мачта с растяжками
4. Контроллер заряда аккумуляторов
5. Аккумуляторы (обычно необслуживаемые на 24 В)
6. Инвертор (= 24 В -> ~ 220 В 50Гц)
7. Сеть

Некоторые современные бытовые ИБП имеют модуль подключения источника постоянного тока специально для работы с солнечными батареями или ветрогенераторами. Таким образом, ветрогенератор может быть частью домашней системы электропитания, снижая потребление энергии от электросети.

Строение промышленной ветряной установки

1. Строение ветрогенератора
2. Фундамент
3. Силовой шкаф, включающий силовые контакторы и цепи управления
4. Башня
5. Лестница
6. Поворотный механизм
7. Гондола
8. Электрический генератор
9. Система слежения за направлением и скоростью ветра (анемометр)
10. Тормозная система
11. Трансмиссия
12. Лопасти
13. Система изменения угла атаки лопасти
14. Колпак ротора
15. Система пожаротушения
16. Телекоммуникационная система для передачи данных о работе ветрогенератора
17. Система молниезащиты

Проблемы эксплуатации промышленных ветрогенераторов

Промышленный ветрогенератор строится на подготовленной площадке за 7—10 дней. Получение разрешений регулирующих органов на строительство ветряной фермы может занимать год и более. Кроме того, для обоснования строительства ветроустановки или ветропарка необходимо проведение длительных (не менее года) исследований ветра в районе строительства. Эти мероприятия значительно увеличивают срок реализации ветроэнергетических проектов.

Для строительства необходимы дорога до строительной площадки, место для размещения узлов при монтаже, тяжёлая подъёмная техника с выносом стрелы более 50 метров, так как гондолы устанавливаются на высоте около 50 метров.

Невооруженным глазом видно, что промышленная ветроэнергетика - дело очень серьезное и дорогое.

Малые ветрогенераторы

К малой ветроэнергетике относятся установки мощностью менее 100 кВт. Установки мощностью менее 1 кВт относятся к микро-ветряной энергетике. Они применяются на яхтах, с/х фермах для водоснабжения и т. д.

Малые ветрогенераторы могут работать автономно, то есть без подключения к общей электрической сети.

Считается, что применение малых автономных ветрогенераторов в быту малоцелесообразно из-за:
Высокой стоимости инвертора -- примерно 50 % стоимости[источник не указан 197 дней] всей установки (применяется для преобразования переменного или постоянного тока получаемого от ветрогенератора в переменное напряжение стандарта бытовой электросети (220В 50Гц)
Высокой стоимости аккумуляторных батарей ~ 25 % стоимости установки (используется в качестве источника бесперебойного питания при отсутствии или пропадании внешней сети)
Для обеспечения надёжного электроснабжения к такой установке иногда добавляют дизель-генератор, сравнимый по стоимости со всей установкой.

При наличии общей электросети и современной установки бесперебойного электропитания с двойным преобразованием эти факторы становятся неактуальными. Часто такие установки предусматривают возможность дополнения различными нестабильными источниками постоянного тока, такими как ветрогенератор или солнечная батарея.

Ветрогенераторы на постоянных магнитах

Одними из самых больших потребителей неодимовых магнитов на мировом рынке являются производители ветрогенераторов. На сегодняшний день практически во всех ветряках установлены тихоходные генераторы на постоянных магнитах. Магниты – это один из важнейших ценообразующих факторов ветрогенератора. А учитывая, что неодимовые магниты относительно дорогие (неодим – редкоземельный маталл), то потребителю нужно выложить приличную сумму денег, что бы стать независимым и установить в своем дворе ветрогенератор на постоянных магнитах.

Почему же все-таки применяют неодимовые магниты? Почему их нельзя заменить?
Неодимовые постоянные магниты на сегодняшний день являются самыми сильными постоянными магнитами на рынке. По сравнению с обычными ферритовыми магнитами – разница в силе в 10 раз! Кроме того, в ветрогенераторе очень важно, что не нужно применять системы самовозбуждения (электромагнита), не нужно никаких проводов и щеток. В роторе устанавливаются постоянные неодимовые магниты, которые независимо от силы ветра постоянно «включены». При малейшем ветре, ветряк начинает производить электроэнергию и заряжать аккумуляторные батареи.

Но что делать, если ветрогенератор не по карману, а электричество иногда отключают? Можно сделать ветрогенератор на постоянных магнитах своими руками!

Вывод: ветрогенераторы на постоянных магнитах являются наиболее доступными и эффективными ветроэлектрическими установками для умельцев. Создать ветрогенератор на постоянных магнитах под силу практически каждому, кто умеет держать в руках инструменты. Как сделать ветрогенератор на магнитах самостоятельно читайте в следущих статьях.

продолжение следует...