Теперь надо сделать ступицу, чтобы привернуть к ней лопасти и насадить на вал мотора. Нужен зубчатый шкив, который бы идеально надевался на вал. Если имеемый у вас вал имеет слишком маленький диаметр, чтобы присоединить лопасти, то можно использовать алю­миниевый диск диаметром 125 мм.

Привернуть к нему лопасти было возможно, но надеть на вал мотора нельзя. Соединяем эти две детали вместе (рис. 1.28).

Сверля отверстия, стуча молотком и закручивая болты, делаем сту­пицу.

Можно закрыть ступицу обтекателем. С ним ветроколесо приобре­тало бы совсем профессиональный вид, и никто не поверил бы, что оно сделано из сантехнической трубы и хлама, найденного в мастерской.

Но на одном сайте есть утверждение, что такие обтекатели срывают воздушный поток и снижают эффективность турбины. Поэтому было решено обтекатель не устанавливать. По крайней мере, на первом этапе.

Прямые — в системе циркулирует вода, используемая непо­средственно для горячего водоснабжения (открытый контур). Косвенные — в системе циркулирует теплоноситель (вода или анти­фриз), который через теплообменник нагревает воду, используемую для горячего водоснабжения (закрытый контур).

Солнечные батареи, как отмечалось выше, имеют гибкие солнечные элементы на основе аморфного кремния, которые сложно повредить. Малые габариты и вес позволяют быть под рукой.

Солнечные элементы изготовлены в США, сами батареи пошиты в России. Технология фотоэлементам аналогична гибким солнечным элементам завода «Квант» (Россия). •1 ‘,

Гарантированный срок выработки энергии фотоэлементами’ более 18 лет. При непрерывном нахождении на солнце где-нибудь на эква­торе выходной ток за это время не упадет ниже 85% от паспортного. Т. е. для туристов, можно принять, что батареи «вечные».

Рассмотренные солнечные батареи позволяют заряжать (совместно с электроникой) почти всех мелких потребителей, до ноутбука вклю­чительно, а солнечные батареи 8, 11 и 15 Вт могут заряжать даже автомобильный аккумулятор (можно реально завести машину после 0,5—1 дня зарядки).

Солнечные батареи SunCharger собираются из ламинатов, внутри которых упакованы несколько фотоэлементов, соединенных последо­вательно. Обычно такая сборка содержит 4 или 8 фотоэлементов, каж­дый из которых дает около 1,5 В рабочего напряжения. Поэтому лист из четырех фотоэлементов будет иметь на выходе напряжение 6 В (8 В без нагрузки) или 12 В (16 В без нагрузки).

Сам же единичный фотоэлемент представляет собой прямоуголь­ник стальной фольги размерами приблизительно 180×39 мм, на кото­рый напылены активные слои (Н. Носов http://mobipower. ru/).

На рис. 3.17 приведена выходная характеристика единичного фото­элемента.

Что мы видим в графике на рис. 3.17? Самое главное, видно, что при стандартных условиях освещения (1000 Вт/м2,25 °С и спектре 1.5)

единичный фотоэлемент имеет рабочее напряжение 1,5 В и рабочий ток 300 мА, т. е. максимальную мощ­ность 0,45 Вт.

Она состоит из двух ламинатов, в каждом из которых по 8 после­довательных фотоэлементов. Поэтому рабочее выходное напряжение такой солнечной батареи будет 1,5 В х 8 шт. = 12 В (или 2 В х 8 шт. = = 16 В если без нагрузки).

А рабочий выходной ток будет 300 мА х 2 панели = 600 мА (или 380 мАх2= 760 мА при коротком замыкании). Реальная выходная мощность 0,45 Вт х 16 фотоэлементов = 7,2 Вт.

Примечание.

Все эти цифры получены для стандартных условий освещения, а это, приблизительно, — «лето, Крым, полдень, ясное небо».

Эти фотоэлементы имеют выходную мощность реально выше, чем указано на графике (рис. 3.17). Поэтому солнечная батарея, маркируе­мая как 8 Вт, имеет мощность не 7,2 Вт, а около 7,5 Вт, а батарея на 15 Вт — «честные» 15 Вт. Так что, фирма SunCharger указывает харак­теристики своих солнечных батарей «честно» (в отличие от распростра­ненной практики, когда «путают» рабочие и максимальные характери­стики, в результате чего «рекламная» мощность получается в полтора раза больше реальной).

Второе, что мы можем увидеть из графика рис. 3.17: при уменьшении Рис. 3.18. Внешний вид гибкой

освещенности пропорционально
снижается выходной ток, но выходное напряжение при этом остается практически неизменным.

Это подтверждается и на практике, когда на слабом Солнце ток может упасть, например, в 50—100 раз, а напряжение снизится всего на пару вольт. Т. е. мы можем продолжать заряжать свои аккумуля­торы, просто уменьшится скорость их зарядки, но процесс не прекра­тится. Это очень хорошее свойство данных батарей.

Следующий фактор, который часто беспокоит покупателей солнеч­ных батарей — это как быстро они теряют свойства. Это опасение не случайно, многие «китайские» аморфные солнечные батареи могут потерять до трети своей мощности в первые же пару лет эксплуата­ции. Однако, фотоэлементы от «Кванта» практически не меняются со временем. Это прекрасно видно на графике на рис. 3.19.

Из графика видно, что в течение первых 10 недель лежания на солнце, происхо­дит стабилизация характери­стик фотоэлементов и в даль­нейшем они практически не меняются. Сам производитель дает гарантию 18 лет на то, что элементы будут работать.

Главный технолог «Кванта», производящего солнечные батареи, рассказывал, что у них на крыше уже 14 лет стоят еще первые модели солнечных батарей на гибких фотоэлементах. Круглогодично. За эти годы их характеристики ухудшились всего на 4%. Так что они еще прослужат лет 30, не меньше (Н: Носов http://mobipower. ru/).

Примечание.

Приятным бонусом для туристов, как для людей, использующих солнечные батареи лишь время от времени, является то, что в отсутствии Солнца процесс стабилизации практически не про­исходит, и получается, что в первые несколько лет эксплуатации мощность батареи будет выше номинальной на 5— 75%.

Следующим интересным свойством рассматриваемых солнечных фотоэлементов является то, что их коэффициент преобразования
энергии света в электричество оказывается выше при малой освещен­ности, чем при максимальной.

Замечу, что не стоит пугаться относительно небольших значений КПД фотоэлементов из аморфного кремния — это их общее свой­ство. Это просто приводит к необходимости иметь площадь солнеч­ной батареи большей, чем, если бы использовались фотоэлементы с большим значением КПД. Но на малых мощностях такое увеличение площади не играет большой роли, тем более, что батареи складные.

Интересной и полезной особенностью рассматриваемых солнеч­ных батарей является их нелинейный коэффициент преобразования энергии солнца в электричество, аналог коэффициента полезного действия — КПД. А именно, при снижении освещенности КПД таких фотоэлементов не снижается, а возрастает. Т. е. в реальных условиях эксплуатации, которые могут быть весьма далеки от паспортных, такой фотоэлемент позволяет получить большее количество энергии по сравнению с другими типами (при одинаковой номинальной мощ­ности солнечных батарей, естественно).

Также, не стоит забывать, что в горах и на севере, где в солнечном спектре повышенное количество ультрафиолета, гибкая солнечная батарея выдает еще больше тока, а кристаллическая — ультрафиолет практически использовать не может.

Рекомендуется использовать солнечные батареи в комплекте с электроникой:

♦ с импульсным стабилизатором;

♦ с накопителем на литиевых аккумуляторах «Вампирчик-Литий».

Солнечную батарею 4 Вт рекомендуется использовать для зарядки

сотовых телефонов.

Для КПК, коммуникаторов, фотоаппаратов рекомендуется более мощная батарея на 6 Вт или 8 Вт.

Для нескольких потребителей (КПК, фото и т. д.), а также для ноут­буков, рекомендуется солнечная батарея на 11 Вт, 15 Вт или 24 Вт.

Солнечная батарея 24 Вт имеет более высокое выходное напря­жение, которое равно «стандартному» для 12 В солнечных батарей, а именно 17—18 В (рабочее). Это может быть полезно при зарядке некоторых накопителей, для которых не подходят «низковольтные» батареи 8—15 Вт.

Также она подходит для прямой замены «12 В» кристаллических солнечных батарей.

Размер в сложенном виде у солнечной батареи 24 Вт на 25% меньше, чем у батарей 8—15 Вт.

В завершении рассмотрим краткие характеристики Общие для всех батарей. Складная конструкция. Рабочая тем­пература -30…+ 50 °С. Выходной разъем круглый 5,5 мм / 2,1 мм. Встроенный обратный диод.

Солнечная батарея 4 Вт (SC-4/6). Выходная мощность: 4 Вт. Выходное напряжение без нагрузки: 8 В, рабочее: 6 В. Выходной рабо­чий ток: 0,66 А. Габариты в сложенном состоянии: 200x195x6 мм. Габариты в раскрытом состоянии: 405x195x6 мм. Вес 280 г.

Солнечная батарея 6 Вт (SC-6/6). Выходная мощность: 6 Вт. Выходное напряжение без нагрузки: 8 В, рабочее: 6 В. Выходной рабочий ток: 1 А. Габариты в сложенном состоянии: 200x195x9 мм. Габариты в раскрытом состоянии: 595x195x6 мм. Вес 410 г. ^

Солнечная батарея 6 Вт (SC-6/9). Выходная мощность: 6 Вт. Выходное напряжение без нагрузки: 12 В, рабочее: 9 В. Выходной рабочий ток: 0,65 А. Габариты в сложенном состоянии: 210x270x8 мм. Габариты в раскрытом состоянии: 420x270x4 мм. Вес 410 г.

Солнечная батарея 8 Вт (SC-8/12). Выходная мощность: 8 Вт. Выходное напряжение без нагрузки: 16 В, рабочее: 12 В. Выходной рабочий ток: 0,65 А. Габариты в сложенном состоянии: 210x350x8 мм. Габариты в раскрытом состоянии: 420x350x6 мм. Вес 460 г.

Солнечная батарея 11 Вт (SC-11/12). Выходная мощность: 11 Вт. Выходное напряжение без нагрузки: 16 В, рабочее: 12 В. Выходной рабочий ток: 1 А. Габариты в сложенном состоянии: 210x350x9 мм. Габариты в раскрытом состоянии: 630x350x6 мм. Вес 600 г.

Солнечная батарея 15 Вт (SC-15/12). Выходная мощность: 15 Вт. Выходное напряжение без нагрузки: 16 В, рабочее: 12 В. Выходной рабочий ток: 1,3 А. Габариты в сложенном состоянии: 210x350x14 мм. Габариты в раскрытом состоянии: 850x350x6 мм. Вес 930 г.

Солнечная батарея 24 Вт (SC-24/18). Выходная мощность: 23,5 Вт. Выходное напряжение без нагрузки: 21 В, рабочее: 18 В. Выходной рабочий ток: 1,3 А. Габариты в сложенном состоянии: 28×22,5×3 см. Габариты в раскрытом состоянии: 148x44x4 см. Вес 1,4 кг.

Безопасность. Самым большим приоритетом должна быть без­опасность. Человеческая жизнь важнее любого электричества. Ветрогенераторы могут быть очень опасны из-за быстродвижущихся частей, электрических искр, меняющихся погодных условий. Ваше рабочее место должно быть хорошо освещено, вы должны обяза­тельно работать в перчатках, электросистема должна быть заземлена, при подъеме к генератору используйте страховые веревки и т. д.

Тип генератора. Прежде всего, нужно определиться, будет ли ветрогенератор горизонтальным или вертикальным (роторным). В Интернете почему-то много информации о том, как создать именно роторный ветрогенератор, например, из старой бочки.

Во-первых, что коэффициент съема ветра у такого роторного гене­ратора будет, мягко говоря, не очень высоким. Во-вторых, мало кто знает, что балансировка роторного генератора — процесс довольно сложный. Производитель учитывает множество нюансов, чтобы защи­тить свое творение от разноса на сильных ветрах. И если сравнивать заводской процесс балансировки горизонтального и вертикального ветрогенератора, то «вывести» горизонтальный проще (это, кстати, один из факторов, почему вертикальные ветрогенераторы дороже).

Если бочка стоит на мачте высотой в метр и упадет из-за плохой балансировки, то не страшно. Только вот, заводские вертикальные гене­раторы ставят на мачты 17—21 м. Представляете, если раскрученная на ветру, плохо сбалансированная «бочка» слетит с такой высоты?

Выбор мощности генератора. Казалось бы, ответ очевиден: чем мощнее, тем лучше. Но сложность в том, что с ростом мощности уста­новки увеличивается диаметр (а значит и вес) ветроколеса.

Такое колесо нужно надежно сбалансировать и закрепить. Есть много историй о том, как выглядит развороченная мачта после уста­новки на нее несбалансированного колеса (для расчетной мощности 2,6 кВт диаметр составляет около 6 метров, представьте на минутку).

Расчеты, и еще раз расчеты. Многие не верят, но стандартные заводские генераторы проектируют специально обученные люди. А потом этим машины зачастую еще испытываются в аэродинамиче­ской трубе, их конструкция доводится, т. е. устраняются технологиче­ские недостатки и дефекты.

Пожалуйста, примите это во внимание, если вы планируете сделать ветрогенератор своими руками «на коленке». Подумайте, сможете ли вы повторить конструкцию или придумать аналог той или иной детали. И сколько времени, денег и сил это у вас займет.

Аккумуляторные батареи. Типичная фраза: «я поставлю аккуму­ляторы от ЗИЛа, чтобы сэкономить». Так не пойдет… Дело в том, что у автомобильных аккумуляторов, например, от КАМАЗа, есть неко­торые нюансы:

♦ для них нужно специальное проветриваемое помещение, т. к. они выделяют газы и взрывоопасны;

♦ имеют небольшой срок службы от 1 до 3 лет;

♦ требуют постоянного ухода (следить за уровнем электролита, доливать воду, менять электролит и т. д.);

♦ не предназначены для эксплуатации в циклическом режиме по­стоянного заряда/разряда, поэтому они ненадежны.

Необходимо использовать специальные стационарные герметич­ные аккумуляторы, предназначенные для работы в составе систем аль­тернативной энергетики. Они не требуют ни ухода, ни специального помещения, срок службы 10 лет и выше, но они и несколько дороже. Тем не менее, тут лучше экономить, выбирая более дешевый вариант. Например, производитель RITAR снизил цены в связи с выходом на наш рынок. Батарея емкостью 200 А-ч обойдется всего в $370.

Подводные камни. Человечество использует ветрогенераторы уже много лет. За это время накопился некоторый опыт, построенный на большом количестве ошибок, и шишек.

Например, что условия эксплуатации в зимний и летний период в наших условиях различаются. Что иногда и в наших широтах дует ураганный ветер и т. п.

Человек, который собирается делать ветрогенератор своими руками, должен смириться с риском того, что он не учтет в конструк­ции «какой-то ерунды» и устройство, в которое было вложено немало труда, времени и денег, не грохнется на землю в один, далеко не пре­красный, день.

Так что будьте внимательны и осторожны. Если вы решили соз­дать ветрогенератор своими руками, пожалуйста, оцените еще раз то количество времени и сил которые вам потребуются чтобы реализо­вать задуманное.

Зайдите, например, на http://avtonom. com. ua, может подберете готовый комплект для самостоятельной сборки ветрогенератора.

Чтобы использовать походную ветроэлектростанцию для освеще­ния, придумано специальное устройство. Оно состоит из корпуса от электрического фонарика, в который вместо батареек вставлен дере­вянный вкладыш. Один провод идет от лампочки через отверстие в крышке корпуса, второй крепится к корпусу снаружи. Оба провода подключаются к зарядному устройству.

Походная ветроэлектростанция компактна и весит около 1,5 кг, быстро разбирается: отвинчивается пропеллер, снимается лопасть, штанга снимается с оси, отсоединяется хвостовик. После этого части ветроэлектростанции укладываются в чехол из плотной материи. В чехле есть карманы для фонарика и зарядного устройства. Желательно пришить к чехлу ремень, чтобы носить ветроэлектростанцию через плечо.

Можно использовать пивные алюминиевые банки в качестве кор­пуса солнечного коллектора и силиконовый герметик в качестве герметизирующего и соединяющего материала. И для банок и для силикона температура в 60—70 градусов (при которых разрушился ПЭТ-бутылочный солнечный коллектор) просто семечки (отмечает К. Тимошенко на http://delaysam. ru/dachastroy/dachastroy98.html).

Было приготовлено 40 однолитровых пивных банок. При этом емкость водонагревателя осталась прежней — около 40 л, и площадь облучаемой поверхности — около 0,6 м2.

4 банки пришлось вскрывать не как обычно, дернув за рычажок на крышке, а с помощью консервного ножа со стороны дна, чтобы «крышка» осталась неповрежденной. У остальных консервным ножом следует вырезать и дно, и крышку, превратив банки в трубы. Кроме того, у тех 8-ми банок, что будут на торце солнечного коллектора при­шлось в боку вырезать узкие отверстия, чтобы вода могла беспрепят­ственно заполнять «трубы» солнечного коллектора. И в одной банке сделано отверстие для штуцера, к которому присоединен шланг.

Совет №1. Перед тем, как начать клеить банки, следует испытать силиконовый герметик на адгезию к банкам! Оказалось, не любой силикон одинаково прилипчив. Например, силикон марки «Krass» — пристает хорошо. Разумеется, банки все обезжириваются перед склейкой.

Совет №2. Берем плоскость (фанера, ДСП, столешница, доска) Фиксируем на ней любым способом «первую» банку (термоклей, скотч, хомут…). Смазав силиконом место стыка, присоединяем к ней вторую банку с торца и еще одну — сбоку. Оставляем на сутки. На следующий день приклеиваем 3—5 очередных банок и т. д. Так можно получить идеально ровный и герметичный солнечный коллектор. Т. е. главное — не спешить!

Полученный в итоге единый блок нужно проверить на герметич­ность и уложить в корпус коллектора, т. е. в ящик из досок, на дне которого лежит кусок пенополистирола (50 мм), покрытого фольгой. К штуцеру подсоединяем шланг для заполнения солнечного водона­гревателя холодной водой и слива нагретой. Блок банок нужно рас­положить так, чтобы штуцер оказался в самой нижней точке ящика. А в той банке, что оказалась выше всех, протките небольшую дырочку для выхода и входа воздуха.

Еще раз проверьте блок банок на герметичность и покрасьте банки черной матовой краской, а сам ящик закройте стеклом. Щели между стеклами заклейте скотчем. Сам солнечный коллектор автор сориенти­ровал строго на восток, с наклоном примерно градусов 15—20. Не самая оптимальная ориентация, конечно, но уж так расположена крыша у автора. Реально солнце начинало освещать солнечный коллектор при­мерно с 9 утра и уходило практически на «нулевой» угол в 17 часов.

Самодельная ГЭС без плотины

Рассмотрим конструкцию: на длинном стальном тросе, перекинутом с одного берега речки на другой, укреплена гирлянда гидророторов. Поток воды вращает их, а вместе с ними и трос. Если соединить конец троса с генератором постоянного тока, генератор начнет вырабатывать электричество. А если к тросу присоединить вал насоса, он будет еще и качать воду на приусадебный участок, огород, бахчу рис. 4.4.

Мощность такой самодельной «ГЭС» зависит не только от скорости течения реки, но и от числа гидророторов, их размеров. Следовательно,
присоединяя к тросу дополнительные пары гидророторов, мы можем пропорционально ее увеличивать.

В данном случае рассмотрен движитель, который будет вращать генератор от легкового автомобиля. Напряжение, вырабатываемое генератором, — 12 В, а мощность — до 150 Вт.

Готовимся к постройке гидростанции. Прежде чем приступать к постройке гидростанции, подберите генератор. Заготовьте материалы: трос, доски, кровельное железо, стальной пруток и полосы.

1131 Заранее подберите место, где будет установлена электростан-

ция. Желательно, чтобы это был прямой участок реки с чистыми, не заросшими кустарником берегами.

На выбранном участке длиной 15—20 м наметьте два попереч­ных створа и, пользуясь поплавком, например, щепкой, определите скорость течения. Бросьте поплавок в воду немного выше верхнего створа и по секундомеру отсчитайте время, за которое плавок про­плывет расстояние от верхнего створа до нижнего.

Бросая поплавок на разное расстояние от берега, сделайте несколько таких замеров. А потом подсчитайте среднюю скорость течения реки. Если она не меньше 0,8 м/с, смело приступайте к строительству.

Длину троса вам подскажет ширина реки. Все остальные узлы и детали даны на рис. 4.4. Подробности см. на http://www. audens. ru/ или в приложении к журналу «Юный техник» № 6 — 1982 г.

Каждый гидроротор состоит из двух полуцилиндров, ограничен­ных дисками и смещенных относительно друг друга. Гидророторы попарно прикреплены к тросу. В каждой паре один гидроротор повер­нут относительно другого на угол 90°. Это сделано для того, чтобы получить равномерное вращение каждой пары, иначе трос будет закручиваться рывками. Трос все время растянут и в таком положе­нии передает вращение на генератор, находящийся на берегу.

Береговые опоры — это доски и короткие бревна, врытые в грунт и связанные между собой стальными полосами (рис. 4.4). На одном берегу на такой опоре устанавливают генератор с редуктором (см. левую половину рисунка), а на другом — свободную опору с упорным подшипником и крюком, которые позволяют тросу вращаться.

Конец троса, идущий к генератору, перекинут через ролик и закре­плен. Ролик крепится к выходному валу редуктора тоже крюком.

Установленная поперек течения речки гирлянда держится на поверхности, почти не выступая над ней.

Когда нужно снять гирлянду, вынимают чеку из отверстия в крюке и снимают узел упорного подшипника вместе с концом троса. Снятую гирлянду укладывают по течению речки вблизи от берега.

Внимание.

Во избежание несчастного случая необходимо помнить, что в момент снятия гирлянды с крюка трос раскручен не полностью. Только через 20—30 с после сброса гирлянды его можно брать в руки.

Изготовление деталей и узлов самодельной ГЭС. Трос играет роль гибкого вала. Он металлический, диаметром 10 мм. Его длина должна быть процентов на 10— 15 больше ширины речки. Трос должен иметь законцовки: на одну опирается упорный подшипник, установленный на свободной опоре, через вторую на трос надеваются гидророторы. Обе законцовки пропаиваются оловом или твердым припоем.

Начинать следует с конца троса, через который надеваются гидро­роторы. Прежде всего, покрепче стяните его тремя витками стальной проволоки 0 0,2—0,5 мм, чтобы он не расплелся. Прежде чем пролу — дить конец троса, опустите его в бутыль с паяльной кислотой (соля­ная кислота, травленная цинком), а затем — в тигель с расплавленным оловом.

Внимание.

Работу проводите в защитных очках и фартуке.

Операцию повторите 2—3 раза, пока не образуется сплошная пленка припоя. Лишь после этого снимите витки проволоки и конец опилите до диаметра троса. Наконечник закруглите, чтобы его было удобнее продевать через диски гидророторов.

Под второй конец троса на токарном станке выточите втулку, вну­тренний диаметр которой равен диаметру троса, а толщина стенки — 1,5—2,5 мм. Вставьте во втулку стальной стержень, и в таком виде зажмите в тисках. Заостренным концом молотка короткими, но не сильными ударами отогните борта втулки на 45°. Затем наденьте ее на конец троса и, чтобы она пока не мешала, продвиньте немного вперед. Каждую проволочку троса на длине 20 мм согните вдвое и пролудите. Трос готов.

Узел упорного подшипника состоит из обоймы, подшипника и кре­пежной скобы. Обойму подшипника лучше изготовить из водопрово­дной трубы, внутренний диаметр которой равен диаметру упорного подшипника. Длина отрезка трубы 135 мм. С одного конца заложите в нее оправку, равную внутреннему диаметру трубы, и на наковальне или на толстой плите ударами молотка сплющите (лучше предвари­тельно трубу разогреть докрасна). Затем просверлите отверстия 0 12,5 и 0 4,2 мм и закруглите края напильником. Упорные подшипники под­берите готовые, от старых авто — или сельскохозяйственных машин.

Крепежную скобу сделайте из стальной проволоки 0 6 мм. Разрежьте ее на куски длиной по 60 мм и запилите концы. Потом плашкой нарежьте резьбу Мб на длину 10 мм. Полученный стержень согните — скоба готова. Скобу упорного подшипника делают так же.

Порядок сборки. Наденьте на трос подшипник и продвиньте его до упора (до втулки). Вложите его в обойму и скрепите крепежной скобой. Чтобы в подшипник не попадал песок, между ним и скобой проложите фетровую прокладку.

Гидроротор состоит из пар дисков и полуцилиндров, изготовленных из кровельного железа толщиной 0,5—0,8 мм. Начнем с того, как делать диски. На листе кровельного железа прочертите окружности. По рискам ножницами по металлу аккуратно вырежьте заготовки, а потом, чтобы увеличить жесткость и, кроме того, не порезаться, согните в два приема края заготовок. Сначала под прямым углом заготовка станет похожей
на крышку от коробки из-под гуталина. Затем в тисках отогните борта молотком полностью. Получится утолщенная кромка.

Вырезать прямоугольные заготовки для полуцилиндров не соста­вит труда. Дополнительную прочность им придадут стальные спицы 0 3 мм, которые надо закатать в края. Как это делается, показано на http://www. audens. ru/ или в приложении к журналу «Юный техник» №6 — 1982 г. Кроме того, боковые края заготовок надрежьте до штри­ховых линий и согните на оправке под углом 90°. А потом на круглом полене 0 80—100 мм согните заготовки в полуцилиндры.

Полуцилиндры и диски скрепите между собой заклепками, винтами или точечной сваркой. Гидророторы готовы. Но прежде чем надевать их на трос, сделайте прорезные накладки и скобы.

Прорезная-накладка — это диск, диаметр которого меньше диаме­тра диска ротора. Изготовление накладок аналогично изготовлению дисков. Все заготовки должны иметь центральное отверстие, через которое проходит трос, и паз для скоб. Чтобы получить паз, сначала расширьте половину центрального отверстия готовой заготовки полу­круглым напильником до окружности 0 16 мм, а потом сделайте в дисках пропилы длиной 18 мм.

Но так как обычное ножовочное полотно в такое отверстие не пройдет, сточите его на наждаке под ширину 15 мм. Ширину паза рас­ширьте надфилем до размера 2,8 мм.

Скобы 70×40 мм вырежьте из стальной полосы толщиной 2,5 мм. Вдоль продольной оси каждая скоба должна иметь полукруглый паз глубиной 4 мм. Чтобы его было проще сделать, нагрейте заготовку на огне до красного каления, положите на тиски и через накладку уда­рами молотка осадите металл до требуемой глубины.

Соединение гидророторов. Гидроротор со скобой входит в вырез накладки. В каждой паре, напоминаем, один из гидророторов должен быть развернут на 90°. Трос жестко притянут болтовой дужкой к стя­гивающей скобе. Осевое перемещение прицепного гидроротора огра­ничено мягкой проволокой, которая одной стороной продета в дужку; а второй закреплена на шайбе. Такое соединение обеспечивает пере­дачу мощности с гидророторов на трос, а’также необходимую свободу при перемещении одного гидроротора относительно другого.

Крюки изготовьте из стального прутка 0 16 мм. Прежде чем сги­бать заготовку, нагрейте ее. В крюке ролика просверлите отверстие 0 2 мм под шплинт; в крюке упорного подшипника — 0 4,2 мм под чеку.

Ролик выточите на токарном станке или склепайте из трех дис­ков — одного толщиной 10 мм и двух других — по 3 мм. Материал — сталь, латунь.

Кол выстругайте из твердого дерева и набейте на него стальные кольца — отрезки трубы с внутренним диаметром 28 мм. Вместо деревянного кола можете взять отрезки стальных труб, вбив в них заглушки с наконечниками, как показано на рис. 4.4.

Устройство передачи. Трос должен вращаться со скоростью 3—4 оборота в секунду. Генератор же может вырабатывать электрический ток при 1000—1500 оборотах в минуту. Чтобы получить такую частоту вращения на генераторе, нужен повышающий редуктор с передаточ­ным отношением от 5 до 10. Его можно сделать самим или приобрести в магазине.

Практические советы. Вы изготовили детали, собрали узлы и, нако­нец, установили их на береговых опорах. Через реку перекинули трос с гидророторами — электростанция начала вырабатывать электриче­скую энергию. Немного, всего 150 Вт, но и этого количества вполне хватит, чтобы в полный накал горело несколько лампочек, рассчитан­ных на рабочее напряжение 12 В. А вот как быть, если вам потребуется мощность в несколько раз большая, например, для питания насоса с электрическим приводом? Тогда можно собрать несколько таких элек­тростанций. Разумеется, на воде гирлянды следует установить парал­лельно и на некотором отдалении друг от друга. Также параллельно подсоедините проводники от генераторов к линии электропередачи.

Самую примитивную и дешевую ветрогирлянду легко собрать на даче, — лишь бы было к чему ее подвесить. Пусть это будет дерево приличной высоты или прочный шест с телеантенной на крыше дома (П. Колосов, http://rosinmn. ru/vetro/girland/girland. htm).

Исходные материалы для классического ротора Савониуса (рис. 1.20): металличе­ский трос толщиной 2—3 мм (10—15 руб. за метр), пластиковая труба для канализации диаметром 110 мм (90 руб. за метр), лист оцинкованного железа ДЛЯ горизонтальных рис. 1.20. Принцип построения площадок, разделяющих соседние роторы. ротора Савониуса:

~ — а — двухлопастный;

Разумеется, еще понадобятся ПОДШИПНИКИ б-четырехлопастный

для закрепления концов гирляцды вверхуи внизу, можно попробовать использовать для этих целей ступицы колес от старого велосипеда.

О недорогих тихоходных многополюсных электрогенераторах на постоянных магнитах приходится только мечтать. Поэтому, скорее всего, придется соорудить мультипликатор для повышения частоты вращения генератора. Ротор из двух полусфер диаметром 110 мм и перекрытием лопастей 20 мм будет иметь общий диаметр 200 мм. Это значит, что на скорости 5 м/с при быстроходности 0,7 частота вращения составит 330 об/мин. Повышения частоты в 4—5 раз будет уже доста­точно, чтобы подобрать к ветроустановке промышленный генератор.

Конструкция мультипликатора может быть самой разнообраз­ной, с использованием ремней ГРМ или велосипедных звездочек. Единственное утешение в этой почти неизбежной возне с повыше­нием частоты вращения состоит в том, что не надо взгромождать эту конструкцию на самый верх пятнадцатиметровой мачты. Вместе с генератором этот прибор прекрасно разместится на земле под гир­ляндой.

Разобравшись с мультипликатором, можно приступать к сборке гир­лянды. Для начала следует нарезать из листа железа торцевые площадки для закрепления лопастей — круги диаметром примерно 250 мм.

Обрезки пойдут на изготовление фик­сирующих скоб — держателей лопастей и троса. Эти уголки нужно закрепить само­резами или винтами на площадке вдоль посадочного места лопасти как показано нарис. 1.21.

Последний подготовительный шаг, — разрезать пластиковую трубу на сег­менты длиной 50—70 см, затем каждый сегмент вдоль на две поло­винки. Слегка зашкурить края, — и лопасти готовы.

Монтаж ветродвигателя проще всего производить прямо на месте установки, подтягивая гирлянду вверх по мере сборки.

■I Совет.

№п1| Весьма разумно сделать гирлянду опускаемой, перекинув верхний конец через шкив.

Порядок такой: закрепить болтами верхнюю площадку на тросе, присоединить снизу лопасти (например, саморезами), подтянуть трос
вверх, привернуть к лопастям нижнюю площадку, зафиксировать ее на тросе, и т. д.

Цена вопроса. Один квадратный метр ометаемой площади такой «ветроканализационной» установки, — 5 погонных метров гир­лянды, — без стоимости генератора, мультипликатора и подвеса обой­дется по ценам подмосковных стройрынков в 500—550 руб.

С учетом того, что при среднегодовой скорости ветра 5 м/с и каче­ственном электрогенераторе с квадратного метра удастся получить в лучшем случае 12—13 Вт, это, пожалуй, дороговато. Однако отметим, что нам не понадобилось никаких глубоких знаний аэродинамики для сооружения долговечной ветроустановки приличной площади, причем буквально на коленках. Она не будет изводить соседей жутким воем, и не подвергнет вашу жизнь опасности при оледенении лопастей.

Если удастся в кустарных условиях изготовить лопасти из оцин­кованного железа (лист 0,55 мм стоит 200 руб. за м2), и не в форме полусфер, а с оптимизированным профилем, то можно получить уже 20—22 Вт при стоимости гирлянды 320—330 руб. за квадратный метр ометаемой площади.

Н Совет.

игу Лучше сделать диаметр больше, например, 40—50 см. Правда, и весить она будет больше пластмассового варианта.

Каким образом можно еще упростить и удешевить конструкцию? Избавиться от горизонтальных площадок, закручивая сплошные лопасти по спирали вокруг вертикальной оси, и перейти к каркасно­тепличному дизайну. Конструкций «завитых» Савониусов в сети пре­достаточно, попробуем сделать гирлянду, примерно как на фотогра­фии с сайта www. aerotecture. com, только без всех этих окружающих палок и стержня, которые выгоднее пустить на нормальную мачту с растяжками.

Описание ветроэлектростанции. Простая и легкая в установке ветроэлектростанция EuroWind 2 монтируется даже э одиночку. Такой электростанции полностью хватает для обеспечения неболь­шого по размерам или среднего дома. А для использования в загород­ном коттедже такой ветроэлектростанции больше чем достаточно. Все характеристики в сочетании с ценой делают эту ветроэлектростанцию наилучшим выбором для семьи.

Хорошим выбором такая ветроэлектростанция также является для отдаленных обеспечения удаленных коммерческих и туристических объектов: небольших кафе, кемпингов, турбаз, ресторанов и других.

Характеристики электростанции EuroWind 2:

♦ производительность генератора, Вт………………………… 200—3000;

♦ TOC o "1-5" h z начальная скорость ветра, м/с……………………………………………… 2;

♦ номинальная скорость ветра, м/с………………………………………….. 9;

♦ полный вес ветроэлектростанции, кг………………………………… 289;

♦ цена ветроэлектростанции, USD…………………………………… 2400;

♦ месячная выработка энергии (ср. ветер 6 м/с), кВт…………. 480;

♦ напряжение ветроэлектростанции, В…………… :…………………… 120;

♦ максимальная сила тока, А…………………………………………………. 25;

♦ рекомендуемые аккумуляторы 12 В 200 Ач, шт.;…………………. 10

♦ напряжение после инвертора………………………………….. 220 В 50 Гц;

♦ количество лопастей, шт……………………………………………………… 3;

♦

диаметр ротора, м……………………………………………………………. 3,2;

♦ высота мачты ветроэлектростанции, м…………………………………. 7;

♦ контроллер заряда………………………………. AIC (автоматический);

♦

рабочая температура…………………………………….. от -40 до +60 °С.

В комплект ветроэлектростанции EuroWind 2 входит: турбина ветроэлектростанции; хвост ветроэлектростанции; лопасти ветроэ­лектростанции; крепления ветроэлектростанции; тросы мачты; пово­ротный механизм; контроллер заряда

Рассмотрим опыт создания создании более мощной, но уже ста­ционарной солнечной батареи, из ФЭП (фото электрических пре­образователей) на эпоксидной смоле. Для создания были приобре­тены (Андрей Шалыгин, http://mobipower. ru) сами ФЭПы на заводе — изготовителе: ОАО «ПХМЗ» (Подольский химико-металлургический завод) в количестве 50 шт. (1 упаковка) за 4000 руб.

Толщина ФЭПа — 0,2 мм, они очень хрупкие, поэтому при пайке необходимо соблюдать температурный режим (380 °С). Иначе ФЭП лопается.

Оптимальным оказался вариант использования для пайки готовой облуженной медной шинки, используемой по такому же назначению (спайка ФЭПов) на предприятии «Телеком СТВ» г. Зеленоград.

48 последовательно соединенных ФЭПов выдавали холостого напряжения 26 В. Ток, который шел в нагрузку — зарядку 10 последо­вательно соединенных свинцовых банок по 1,2 В емкостью 2000 А-ч (используются в железнодорожных локомотивах, каждая весит около 10 кг) составлял выше 5 А (!). При этом напряжение проседало до 14 В. Зарядка проводилась напрямую по довольно-таки большому сечению провода практически без потерь, только один диод. Этот показатель был достигнут при облачном небе, т. е. далеко не предел.

Примечание.

Автор отмечает, что ток короткого замыкания он даже не изме­рял, так как переживал, что перегорят соединяющие ФЭПы шинки (при замере протекающего тока между контактами проскакивали даже не искры, а маленькие электрические дуги, как при сварке).

Конструкция из трех сборок ФЭП удобна тем, что позволяет выполнять параллельное и последовательно-параллельное соедине­ние (уменьшение напряжения, увеличение силы тока).

Методика сборки. На каждом из трех толстых (7 мм) закаленных стеклах (их было невозможно порезать — они лопалась), по периметру. герметиком создавалась ванночка. Туда выливалась подогретая (для лучшей текучести) эпоксидная смола. После чего в нее помещались уже полностью, последовательно спаянные ФЭПы с выведенными контактами (автомобильные электрические клеммы).

В горизонтальном положении, очень аккуратно, чтобы не поло­пались ФЭПы, практически из-под каждого из них, выдавливались
оставшиеся пузыри воздуха. Сверху все заливалось остатками эпок­сидки для защиты от внешних атмосферных воздействий.

Примечание.

Это очень важно, как заявляют производители ФЭПов, для их долго­срочной эксплуатации.

Получились три абсолютно герметичные спайки солнечных бата­рей. Следующей задачей было изобрести конструкцию, которая бы:

♦ довольно жестко фиксировала эти три тяжелых стекла в одной плоскости;

♦ была поворотной в двух плоскостях (для ориентации по Солнцу);

♦ имела бы массу для транспортировки на внедорожнике.

В итоге конструкция в сборе со стеклами получилась тяжелая — одному не поднять. Устанавливали ее уже вдвоем (рис. 3.8). Она вра­щается вокруг своей вертикальной оси (вбитой в землю металличе­ской трубы) на 360 градусов.

В горизонтальной плоскости доступно вращение на 300 градусов, то есть все возможные положения светила (на горизонте, в зените) ей захватываются. Стекло закреплялось по углам подогнутыми концами Т-образного профиля. Металл был окрашен железным суриком.

Остался непонятным полученный результат. Заявленная производите­лем максимальная мощность 1,46—

1,78 Вт занижена как минимум в 2 раза. 0,56 В х 5 А = 2,8 Вт. Правдиво указано, что ток короткого замыка­ния: «не менее 3,44 А».

Вывод.

КПД пластин не 10—12%, а выше. Но с более высоким КПД ФЭПы стоят намного дороже и идут они на экспорт. Другое объяснение: в горах, где исполь­зовалась батарея, чище воздух, ближе солнце, другие условия.

Подробности создания и опыт эксплуатации и модернизации см. на http://mobipower. ru/modules. php? name=News&ffle=article&sid=329.