Помогите спроектировать генератор на несолько Квт

[3apaTycTpa]

Добрый день!
Планирую сконструировать ветроэлектрический генератор до 5 киловатт мощности для отопления, точнее для помощи в отоплении оранжереи 300 кубических метров, зимнее отопление которой выходит в копеечку. Экономически выгодно будет единоразово вложить некоторую сумму денег.
На запрос в гугле покупка ветрогенератора 3-4 киловатт выдало стоимость 10 000 USD. Неоправдано дорого. По моим подсчётам стоимость самодельной конструкции обойдётся в 5 раз дешевле, самыми дорогими закупками будут магниты и медь.
Схема подключения такая. Ветрокрут-генератор-ТЭН на подходящее напряжение, вставленный в готовую водяную рубашку с байпасной (циркуляционной) системой-котёл дрова\уголь\мазут.
Автоматов, АКБ, терморегуляторов не нужно, так как перегрева воды и перегорания ТЭНа точно не будет.
Как появилась идея. Видел проездом из далека действующую ветроустановку вертикального типа с огромными, как мне показалось, около 3 метров, горизонтальными ваннообразными лопастями.
Построил модель, деревянный брус 30*30, вместо лопастей взял ПЭТ пивные бутылки 1 л, разрезанные вдоль, от горла до дна. На брус пробки шурупами вкрутил, в пробки лопасти- бутылки. Направил все в одну сторону- и о чудо, крутит . Сразу задумался о создании большого масштаба, но немного для другой цели, хотел к ветряку подключить компрессор, ресивер, и пользоваться сжатым воздухом (это второстепенная теперь задача). Но после прошлой зимы задумался о экономии на отоплении.
Вот задумка механической части :
Не большая, до 3 метров вышка из металла, забетонированная в землю.
На ней упорный крепёж для проворачивающейся мачты с лопастями. Сама мачта скорее всего будет титановая квадрат труба (лёгкость, прочность) к ней лопасти в 2-3 ряда. Растяжки на подшипниках сразу под лопастями. Сами лопасти пластиковые детские ванны (закрепить смогу, не отвалятся и не разлетятся), они из всего что можно купить,после небольшой доработки, подходят по аэродинамике лучше всего.
Это сулит низкооборотный, до 100 оборотов в минуту, но относительно мощный ветрокрут, где мощность будет зависеть от площади (количества) лопастей, а чувствительность к слабому ветру- выносом лопастей от центра. Если даже вдруг мощности будет мало, рядом можно будет поставить такой же, или даже не один (площадя позволяют), и соединить карданной передачей.
Так же мне нравится идея такой конструкции из за того, что механическую энергию нужно преобразовывать на земле, и на пяти-семи-метровую высоту не придётся подымать электронную часть, которая сулит быть довольно громоздкой и весомой.
Теперь о электронной части.
Исходя из того что такой ветрокрут низкооборотный, нужно делать ротор большого диаметра, чтобы угловая скорость в месте крепления магнитов была больше. Следовательно, переделка асинхронника под генератор не получится. Значит генератор должен быть дисковый.
Чем больше диаметр ротора, тем больше угловая скорость. Следовательно, при скорости вращения 60 об\мин, 1 об\сек, на роторе диаметром в 1 метр (для удобства расчётов) один магнит будет пролетать расстояние в 3 метра. Это сопоставимо с диаметром в 200 мм ротора и оборотами около 300 об\мин. На лицо выигрыш в скорости\оборотах при которых один магнит пролетит над катушками.
Если взять ротор диаметром в метр, 50 катушек, за секунду, при 1 об\сек 60 об\мин, 1 магнит пролетит над 50 катушками. Создаст 50 импульсов. А если магнитов будет 34, то импульсов будет аж 1700 в одну секунду, за один оборот.
Теперь катушки. Где то говорят, что чем больше катушек- тем медленнее нужно вращать ротор, чтобы получить номинал. Где то пишут, что больше 12 катушек устанавливать не рекомендуется.
Ещё где то- "чем больше меди и железа, тем лучше". Кому верить, как расчитать, от чего отталкиваться, не знаю.
Так же много расчётов в сети от того "что у вас есть" а не сколько чего намотать, и какие магниты поставить, чтобы получить то что нужно.
Исходя из логики генератор должен обладать как можно более мощными магнитами, иметь как можно большее количество обмоток, обладающими как можно меньшим сопротивлением.
Теперь ряд вопросов к опытным генераторостроителям:
1. Можно ли собрав вышеуказанным способом генератор из 54 катушек подключить их тремя дельтами или звёздами (в три трёхфазных линии) выпрямив каждую трёхфазную линию, соединить их параллельно, для увеличения силы тока, или последовательно, для увеличения напряжения?
2. От чего отталкиваться, чтобы понять, какую катушку сделать, чтобы получить заданную выходную мощность 1 катушки, например зная размер и индуктивность, свойства магнита и частоту магнитного момента над катушкой?
3. Будет ли пагубно влиять увеличение количества сегментов (катушек) в одном луче звезды? Не будет ли возникать противоЭДС, учитывая что располюсовка и кратность магнитов правильная.
4. Что лучше, точнее, во сколько процентов разницы: ротор с 2 дисками (магнит с низу и с верху катушки) и катушки без сердечников, или 1 ротор и катушки с сердечниками?
5. Если катушки без сердечников, можно ли их мотать без окошка, с минимальным?
6. Есть ли формулы примерного расчёта магнитной индукции зная геометрические размеры и силу, которую нужно затратить на отрыв магнита от куска железа\такого же магнита?
Очень жду ответов!!!

ЗЫ. Хотя прочитав некоторые темы, кое что проясняется... Читаю дальше!

[SVNKz]

Зимой снег уменьшит высоту роторов и, соответствено, эффективность работы ваших генераторов. Стратегически неверно. Есть примеры складных трубчатых мачт, которые позволяют в течение 10 минут опустить генератор на землю, но это уже другой вариант. Один горизонтальный ветрогенератор за счёт высоты будет в разы эффективнее горизонтального.

[vvv]

Вы бы почитали книги перед тем как что0то придумывать.
Такой ветряк в идеальном случае имеет КИЭВ до 17%. Быстроходность примерно 0.5. Вот и можете сразу посчитать габариты и обороты. Если не сильно вздрогнули псле этого, то замечаем что чем больше диаметр , тем МЕНЬШЕ угловая скорость.
Ну и поднимать на высоту надо любые ветряки , если хотите энергию иметь, а не пугатель ворон.

[Алексей2011]

Я думаю для начала вам нужно раздобыть асинхронник(мотор), естественно б/у мощностью примерно на 15Кв, из него и делать генератор, весить он будет килограмм 40-50. Горизонтальный ветряк будет дешевле и выгодней вертикального в плане использования энергии ветра. А самое дорогое у вас для ветряка такой мощности это мачта.

В общем сначало генератор, поищите б/у мотор у тех кто двигатели перематывает, желательно чем больше зубов на статоре тем лучше, если 48 шорошо, а если на 72 зуба найдёте то ещё лучше. , Здесь на форуме вам помогут превратить его в генератор, рассчитать катушки и магниты., и по цене переделка встанет около 25-30т.р., А далее мачта, вам нужна высотой не менее 12 метров, скорее всего из стальной трубы диаметром 250мм, или из уголка сварная. Лопасти для такой махины из дерева или какого нибудь карбона отливать.

Но пока вам нужно найти двигатель под генератор, а от его параметров всё остольное (лопасти+мачта). Но что-то мне подсказывает если вы хотите 5Кв на обычном ветре 4-5м/с, то вам нужен мотор под генератор ещё больше, возможно на 25Кв. И мачту повыше 18 метров.

[Alex]

Сообщение от 3apaTycTpa

Теперь ряд вопросов к опытным генераторостроителям:
1. Можно ли собрав вышеуказанным способом генератор из 54 катушек подключить их тремя дельтами или звёздами (в три трёхфазных линии) выпрямив каждую трёхфазную линию, соединить их параллельно, для увеличения силы тока, или последовательно, для увеличения напряжения?
2. От чего отталкиваться, чтобы понять, какую катушку сделать, чтобы получить заданную выходную мощность 1 катушки, например зная размер и индуктивность, свойства магнита и частоту магнитного момента над катушкой?
3. Будет ли пагубно влиять увеличение количества сегментов (катушек) в одном луче звезды? Не будет ли возникать противоЭДС, учитывая что располюсовка и кратность магнитов правильная.
4. Что лучше, точнее, во сколько процентов разницы: ротор с 2 дисками (магнит с низу и с верху катушки) и катушки без сердечников, или 1 ротор и катушки с сердечниками?
5. Если катушки без сердечников, можно ли их мотать без окошка, с минимальным?
6. Есть ли формулы примерного расчёта магнитной индукции зная геометрические размеры и силу, которую нужно затратить на отрыв магнита от куска железа\такого же магнита?
Очень жду ответов!!!

1. Можно.
2. От рабочего напряжения.
3. Не будет.
4. В 200-300% выше у генератора с сердечниками (при условии правильности изготавления).
5. Нет.
6. Может они и есть, но тут их никто не знает.

Я бы вам посоветовал купить готовый ветряк у кого либо из форумчан, либо заказать изготовление. Самому в эти дебри лезть не стоит (оч. дорого) с учётом ваших запросов (5кВт). Вам же нужен хороший ветряк, а плохой и так получится.
И ещё вопос; в ваших палатах, какой ветер дует 80% времени? может стоит на солнечные панели внимание обратить?

[3apaTycTpa]

Начну эксперименты, наковырял 20 мебельных магнитов и пару трансформаторов, отпишусь через время что получилось.
А вот с механ-частью действительно, придётся проверить, на столько ли она будет эффективна...
ЗЫ. Начал поиски асинхронника

[SERGEY1.10]

Сообщение от 3apaTycTpa

Начну эксперименты, наковырял 20 мебельных магнитов и пару трансформаторов

И что будиш делать!!Если хочиш получить опыт,попробуй изготовить генератор из асинхронника, меньше того какого ты хочиш ну скажем на 200ват..И после этого ты реши делать большой или нет..

[Mike]

Советаю обратить внимание на прямые преобразоватнли механической энергии в тепло, например такие http://bd.patent.su/2365000-2365999/...rvlet018c.html

[3apaTycTpa]

Пробовать, чтобы понять как это работает. Задача - как и что лучше разместить и установить. К тому же, хочу проверить любопытную теорию, вот, замахался рисовать, проще сфотографировать http://s54.radikal.ru/i146/1209/35/cfea50e6a8ff.jpg
и вот http://s019.radikal.ru/i610/1209/20/aa5253523d4f.jpg Мне кажется разница будет, если однотипную катушку разместить по разному относительно магнита.
А по поводу асинхронника, сначала теперь ветрокрутку хорошую сделать, замерять с неё выхлопную мощность, а потом уже асинхронник. Моя идея похоже потерпит крах с вертикалкой, но не будем торопиться, я ещё верю в неё.

[Сергей]

3apaTycTpa, изображения размещаются на этом форуме.
Оно сейчас есть на Радикале, а через месяц пропадёт. И шо тогда?
Так что скопируй с Радикала себе на комп и выложи здесь.