AirEnergy 3D - небольшой переносной ветрогенератор напечатанный с помощью 3D принтера, который достаточно легкий, чтобы поместиться в рюкзак

В то время как некоторые стараются разширить использование больших ветрогенераторов в мире, другие же стараясь быть более изобретальными идут в противоположном направлении и стремятся производить электроэнергию из чего-то более маленького. Одно из таких маленьких и уникальных изобретений это, например, AirEnergy 3D - небольшой переносной ветрогенератор напечатанный с помощью 3D принтера, который достаточно легкий, чтобы поместиться в рюкзак.

Это маленькое устройство может быть полностью собрано без использования инструментов. Ветрогенератор достаточно портативный, чтобы можно было брать его с собой в поход, но можно просто поставить его на крышу или, например, на балкон. Он может генерировать до 300 Ватт электроэнергии.

С помощью AirEnergy3D можно заряжать такие устройства как ноутбук или телефон. Или же можно использовать его для какой-то бытовой техники в доме. При этом AirEnergy3D генерирует чистую и возобновляемую энергию, таким образом экономя ваши деньги и сохраняя окружающую среду. Производитель этого устройства - компания Omni3D, производитель 3D-принтеров из Польши.

Вертикальная форма турбины предназначена для захвата энергии от более слабых ветров, которые дуют через крыши домов и во дворах.

Для дополнительного финансирования компания обратилась за помошью на Kickstarter.com (Kickstarter - это сайт для привлечения денежных средств на реализацию творческих, научных и производственных проектов по схеме краудфандинга). Целью их кампании был сбор средств, чтобы закончить дизайн и подготовить производство комплектов, которые бы было легко собрать в любой точке мира. Они собираются выложить свои разработки в открый доступ, чтобы любой владелец 3D-принтера смог их «распечатать». Они просили около 24 000 евро и на сегодняшний момент 198 человек уже прислали им около 29 000 евро.

Компания также пообещала пожертвовать несколько полностью рабочих версий AirEnergy 3D в сельские районы Африки. «Мы уже связались с несколькими организациями, которые сказали нам, что тот факт, что наш генератор легкий и мобильный делает его полезнее, чем использование солнечных панелей» говорит Дзядкевич (Dziadkiewicz), инженер из Omni3D в Польше. «Он также может быть использован в ситуациях стихийных бедствий, где трудно использовать солнечную энергию.» опубликовано

Наряду с полноценными системами для , существуют и микроварианты, предназначенные для электроснабжения портативных устройств. Зарядить в походе мобильный телефон или запитать маломощную светодиодную лампу – со всеми этими задачами справится сверхкомпактный ветрогенератор, весом всего в 1 кг, созданный дизайнером из Германии Нильсом Фербером.

Нильс Фербер

Зачастую в аварийных ситуациях, при стихийных бедствиях, в походах и т.д. нужен надёжный источник электроэнергии для мобильных устройств. Подать сигнал бедствия, позвонить в службу спасения – вдали от цивилизации это является первоочередной задачей.

Поставив во главу угла компактность, лёгкость и простоту устройства, дизайнер отказался от использования дорогих и сложных компонентов.

Ветряк представляет собой телескопическую трубку с тремя лопастями, сделанными из плотного материала. При необходимости трубка за несколько секунд раздвигается, а лопасти приводятся в рабочее состояние, как купол зонтика.

Нильс Фербер

Микроветряная турбина может работать в любую погоду, зимой, ночью и при сильном ветре. В одном устройстве смонтированы все необходимые компоненты. Работа ветряка настолько проста, что с его эксплуатацией справится даже ребёнок.

Устройство оптимизировано для подзарядки небольших USB-устройств. Напряжение на выходе составляет 5 В, при скорости ветра 18 км/ч.

Также к ветряку можно подключить дополнительные аккумуляторные батареи. По словам Нильса, ветряк можно легко и быстро настроить под разнообразные задачи, начиная от похода и заканчивая «дачным» вариантом использования.

В дальнейшем планируется модернизация устройства. Взяв за основу идею, Нильс задумался о строительстве более масштабного изделия, предназначенного для питания энергоёмких устройств.

Поиск альтернативных источников энергии непрерывно год от года становиться всё более актуальным. И ветровые электростанции являются одним из таких способов добычи электроэнергии. Многие страны уже на протяжении долгих лет успешно реализуют программу ветровой энергетики и некоторые неплохо в этом преуспели. К примеру, Германия сейчас может производить более 9000 МВт в год. Не отстаёт от неё и Дания.

• За что платить?

Государство производит электроэнергию и продаёт её населению, а излишки экспортирует. Понятно, что маленькую гидроэлектростанцию на реке возле дома не смонтируешь, да и комнатных ядерных реакторов пока не придумали, но ветер! Ведь он не требует масштабных капиталовложений или же государственного планирования. Почему же тогда нельзя установить у себя на участке мини ветрогенератор и хотя бы частично компенсировать затраты на энергоносители?

• Основная проблема

Если говорить о воде, солнце или же атоме, то эти стихии относительно постоянны и по большому счёту регулируемые. Ветер же «гражданин» довольно ветреный и капризный. Поэтому стационарные большие ветряки принято устанавливать на открытых площадях, прериях или вдоль береговой линии – в местах, где, как правило, преобладает ветряная погода. Вырабатывать электроэнергию такие установки начинают при ветре, который достигает 3-4 м/с. Но, ведь редко встретишь дом, стоящий в поле или просто на свободно продуваемом месте.

Стало быть, обычная ветряная установка не подходит для частного пользования: ветер должен быть не менее 4 м/с, да и размеры у такой ветряной мельницы весьма внушительны.

Но, прогресс не стоит на месте, и мини ветрогенераторные электростанции постепенно начинают входить в быт граждан. Они пока не такие мощные, как их старшие братья (от 600 Вт до 10 кВт) поэтому в основном, их используют, как дополнительный источник энергии.

• Как работают подобные ветряки

Ветровые мини электростанции устроены довольно просто. Лопасти ротора (их бывает две или три) движимые ветром через шестерёнчатую систему передают вращательное движение на генератор. Далее трёхфазный переменный ток, который вырабатывает генератор, проходя через контроллер, преобразовывается в постоянный ток и поступает в аккумулятор. Для того чтобы постоянный ток стал переменным он проходит через инвертор и уже можно подключать к розетке торшер или утюг.

Пока дует попутный ветер, мини ветрогенераторная электростанция продолжает вырабатывать ток, который идёт на потребительские нужды и в свою очередь заряжает аккумулятор. Когда погода безветренна – в работу включаются уже аккумуляторные батареи.

Подключать ветряные мини электростанции в доме можно по нескольким схемах. Можно на «попечение» такой станции отдать поливочный насос или овощерезку. При таком подключении электромоторы данных агрегатов будут работать полностью автономно, и диск электросчётчика не будет похож на весёлую детскую карусель.

Или же установить коммутатор и через него «завязать» домашний ветряк и центральную электросеть. В безветренную погоду и при полностью разряженном аккумуляторе будет работать центральная сеть. Или же наоборот – автомат переведёт все электроприборы на работу от мини ветряного генератора, если где-то произойдёт обрыв сети.

• Передовые решения в данной области

Американская фирма WindTronic, которая уже не первый год занимается разработкой и модернизацией портативных ветровых электростанций, недавно представила свою новую разработку. Назвали они свой ветряк Windgate. По своей конструкции он скорее напоминает вентилятор. Главной особенностью является то, что такие мини ветрогенераторные электростанции не имеют привычного ротора. Дело в том, что на концах каждой лопасти закреплены постоянные магниты, которые при вращении и выполняют роль ротора. Но, и это ещё не всё – такой компактный ветрогениратор благодаря своей конструкции начинает вращаться при 0,40 м/с, а генерировать электроэнергию начинает уже при 0,9 м/с. Граничная максимальная скорость ветра, которую может выдержать этот малыш (вес его чуть больше 40 кг) составляет 20 м/с.

Единственный весомый недостаток такого ветрового генератора – это его цена. Дело в том, что на сегодняшний день купить мини ветрогениратор Windgate можно за 4,5 тыс.$ и это, увы, очень прискорбно.

• Самодельные устройства

Да, цены на миниатюрные ветрогенераторы сегодня очень кусаются, и многие домашние мастера пытаются конструировать такие агрегаты своими силами.

К тому, как сделать мини ветрогенератор одни доходят своим умом, методом проб и ошибок доходят до той конструкции, которая хоть что-то способна вырабатывать, другие же пользуются услугами всемирной сети, находя в ней чертежи и советы по монтажу и обслуживанию установки.

Лопасти могут быть выполнены как из кровельного железа, так и из дерева или фанеры. В качестве накопителя энергии подходит и обычный автомобильный аккумулятор. Генератор можно купить, но некоторые считают, если уж взялся мастерить мини ветрогенератор своими руками, то и сам генератор можно сделать самому, к примеру, из старого электродвигателя. Главное было бы желание.

Определить плюсы и минусы ветровых электростанций можно только после испытания. Но, если агрегат сделан собственными руками, то несколько плюсов будет однозначно: во-первых, освободится сарай от давно лежавших «нужных» вещей, а во-вторых, хорошее настроение от сделанной работы ещё никому не мешало.

В продолжительных походах возникает ворос зарядки различной портативной техники. В поисках решений данной проблемы рассматривалось множество вареантов от солнечных батарей до химических источников тока. Солнечные панели оказались очень зависящими от солнца и при пасмурной погоде практически ничего не давали. А солнце балует только летом, а в межсезонье и зимой солнца практически не бывает, и уповать на благосклонность природы и наличие солнца не приходится, да и ночью они не работают.

Так-же отпал вареант с большим аккумулятором, который бы зарежал в походе всякую электронику, так-как его заряд быстро кончается, впрочем как и у батареек. Были экспиременты и с химическими элементами, в частности с медно-купаросным элементом, но эффективность его очень низкая.

Идея собрать небольшой ветрячёк пришла сама собой. Ветер хоть и небольшой, но дует каждый день и круглые сутки, а значит ветрогенератор будет работать и ночью, и зарежать электронику пока я отдыхаю. В поисках маленького и лёгкого генератора для ветряка я вспомнил о велодинамках, которые прижимались к колесу велосипеда и вырабатывали ток для свечения фары. Но эти динамки слишком оборотистые и начинают довать ток начиная от 2000об/м. Так-же побродив по прасторам интернета я выяснил, что для этих целей подходят шаговые моторчики с принтеров, но показатели мощности нигде не указаны,а значит скорее всего их мощность очень маленькая.

Выход из положения оказался очень простым, аказывается уже давно для велосипедов выпускают динамо втулки, которые по мимо того, что служат осью колеса, они ещё и вырабатывают ток, средней мощностью 3 ватт, это как раз как мощность стандартного зарядника для телефона, значит это самое то. Так-же эти генераторы специально спроэктированы для работы на малых оборотах, и крутятся на велосипеде со скростью его колеса в отличие от старых динамок, которые прижимались "головкой" к покрышке и за один оборот колеса делали 20-30 оборотов. Прикинув, что на велике колёса крутятся максимум 50-60 об/м при скорости 10км/в час -при этой скорости фара велика начинает хорошо светится. Я понял, что этот генератор идеален, так как тихоходен и на 100 оборотах выйдет на полную мощность, а на ста оборотах втряки крутятся даже от маленького ветерка.

С генератором я определился,и дело остовалось за ма малым, заказать этот генератор и собрать верячёк. Динамо втулку я заказал в интернет магазине.Цены на эти генераторы начинались от 450 рублей, но мне понравилась одна из алюминиевых динамок, её цена с доставкой обошлась 1500 рублей. Впринцепе недорого для подобного генератора, хотя если не гнаться за внешним видом, то можно было и за 450 рублей заказать, но здесь алюминий, а значит и меньший вес.

О деталях и узлах мини ветрогенератора.

Пока ждал заказ решил приступить к сборке осовных частей ветряка.Порывшись у себя в закромах нашол обрезок листа оцинкованой жести, и вырезал из неё лопасти, так как думал, что размер генератора будет немного больше чем оказалось на самом деле, я вырезал большие лопасти длинной по 80см, с перекосом ширины 10 на 15см.

Лопасти специально делал широкими, для того, чтобы они работали на слабом ветру.Но лопасти показались мне слишком большими и тяжёлыми для походного ветряка, и я решил вырезать лопасть из ПВХ трубы, для этого распилил отрезок труды вдоль на 4 часть и вырезал 4 лопасти.Длинна лопастей по 75см. Ниже фото этих лопастей.

>

После изготовления двух комплектов лопастей для будущих испытаний ветрячка, я продолжил дольнейшую сборку. За основу, так сказать раму ветряка взял отрезок олюминиевой гардины. В магазине прикупил мелких болтиков для сборки, Г-образную пластину для крепления генератора, провод, и обычную велосипедную втулку, я её использовал в качестве поворотной оси, цена 200 рублей и готовая поворотная ось, правда не полая и провод через неё пропутить не получится.

Но так просто пускать провод от генератора мне не хотелось, ведь он мог мешать поворотам ветряка по направлению к ветру и я решил сделать токосьёмник -Щёточный узел.Порывшись у себя в радиодеталях нашол текстолитовую плату, из неё вырезал кружёчки, на которые припоял самодельные щётки, и всё это дело вклеил на втулку, и получилась гтовая поворотная ось с токосьёмником. Ниже фото поворотной оси.

>

>

>

>

На следующей странице продолжение. Подробные фотографии всех деталей походного ветряка, а так-же сборка и испытания.

На фото видно как к пластине крепится хвостовая балка.Я сделал всё из простых деталей, которые у меня были и собрал всё буквально за компьютерным столиком, так что об эстетике и красоте не думал, для метя главное надёжность и ремонтопригодность в походных условиях, вот и получилась такая невзрачная, но надёжная и прочная конструкция.

Подробности Опубликовано: 27.09.2015 16:13

Все четыре предложенные модификации оснащены тремя алюминиевыми ножками, которые могут складываться подобно штативу. Мобильные ветряки Trinity будут имеют водонепроницаемый дизайн и способны производить электроэнергию даже при малых скоростях ветра – от 2 м/с. Они также снабжены автоматической системой блокировки при ураганных ветрах.

Стоить отметить, что более ранние версии портативного ветрогенератора были доставлены первым заказчикам уже в этом месяце. Компания отправляет свою продукцию во все страны мира. Что же касается стоимости мини-ветряка Trinity, то беккеру устройство обойдется в зависимости от модификации: 50 Вт - $ 369, 400 Вт - $ 999, 1000 Вт -$ 2 799 и 2500 Вт -$ 5599.

Все модификации мини-турбин оснащаются высококачественными литий-ионными батареями от надежных производителей со сроком гарантии в 2 года. Все модели оснащены тремя опорными ножками и тремя лопастями, внешние поверхности которых выполнены из высокопрочного пластика. В зависимости от скорости ветра можно выбрать один из двух вариантов установки – горизонтальное или вертикальное расположение лопастей. С помощью специального приложения для смартфона можно контролировать производительность ветряка.

На момент написания статьи, компания Trinity собрала более 99 тысяч долларов из необходимых 50 тысяч.

Видео: Trinity Portable Wind Turbine Power Station