Исследование
Все чаще даже в самых отдаленных уголках России можно встретить мачты с ветряками, а то и солнечные батареи на крышах домов. Возобновляемые источники энергии (ВИЭ) постепенно становятся для нас привычными.
Многие из вас наверно видели огромный ветряк, возвышающийся над домами, когда проезжали мимо остановки «Францево» (Приложение 7). Эта конструкция принадлежит замечательному человеку Маргунову Александру Владимировичу, проживающему у нас в городе по улице Горького. Он сам сконструировал ветряк высотой 15 метров, решив, что будет использовать энергию ветра с целью экономии денежных средств.
Александр Владимирович с детства увлекался техникой. С 4 лет занимался в кружке радиотехники, в 6 классе посещал авиамодельный кружок, получал множество дипломов и благодарственных писем. После школы окончил институт связи, получил высшее образование по специальности радиоинженер. Всю жизнь проработал в «Телеателье» по Коммунистической улице и на пенсии не бросил свое хобби. Александр Владимирович говорит, что это как наркотик затягивает, хочется все больше и больше.
Самым первым его изобретением была турбина с вертикальными лопастями (Приложение 8). Ее работа зависела от направления ветра. Она могла поворачиваться на 1800 Вращение турбины было не стабильным, так как во время перемены ветра менялось и направление движения лопастей, а это сказывалось на подаче энергии.
Сейчас Александр Владимирович переконструировал ветряк, сделав лопасти горизонтальными, которые не зависимы от ветра, т.е. его вращение стало стабильным.
Получение электрической энергии из механической связано с законом сохранения и превращения энергии. Этот закон используется человеком в устройствах, предназначенных для преобразования энергии из одного вида в другой, - в так называемых энергетических машинах. Примерами таких машин является паровая машина и двигатель внутреннего сгорания (преобразующие внутреннюю энергию топлива в механическую), электродвигатель и электрогенератор (преобразующие электрическую энергию в механическую и наоборот) и т.д. В случае с устройством Александра Владимировича происходит превращение механической энергии в электрическую.
Ветер с высокой скоростью дует на лопасти ветряка, приводя их во вращение (Приложение 9). На одном валу с ветряком расположен ротор электромотора, преобразующий энергию ветра в электрическую.
Сама конструкция сделана из титановых труб и пластика, имеются 4 горизонтальные лопасти. Вал – редуктор трехвальный – редуктор шестеренчатый – генератор. Александр Владимирович решил поставить электромотор мощностью в 1500 кВт, так как не возможно достать генератор такой же мощности. Как поясняет сам изобретатель, электромотор в 500 оборотов может быть генератором. Так же в этой конструкции стоят конденсаторы емкостью 15 мкФ.
Большинство энергии требуется для отопления дома и гаража, чуть меньше для их освещения. Использовать ветряк для выработки электричества не имеет смысла, так как нестабильность ветра влияет на подачу энергии: в безветренные дни света не будет. За прошлую зиму он выработал больше 60000 кВт энергии. И сэкономил около 12000 рублей. Из расчета 2 рубля за 1 кВт энергии. Когда нет ветра, Александр Владимирович пользуется газом, а летом ветряк вращается вхолостую.
Для ухода за такой махиной нужно каждый день забираться на самую ее верхушку и проверять все устройство. Правильно ли работает, есть ли сбои. Чтобы следить за работой ветряка, Александр Владимирович использует Вольтметр, Амперметр и Частотомер. На отопление приходится 18кВт в час, напряжение в 380 Вт, частота не должна превышать 50-60 Герц. Излишек энергии нет (Приложение 10).
Первая турбина с вертикальными лопастями простояла около 7 лет, а вот с горизонтальными лопастями всего лишь год. И, как поясняет сам Александр Владимирович, турбину нужно еще доработать. Поставить дополнительный кардан и «подкрутить гайки». Он еще не подсчитывал число оборотов, поэтому возможно, что надо будет увеличить или уменьшить диаметр вращающихся лопастей, ведь число оборотов зависит от их диаметра, а мощность - от площади поверхности.
В дальнейшем Александр Владимирович мечтает создать биогаз. Для этого не нужно прилагать много усилий. Трава или солома, помещенная в герметичную емкость, перегнивает и через несколько дней превращается в газ под давлением в 4 Атм. Такую энергию тоже можно использовать на отопление.
Вот какой замечательный человек живет в нашем городе!
Вывод:
Таким образом, мы видим, что ветряной двигатель является альтернативным источником энергии