GrabDuck

Ветрогенератор Онипко Алексея Федоровича назван лучшим в мире в 2013 году

:

Бесшумные, эффективные, практически полностью использующие энергию ветра ветрогенераторы украинского физика Онипко зарядят мобильник и обеспечат бесплатной энергией нефтяные качалки.

В последние два года предметом обсуждений среди тех, кто занимается или интересуется источниками возобновляемой энергии стал ветрогенератор, разработанный украинским физиком, президентом Академии наук Алексеем Федоровичем Онипко.
Ветрогенератор Онипко в полевых условиях

к содержанию ↑

Предистория

Академия наук Украины является общественной организацией, поддержки государства не имеет, поэтому большинство разработок ведется в расчете на конечного потребителя. Именно таким полезным изобретением стал ветрогенератор, работающий при малой и средней скорости ветра, над различными модификациями которого сейчас продолжает работу коллектив, возглавляемый А.Ф.Онипко. На изобретение выдан патент UA 102689. Ветрогенератор заинтересовал потребителей в Европе, Азии, Канаде. Разработка получила много различных наград, среди которых — Зеленый Оскар — Гран-при Всемирного конкурса по возобновляемой энергетике 2013 года в Нюрнберге и признана лучшей в этой области в мире.

к содержанию ↑

Основные приемущества

Основной частью ветрогенератора является ротор особой формы, использование которого позволило изобретателям А.Ф. Онипко, С.Н. Василенко и А.А.Онипко преодолеть некоторые недостатки, свойственные получению электроэнергии с помощью ветроэнергетических установок:

  • он работает бесшумно, в отличие от лопастных, инфразвук, издаваемый которыми, неблагоприятно действуют на все живое в округе;
  • диапазон рабочей скорости ветра от 0,3 до 20 м/с — другие установки только начинают вращаться при скорости ветра 3-5 м/с, а заявленную мощность могут давать от 10 м/с;
  • необычная форма лопастей позволяет эффективно и без сопротивления использовать всю их поверхность, исключен эффект аэродинамического торможения, что делает коэффициент использования энергии ветра (КИЭВ) близким к 0,9 при обычных 0,3-0,45;
  • подъем на большую высоту не требуется, может эффективно работать в непосредственной близости к поверхности, используя потоки, возникающие от разности температуры и давления.

Ветрогенератор Онипко на испытаниях

к содержанию ↑

Из чего состоит

Ветрогенераторная установка помимо ротора состоит из тихоходного генератора, блока управления и инвертора с аккумулятором.

Ветрогенератор Онипко на мачте

Расчет лопастей ротора сделан на основании золотого сечения.

Ветрогенератор Онипко, схема

Пропорциональное увеличение размеров турбины не приводит однозначно к увеличению вырабатываемой мощности, поэтому конфигурацию лопастей для каждого диаметра разрабатывают с учетом испытаний в аэродинамической трубе. Для изготовления ротора можно использовать металл, композитные материалы, легкий пластик.

Первые образцы изготавливались из бумаги и пенопласта. Несмотря на кажущуюся сложность формы, производство не представляет больших трудностей. Многофазный генератор, имеющий кпд 0,98, сконструировали и запатентовали сами авторы, потому что оказалось, что тихоходные генераторы от 10 до 100 об/мин никто не производит.

Вращение без нагрузки в нем требует усилия всего 0,001 нм, что в 500 раз меньше, чем у обычного генератора с металлическим сердечником. От редуктора разработчики отказались, так как он забирает до 20% энергии и создает проблемы в морозную погоду.

Электронный блок преобразует напряжение с непостоянной низкой частотой в напряжение 50 — 100 кГц, выпрямляет, регулирует для подачи на аккумулятор. Инвертор преобразует напряжение в стандартное номиналом 220 Вольт с частотой 50 Гц. При оборотах ротора начиная с 10 об/мин ток поступает в аккумулятор, номинал приходится на 150 об/мин.

Ветрогенератор Онипко, испытания

Установки могут вырабатывать, в зависимости от диаметра, от 50 до 10 000 ватт. Стоимость киловатта установленной мощности при опытном производстве составляет около 1000 долларов без стоимости инвертора, в то время как в серийно выпускаемых моделях ВЭУ киловатт обходится в 1100 -5000 долларов. Значит, при постановке производства на поток следует ожидать удешевления стоимости киловатта.

к содержанию ↑

Производство и использование ВЭУ Онипко

Купить ветрогенератор пока негде, с учетом политической ситуации не до конца решен вопрос с инвестированием. Ведутся переговоры с иностранными инвесторами. А.Ф.Онипко говорит, что предполагается производство поставить на поток в Китае. Там, даже с учетом перевозки, можно выпускать установки в несколько раз дешевле. Разработана документация на роторы диаметром 98 см, 1.5 м, 3 м и 4 м. Начат прием заявок на 2015 год на сайте разработчиков: http://onipko.com/contacty/.

Ветрогенератор Онипко в офисе

Где предполагают использовать агрегаты:

  • в Арабских Эмиратах, где проходят испытания на полигоне, 100 тыс. трехметровых генераторов заказали для обеспечения энергией нефтяных качалок;
  • маленький, размером с бытовой вентилятор, агрегат мощностью до 300Вт можно установить во дворе или на балконе, его мощности может хватить для подзарядки телефонов, работы компьютера, телевизора;
  • несколько установок мощностью до 3 кВт обеспечит среднее домохозяйство, позволит отапливать жилье.

Их можно установить на крыше дома, на мачте выше деревьев, в техническом этаже. Место для установки ветрогенератора выбирают таким образом, чтобы направление горизонтальной оси совпадало с направлением преобладающих в данном месте ветров. Авторы использовали анемометр с регистратором для определения ветрового потенциала места.

Если есть вероятность ураганных ветров, о надежности крепления конструкции следует позаботиться отдельно. В обсуждениях встречаются предложения устанавливать ротор на вертикальную ось, что может повысить надежность конструкции без значительной потери КИЭВ, направление ветра тоже не будет иметь значения.