Ветряные мельницы для электричества, ветряк и как он работает

Ветряные мельницы – что это и как работает? Каково устройство ветряных мельниц, что показывает описание лопастей? Как происходит их строительство для электричества, и на что следует обратить внимание еще?

  • Добавленные473
  • Загруженные33

0:48

Камаринская
Алексей Капачинский

1458 просмотровчетыре месяца назад

4:52

Запанiбрата – Тимоня
Алексей Капачинский

986 просмотровгод назад

6:32

Запанiбрата – Барыня
Алексей Капачинский

8062 просмотрагод назад

5:56

Доктор Любовь – Так сладко
Алексей Капачинский

159 просмотровдва года назад

6:46

Доктор Любовь – Эй, ман
Алексей Капачинский

104 просмотрадва года назад

6:00

Доктор любовь – Доктор любовь
Алексей Капачинский

956 просмотровтри года назад

14:06

Семейские забайкалья
Алексей Капачинский

486 просмотровпять лет назад

0:39

Брюссельская капуста под снегом. Естественная заморозка
Алексей Капачинский

68 просмотровпять лет назад

1:39

HOW WATERMILL WORKS Как работает водяная мельница
Алексей Капачинский

1180 просмотров6 лет назад

9:00

Казачий пляс (Казачий Круг)
Алексей Капачинский

1075 просмотров6 лет назад

51:08

Каларипаятту древнейшее боевое искусство Востока
Алексей Капачинский

37 просмотров7 лет назад

5:06

Олимпийский парк. Брасс-секстет-2
Алексей Капачинский

7 просмотров7 лет назад

0:40

Олимпийский парк. Брасс-секстет_1
Алексей Капачинский

6 просмотров7 лет назад

3:45

Олимпийский парк. Барабанное шоу
Алексей Капачинский

14 просмотров7 лет назад

0:59

Олимпийский парк. Танцы народов севера
Алексей Капачинский

66 просмотров7 лет назад

6:47

Sobanza Mimanisa – Kiwembo
Алексей Капачинский

9 просмотров9 лет назад

27:24

давным давно… Кришна дас в Ижевске
Алексей Капачинский

57 просмотров8 лет назад

1:16:43

Аштанга-йога. Гуру Шри Паттабхи Джойс.
Алексей Капачинский

9 просмотров8 лет назад

1:19:16

Нунчаку в бою
Алексей Капачинский

261 просмотр8 лет назад

9:26

Без названия
Алексей Капачинский

2 просмотра9 лет назад

7:02

Jojo Mayer – Street Beatz Secret Weapons for the Modern Drummer
Алексей Капачинский

1228 просмотров9 лет назад

4:49

Orchestre Poly Rythmo 2009 ep 1
Алексей Капачинский

21 просмотр9 лет назад

9:43

Antibalas Afrobeat Orchestra at Evolve Festival
Алексей Капачинский

11 просмотров9 лет назад

1:32:23

Cuba Feliz
Алексей Капачинский

155 просмотров10 лет назад

1:08:47

Giovanni Hidalgo – In The Tradition
Алексей Капачинский

64 просмотра10 лет назад

1:47:03

Lincoln Goines and Robby Ameen – Funkifying the Clave
Алексей Капачинский

71 просмотр10 лет назад

1:03:30

Getting Started on Congas 1&2 Drums
Алексей Капачинский

5 просмотров10 лет назад

52:18

Танки в золотом городе
Алексей Капачинский

20 просмотров10 лет назад

26:27

Samurai_part 2
Алексей Капачинский

2 просмотра11 лет назад

1:00:18

Samurai_part 1
Алексей Капачинский

1 просмотр11 лет назад

Показать ещё

1:14

Мастер-класс по традиционным русским танцам
Каракулинский центр русской культуры

2503 просмотрамесяц назад

2:31

Zventa Sventana – На горе мак
Тина Кузнецова Zventa Sventana

111708 просмотровмесяц назад

1:59

ПОЛЬКА УЛОШНАЯ
ШКОЛА РУССКОЙ ТРАДИЦИОННОЙ ПЛЯСКИ

13050 просмотровдва месяца назад

YouTube22:48

Мастер-класс по раскрою традиционной рубахи «Милому рубаха за ночь…»
СЛАВЯНСКИЕ УЗОРЫ: узорные ткани, лен, хлопок

195 просмотровдва месяца назад

1:33:39

История Аси Клячиной, которая любила, да не вышла замуж, 1967 год, ДГ
Добрая группа ツ

6304 просмотрадва месяца назад

44:36

Русский граф Болгаров. (2017)
Gunter Muller

2217 просмотровдва месяца назад

0:56

Фолк урок “Русская пляска”, д. Малые Калмаши
Малокалмашинский СДК

1494 просмотратри месяца назад

YouTube7:34

Bolya We Ndenge – “Bosamba Ndeke” (Congotronics 2)
Алексей Капачинский

73 просмотратри месяца назад

1:38

Костромская обл.Чухломской р-он.
Клуб народного танца “Туда-Сюда”

106 просмотровтри месяца назад

6:15

ПЛЯСКА И ИГРА НА БУБНЕ
ШКОЛА РУССКОЙ ТРАДИЦИОННОЙ ПЛЯСКИ

3984 просмотратри месяца назад

1:16

Владимирские рожки
Надежда Чашникова

185 просмотровтри месяца назад

5:01

Лодка (2)
Слава Асанов

1214 просмотровтри месяца назад

13:37

Календарные обряды и праздники_1988
Фольклорный ансамбль СПб консерватории

220 просмотровтри месяца назад

1:26:26

«В поисках Сахарного Человека» |2012| Режиссер: Малик Бенджеллуль | документальный
Кинокультура

102502 просмотратри месяца назад

0:51

Студия русского танца
Ижевскiй заводъ

2410 просмотровтри месяца назад

0:51

Студия русского танца
Ижевскiй заводъ

6400 просмотровчетыре месяца назад

1:18

“Звучащая традиция”, село Каракулино
Ижевскiй заводъ

2276 просмотровчетыре месяца назад

1:53

Народный театр – Вождение козы
Каракулинский центр русской культуры

1526 просмотровчетыре месяца назад

2:26

Колядки в д. Малые Калмаши
Ижевскiй заводъ

2045 просмотровчетыре месяца назад

0:48

Камаринская
Алексей Капачинский

1458 просмотровчетыре месяца назад

45:40

Все реки текут 4 серия
Видеоархив группы ۩۞۩Исторические Фильмы۩۞۩

949 просмотровпять месяцев назад

3:07

Скобарская
Старинная крестьянская музыка

1678 просмотровпять месяцев назад

1:39:09

В лесах Сибири (2016) HD
Андрей Калашников

42945 просмотровпять месяцев назад

1:42:15

Прогулка в облаках (1995)
Киномания

219816 просмотров7 месяцев назад

YouTube12:41

Наигрыш «Русского». Три варианта.
Алексей Капачинский

1 просмотр7 месяцев назад

YouTube30:51

Игра районов. Селтинский.Каракулинский 25.09.2020
Алексей Капачинский

2 просмотра8 месяцев назад

1:28:16

Бабы рязанские | СССР, 1927 | реж. Иван Правов, Ольга Преображенская
pink frames

4605 просмотров8 месяцев назад

8:07

Русская традиционная женская одежда Вятской губернии начала ХХ века
Возрождённые ремёсла Удмуртии (Отдел ДПИиР РДНТ)

1136 просмотров8 месяцев назад

Показать ещё

История изобретения

Водяное колесо было изобретено людьми еще в древние времена, благодаря чему человек получил надежный и простой двигатель, применение которого с каждым годом все расширялось. Еще в первом столетии до нашей эры римский ученый Витрувий описал такую конструкцию в своем трактате «10 книг об архитектуре». Действие ее было основано на вращении колеса от воздействия потока воды на его лопасти. И первым практическим применением этого открытия стала возможность перемалывания зерен.

История мельниц ведет свое начало от первых жерновов, которые использовали древние люди для получения муки. Такие устройства были вначале ручными, затем стали использовать физическую силу рабов или животных, которые вращали мукомольное колесо.

История водяной мельницы началась с использования конструкции колеса, двигающегося от силы речного потока, для осуществления процесса перемалывания зерна в муку, а основанием для этого послужило создание первого двигателя. Древние машины произошли от поливальных устройств, называемых чадуфонами, которые применялись для поднятия воды из реки для орошения земли и полей. Такие устройства представляли собой несколько черпаков, насаженных на обод: при вращении они погружались в воду, зачерпывали ее, а после поднятия вверх опрокидывали в желоб.

Гравюра с мельницей

Устройство и принцип работы водяной мельницы

Функционирует водяная мельница достаточно просто – вода вращает колесо, поступая в него и вытекая. То есть колесо имеет лопасти, насаживается на вал, вращается посредством водного потока, который обеспечивает крутящий момент, и передает энергию.

Мельницы бывают разных видов, но у всех есть неизменные элементы конструкции:

  • колесо, оснащенное лопастями;
  • желоб;
  • шарниры и ось;
  • опорный каркас;
  • корпус (строение).
Водяная мельница

Причины успеха энергии ветра

Характеристики ветровой энергии уникальны. Заслуживают отдельного упоминания свойства, ставшие причиной длительного успеха ветряных мельниц. Сравнение характеристик источников энергии позволяет понять столь продолжительное и географически широчайшее применение энергии ветра:

  • Для чего нужны ветряные мельницыветер бесплатен и неиссякаем. Такое можно сказать только о воде, солнце и геотермальных источниках. Ядерная энергия, уголь, нефть этим похвастаться не могут;
  • преобразование ветра – экологически чистый процесс, как и у всех природных источников энергии. А вот нефть, уголь и ядерные реакции при преобразовании производят отходы, вредные для флоры и фауны, в том числе человека;
  • ветер доступен в любом месте планеты. Так можно сказать еще и о солнечной энергии. Больше ни один источник энергии так не распространен;
  • перевести ветровую кинетическую энергию очень просто. Такая же простота присуща только для энергии речной воды. Из любого другого источника получить кинетическую энергию позволят только по сложным технологиям, создавая специальные сооружения и устройства, постоянно их контролируя и управляя процессом.

Как построить ветряную мельницуНо есть у ветра и недостатки. Например, вошедшее в поговорку непостоянство. Направление ветра меняется так часто, что пришлось даже создавать мельницы с вращающимся корпусом. А изменение силы ветра от ураганной до штиля не позволяет рассчитывать на стабильность поступления энергии. Другие природные источники энергии тоже нестабильны и со своими недостатками. Солнце не дает энергии по ночам, а днем может уйти за тучи. Реки есть не везде, а там, где есть, могут пересохнуть или замерзнуть на месяцы.

Еще одним минусом является малая плотность ветра – 1,29 кг/м3. К примеру, плотность воды составляет почти тонну. Для получения одинаковой по величине энергии площадь лопастей у ветряной мельницы должна быть в 750 раз больше, чем у водяной. А для таких конструкций должен быть и соответствующий корпус.

Но, тем не менее, почти четыре тысячи лет ветер был востребован, как источник энергии, на Европейском, Азиатском и Африканском континентах. И сейчас о нем не забывают.

Что такое ветряная мельница?

Постройки, имеющиеся на приусадебном или дачном участке, обычно создаются в строгом функциональном стиле. Каких-либо специфических декоративных элементов они, как правило, не имеют и выглядят соответственно своему назначению. При этом, желание как-то украсить, оживить территорию участка свойственно большинству владельцев. Вариантов решения этого вопроса имеется очень много. Чаще всего используются технологии ландшафтного дизайна, с помощью которых может быть украшен абсолютно любой клочок земли.

Один из вариантов создания необычного облика является возведение ветряной мельницы. Решение несколько неожиданное, но неизменно эффектное, требующее подробного рассмотрения.

Об этом исполнителе

François Couperin

145 648 слушателей

Как рассчитать крылья мельницы

Сначала нужно решить, для чего и где строить мельницу. Обычно ветровая машина ставится на открытой местности, например – на даче. Если вокруг забора близко и плотно растут деревья, придется делать высокий корпус для ветряка. В этом случае обязательно потребуется фундамент.

Как работает ветряная мельница

Фундамент нужен и невысоким, но тяжелым корпусам. Для дачных дел достаточно по периметру будущего строения уложить на глубину до 0,7 метра бетон или плотные ряды кирпичей. Для декоративных сооружений достаточно подмостить и утрамбовать один слой кирпича, изолирующего сооружение от влаги.

Теперь надо решить, для чего следует строить мельницу. Вариантов много:

  • для подъема воды из скважины;
  • для получения электроэнергии;
  • для отпугивания кротов;
  • для хранения садовых инструментов;
  • в декоративном назначении.

Порядок вариантов представлен по снижению требований к мощности устройства, т.е. по упрощению механизма. Определение требований к дизайну остается правом и обязанностью владельца.

Сразу запомним, что реальная мощность бытового ветряка не превышает 500 Вт при скорости ветра 5-8 м/с. Однако электроэнергию можно накапливать, включая при необходимости мощные потребители на короткий срок. Например, насос для подъема воды.

Принцип работы ветряной мельницыГлавное в ветряке, это лопасти. В первую очередь для определения конструкции лопастей нужно знать о том, что чем больше мощность – тем большую площадь проекции на плоскость вращения должны иметь лопасти. Это достигается увеличением количества, длины, площади и угла разворота лопастей.

Для расчета средней мощности конструкции потребуется знание силы обычных для местности строительства ветров. Кроме того, лопасти мельницы должны быть перпендикулярны преобладающим направлениям ветра. Эти сведения следует узнать в сети Интернет по запросам “статистика скорости ветра” и “роза ветров” для своего региона.

Осталось подсчитать размер лопастей. Например, средний ветер 5 м/с, а потребляемая мощность электроприбора 100 Вт. Потери на преобразование кинетической энергии вращения оси мельницы в электрическую составят порядка 20% – 40%.

Коэффициент полезного действия можно посчитать, учитывая точные паспортные значения КПД генератора на оси, выпрямителя, стабилизатора, преобразователя постоянного тока в переменный напряжением 220 В. При расчете проценты потерь не суммируются, надо последовательно перемножить КПД каждого прибора, чтобы получить КПД системы преобразования вращения в электричество. Еще половина мощности ветра теряется на лопастях.

Снизить потери преобразования можно исключив, например, преобразователь постоянного тока в переменный, если исполнительное устройство может работать от аккумулятора. Отсутствие какого-либо другого устройства также возможно, если напряжение и ток не имеют большого значения для работы устройства – например, небольшая лампочка накаливания, еще практичнее – светодиодная.

Какие существуют ветряные мельницыМощность ветрогенератора прямо пропорциональна плотности воздуха, умноженного на скорость ветра в третьей степени (для 5 м/с – 125). Если разделить результат на удвоенную площадь проекции лопастей на плоскость вращения,получается мощность, которую может выработать генератор на оси вращения лопастей.

Для примера можно посчитать площадь проекции для 4 лопастей шириной 0,5 м, образовывающих при вращении круг диаметром 2 м, закрепленные под углом 60 градусов к плоскости вращения. Площадь по формуле d/2*sin(30)*0.5*4 равна 2/2*0,25*4=1 квадратному метру.

Такая конструкция, при наиболее распространенном в России среднем значении скорости ветра 5 м/с, получает от ветра энергию в количестве 1,29*125/2*1 = 80 Вт. Снять половину на преобразование во вращательное движение, убрать 25% на преобразование в электроэнергию и останется около 30 Вт для потребителей. Максимальная ветровая мощность при таком ветре на лопастях, полностью перекрывающих в проекции площадь круга, может вырасти в 3,14 раза. В итоге потребителю достанется максимум около 100 Вт. Не так уж и плохо.

Если в декоративных целях использовать светодиоды, размеры мельницы изменятся до смешных, был бы низкий ветер вдоль земли.

Без преобразования в электрическую используют энергию ветра для отпугивания мелких насекомых, живущих под землей. Достаточно опустить на 15 сантиметров в углубление деревянную ось, вращающуюся от ветряка, как вибрация почвы отпугнет их на несколько метров, не мешая хозяевам.

Подготовка участка

Первое, что надо сделать, – выбрать место для обустройства пруда с мельницей. Обратите внимание на следующие аспекты:

  1. Не устраивайте искусственный водоем около растительности, которая не переносит повышенную влажность.
  2. Избегайте скопления деревьев, кустарников, так как они затмят мельницу.
  3. Участок должен хорошо проветриваться.

Если с местом определились, очистите его от всяких насаждений и корней, мусора, сухих листьев, разровняйте поверхность.

Разновидности лопастей ветряков

Конструкции лопастей бывают не только с вертикальным вращением, но и с горизонтальным. Лопасти могут иметь винтовую конструкцию, изменяемую парусность. Строились мельницы на века и так, чтобы в каждом строении была уникальность. Современные конструкции тоже поражают разнообразием.

Пошаговая инструкция

Создание мельницы происходит по обычной схеме, используемой при строительстве любых сооружений:

  • создание проекта (рабочего чертежа)
  • приобретение материалов, подбор инструмента
  • подготовка площадки
  • сборка корпуса и ротора
  • установка механических элементов (если они запланированы)
  • запуск, отладка режимов работы

Некоторые шаги в этом перечне могут оказаться лишними, иногда, напротив, могут понадобиться дополнительные действия. Окончательный план действий может быть составлен только при рассмотрении конкретной конструкции, условий ее работы, размеров и прочих параметров.

Важно! Ни в коем случае не следует пренебрегать созданием проекта. Зачастую именно на этом этапе обнаруживаются значительные ошибки или дополнительные факторы, в корне меняющие подход к выполняемой работе. Изготовление наобум может привести к пустой трате времени и материалов.

Видео

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд

(

4

оценок, среднее:

4,00

из 5)

loading.gif

Загрузка…

Статистика и перспективы

Виды ветряных мельницВ России конца 19 века работали около 200 000 мукомольных мельниц. Обычный ветряк вырабатывал мощность 3,5 кВт, большой с диаметром лопастей 24 метра – до 15 кВт. Суммарная вырабатываемая ими мощность в то время доходила до 750 мВт. Сейчас используются ветряные электрогенераторы и считанные единицы мельниц другого назначения. А энергии все они вырабатывают в 50 раз меньше, чем 100 лет назад, целых 15 мВт. Планы развития. конечно. создаются, ведь потенциал ветра над нашей страной составляет десятки миллиардов киловатт.

Пока планы не реализовались, можно перефразировать известное выражение Владимира Маяковского и сказать: “Если мельницы строят – значит – это кому-то нужно? Значит – кто-то хочет, чтобы они были?” Завораживающая красота работающих мельниц стала мощным вдохновляющим фактором для умельцев, создающих шедевры во дворах и на дачных участках.

Наиболее известные старые мельницы

Родосские мельницы, находящиеся около порта Мандрнаки, дробили очень долго зерно, которое доставляли прямо в гавань по морю. Изначально их было 13, по другим данным — 14. Но лишь 3 дошли до нашего времени и сохранены как памятники. На острове Эланд примерно та же ситуация — вместо 2000 мельниц сохранилось только 355. Их демонтировали в начале прошлого века, потому что необходимость отпала, к счастью, самые красивые постройки уцелели.

Также стоит отметить:

  • Zaanse Schans (север Амстердама);
  • мельницы островов Миконос;
  • мельничную сеть Киндердейк;
  • ветряные мельницы иранского Наштифана.

Создание водяной конструкции своими руками

Такой архитектурный элемент, как водяное колесо, приобрел популярность наравне с бассейнами, каскадами или фонтанчиками. Конечно, подобные сооружения выполняют скорее декоративную, нежели практическую функцию. Построить водяную мельницу своими руками сможет каждый хозяин, имеющий навыки работы с деревянными деталями.

Размер колеса рекомендуется выбирать минимум 1,5 м, но не более 10 м, что зависит от площади участка. Мельничный домик также выбирается по его будущему предназначению: строение для хранения инвентаря, игровая зона для детей, украшение территории.

Изготовление деталей:

  • в качестве основы для водяного колеса можно взять велосипедное или сбитое из дерева, к которому крепятся лопасти; в центре его должна быть труба, вокруг которое происходит вращение;
  • готовое изделие крепится на подшипники на 2 опоры, которые изготавливают их дубового бруса, металлического уголка, кирпича;
  • к верхней части колеса должен подходить желоб, по которому стекает вода на лопасти; ее подводят либо от шланга с насосом, либо она поступает после дождя;
  • все детали для увеличения срока работы рекомендуется обработать: деревянные – покрыть лаком, металлические — краской от коррозии;
  • для отведения воды прокладывают каналы в направлении грядок или к другой емкости;
  • на завершающем этапе сооружение украшают декоративными элементами.
Самодельные мельницы или готовые

Устройство на загородном участке декоративной водяной мельницы станет прекрасным эстетическим дополнением к ландшафту.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...