Эти странички являются неполным и свободным переводом немецкого сайта http://www.windenergie-technik-crome.de/

1. Расход сырья и материалов для лопастей ветряка.

Теоретически, аэродинамически оптимально рассчитанный профиль ветряного колеса широкий в корне ( у оси вращения) и тонкий у кончика.

Сверху изображены 14 сечений 26 метровой лопасти от круглого в области оси вплоть до самого кончика.

Первые 7 разрезов показывают наглядно необъятный «конструктивный объем» центральной половины крыла по сравнению с конструктивным объемом наружной половины крыла, разрезы 7 – 14.

Причем между сечениями 0 – 5 вообще отсутствует аэродинамика, а присутствует «только» статика, которая обеспечивает прочность и переход к круглому фланцу крепления.

Расход материала и вес больше для центральной половины лопасти, нежели для внешней половины.

2. Эффективная рабочая площадь ометания.

Можно без труда заметить при рассматривании кольца, что внутренняя половина круга занимает только одну четверть площади, а следовательно и получает только четверть энергии от ветра, а наружная половина круга – заштрихованное кольцо на рисунке – имеет в три раза большую площадь и получает 3/4 энергии.

Внутренняя половина лопастей имеет в 8 раз большую конструктивную массу, чем внешняя. Но не может обеспечить получение даже вышеназванной четверти мощности по чисто аэродинамическим причинам (низкая скорость потока).

3. Крутка

При проектировании конкретного ветряка конструктор должен руководствоваться 3 параметрами. Он должен задаться, во-первых, быстоходностью ветроколеса, во-вторых, номинальной скоростью, в-третьих, количеством крыльев. Как результат этого размеры лопасти и углы установки получаются оптимальными только для конкретного единичного случая.

Чертеж внизу иллюстрирует примерные сечения профиля и углы установки ветряка диаметром 5 метров с быстроходностью 3.

Вектор скорости ветра одинаков во всех сечениях. Вектор окружной скорости уменьшается к оси вращения. Поэтому крутка по мере продвижения к оси увеличивается. Самую большую крутку имеет внутренняя половина пропеллера, самую маленькую – внешняя.

Разработанная нами концепция лопастей имеет три отличия от описанной выше теоретической идеальной конструкции.:

Ветряная электростанция с лопастями из влагостойкой клееной фанеры, растяжек и ферм.

Практические испытания показали, что производительность ветроэлетростанции будет максимальна, если оптимальный угол установки и хорда соответствуют сечению на 5/6 от радиуса (соответствует 2/3 длины нашей половинной лопасти).

Ветряк обладает способностью саморегуляции при больших скоростях ветра.

Отношение ометаемой площади к площади лопастей зависит от быстроходности ветряка. В ветряках, которые не имеют принудительного стартера, отношение должно составлять минимум 15%, чтобы они страгивались при 2 – 3 м/с самостоятельно. При быстроходности 3 или меньше, это всегда гарантировано.