Продолжая делиться деталями нашего северного путешествия, хочу рассказать не только о приключениях, но и о технических улучшениях, которые сделали жизнь на борту комфортнее. Ранее я уже описывал удобную печку, которая здорово выручает на стоянках. Сегодня же речь пойдет о другом важном приобретении — ветрогенераторе, который мы смонтировали на кормовой части судна, закрепив его на специально изготовленной мачте.
Заказали мы этот агрегат ещё зимой на известной торговой площадке. За 14 тысяч рублей нам доставили помятую картонную коробку, а внутри неё — сам ветряк. Когда весной встал вопрос о его установке, я долго ломал голову над тем, как лучше это сделать. Изучив множество фотографий в сети, я убедился, что оптимальное место — корма, других вариантов, по сути, и нет. Для реализации задуманного я отправился на ближайшую точку приёма металлолома, где раздобыл нержавеющую трубу диаметром 30 мм и лист из той же стали толщиной 2 мм.
Сразу признаюсь: на вид конструкция казалась мне слишком лёгкой и ненадёжной. Однако на практике она уверенно выдерживала порывы ветра до 17 метров в секунду. Я уверен, что и при более сильных нагрузках с ней ничего не случится.
Расчёт прочности мачты
Раз уж мы заговорили о надёжности опоры для ветрогенератора, стоит начать с основ, а именно с аэродинамической силы, которая стремится её изогнуть. Приблизительную величину этой силы можно вычислить по довольно простой формуле: F = V² * S * 0,074, где F — искомая сила (в килограммах), V — скорость ветра в метрах в секунду, а S — площадь ротора в квадратных метрах. В моём случае, при ветре 20 м/с, эта сила составила всего около 33 килограмм-сил. Примечательно, что эта формула даёт максимальное значение для свободно вращающегося ротора без нагрузки. Когда же на генератор подаётся нагрузка, сопротивление уменьшается, а если ротор полностью остановить, сила F становится минимальной. В итоге и я, и более опытные товарищи, консультировавшие меня, сошлись во мнении, что выбранной трубы вполне хватит, чтобы противостоять любым ветровым нагрузкам в наших широтах.
На изготовление мачты у меня ушёл целый день. Конструкция получилась простой: вертикальная стойка, подкреплённая двумя раскосами. Ещё несколько часов потребовалось, чтобы смонтировать всё это хозяйство на лодке. И вот он — ветряк уже на месте, а его лопасти с характерным свистом рассекают воздух.
Система защиты от урагана
Отдельно стоит упомянуть о защите от сильного ветра. Я очень переживал, что порывы могут буквально разорвать наш генератор, но опытные наставники успокоили меня. По их словам, небольшие ветряки подобного типа не нуждаются в сложной автоматической защите — их достаточно вручную застопорить при угрозе шторма. У меня стопорение реализовано с помощью обычной верёвки, привязанной к хвостовой части ветряка. Когда нужно его остановить, я просто поворачиваю устройство верёвкой параллельно ветру — ротор останавливается, после чего на одну из лопастей накидывается петля. Всё просто и надёжно.
Эффективность в работе
Теперь о самом главном — о практической пользе. Для зарядки одного аккумулятора ёмкостью 55 А·ч и питания бортовой сети достаточно ветра от 6–8 м/с. При усилении ветра генератор просто производит больше энергии, без каких-либо сбоев. В условиях Севера ветряк, безусловно, имеет явное преимущество перед солнечными панелями, которым необходимы прямые солнечные лучи. Однако должен отметить, что сейчас, пройдя Свирь и находясь на Онежском озере, мы столкнулись с энергетическим кризисом — здесь ветра почти нет. Солнце в этих краях тоже не балует своим вниманием.
В целом, это замечательное устройство, которое в ветреных местах обеспечивает электроэнергией круглосуточно. Например, в Финском заливе ветряк работал просто отлично. Полагаю, он будет не менее эффективен и в полярных морях. А пока, сидя в Петрозаводске, приходится экономить каждый миллиампер. Так что, если задумываетесь о подобном приобретении, тщательно оцените ветровые условия в вашем регионе.