Ротор Оніпко: опис, принцип роботи, характеристики

Ротор Оніпко являє собою вітровий генератор, який функціонує за принципом горизонтально-осьового вітряка під тиском сили вітру. Незважаючи на те що ці агрегати позиціонуються як повноцінна заміна штатних пристроїв, їх ефективність складає всього 20 відсотків. При цьому витрати на установку та експлуатацію вельми істотні. Розглянемо особливості цих пристроїв та їх можливості.

Презентація

Ротор Оніпко – це вітряний генератор, який включає в себе частини вертикальних установок, при цьому він працює з горизонтальної осьової навантаженням. Скільки енергії виробляє цей агрегат, достовірно не відомо. За великим рахунком, це пристосування рекламуватися як економний варіант отримання енергії. Однак його вартість та відповідність показників ефективності все ще знаходяться під великим питанням.


Виробник презентує вітрогенератор Оніпко як одну з кращих альтернатив при виробленні аналогової електроенергії. Тим не менш конкретні факти свідчать про те, що пристрій поки не користується особливим попитом. Багато в чому це обумовлено значною вартістю, складністю монтажу і не дуже високим коефіцієнтом корисної дії.

Функціональні можливості

Робота даного агрегату полягає в обертанні лопатей установки під впливом вітру. Середній показник вироблення електроенергії становить до 3 м/с. Цей параметр ротора Оніпко обумовлюється при наявності правильно такого генератора і потужності вітру не менше 03 м/с. Обертання агрегату при цьому буде незначним, його цілком реально зупинити рукою. Такий тяги може вистачити на роботу лампочки з мінімальними споживчими характеристиками.


Креслення ротора Оніпко і його фото наочно показують, що агрегат має діаметр близько ста сантиметрів. При потужності вітрового потоку 2 метри в секунду ККД пристрою становить не більше 20 відсотків. У результаті виходить потужність близько 50 ватт. Роторний механізм перетворює механічну енергію в робочий аналог, який може становити до 8-10 ват з одного генератора.

Особливості

Українська академія наук, в якій був створений розглянутий агрегат, презентує пристосування як інноваційну модель на ринку. Однак вітряної генератор не є особливим новаторством. Єдина його особливість – оригінальна конструкція і принцип подвійного дії. Тим не менш аналогічні вітряки не складе праці переробити таким чином, щоб була можливість ефективної роботи не тільки при сильному пориві, але і при слабкому вітрі. Виробник стверджує, що ротор Оніпко абсолютно безшумний. Але в цьому є частка маркетингового ходу. Справа в тому, що всі побутові вітряні генератори при роботі не створюють гучних звуків. Певна гучність спостерігається лише на великих обертах, і то вона не перевищує шуму дерев у вітряну погоду. Тихохідні вітряки не чути при роботі, але і енергії вони виробляють менше при однакових габаритах.

Конструкція

Оскільки аналізоване виріб являє собою вітрогенератор з жорсткими вітрилами, які не змінюють кут нахилу в залежності від сили вітру, максимальний ККД можливий тільки при визначеній силі потоку вітру. Коефіцієнт корисної дії також залежить від аеродинаміки об'єкта і пропускної здатності. Ротор вітрогенератора Оніпко – це щільний спіральний диск, отже, наростаючий потік впирається в своєрідну «подушку», і частина вітру просто йде в сторони.
ККД даного агрегату становить не більше 025%. Працює він за рахунок тиску вітру і підйомної сили. Наприклад, при вітрі 6 метрів у секунду швидкість обертання метрового ротора буде близько 80 оборотів в хвилину. Варто відзначити, що сучасні аналоги здатні видавати до 500 обертів на хвилину. Це означає, що вітрогенератор Оніпко повинен бути в 8-9 разів більше і дорожче для можливості видачі такої ж кількості енергії.

Потужність

Дане обладнання має незначною потужністю на одиницю ваги. Ротор діаметром 1000 міліметрів має масу близько 50 кілограмів, у той час як вага трилопатевого класичного вітрогенератора не перевищує 6 кг. Нескладно підрахувати, що ціна ротора Оніпко буде на порядок вище. Орієнтовна вартість агрегату складе близько однієї тисячі доларів, не враховуючи супроводжуючих елементів. Розробник стверджує, що діапазон потужностей пристрою варіюється в межах 50-10000 Вт. Цей показник залежить від розміру робочої частини. Розглянутий вітровий генератор при встановленні не потребує високої щогли. Однак вона і не обов'язкова при монтажі інших вітряків. Просто на малій висоті погіршується показник виробітку обладнання з причини слабкого завихрення і незначного потоку вітру. Чим вище щогла, тим стабільніше і рівномірніше впливають на лопаті повітряні маси.

Турбіна

Розробник стверджує, що робоча площа турбіни значно перевершує по ефективності поверхню класичного аналога ідентичних габаритів, оскільки в роботі додатково бере участь енергія тиску вітрового потоку. Це не зовсім правда, оскільки основна частина вітру звалюється з робочого колеса. Пов'язано це з тим, що ротор не пропускає через себе потік, утворюючи повітряну шапку. Переконатися в цьому можна, якщо в аеродинамічній трубі подавати тиск на вітряне колесо з підсвіченим димом. З урахуванням низьких обертів вітроколеса ротор Оніпко за певний проміжок часу агрегує з малою кількістю вітру. Наприклад, стандартний трилопатевою гвинт при однаковому повітряному тиску має спритність в 4-5 разів вище швидкості вітру. Отже, за одиницю часу він обробляє велику кількість повітряних мас. При цьому вітер проходить через колесо без гальмування нових потоків.

Матеріал виготовлення

Виробництво вітрогенераторів цього типу передбачає виготовлення вітряного колеса з металу, композитного волокна або пластику. Низька шумність дозволяє встановлювати агрегат в безпосередній близькості від житла. Однак це все можна сказати і про класичних вітряки. На видаленні монтуються тільки промислові аналоги, які створюють значну низькочастотну вібрацію. Обладнання потужністю до 1000 кВт цілком можна монтувати поруч з будинками.

Характеристики

Нижче наведені основні параметри даного вітрогенератора:

Практичний діапазон потужності – від 50 до 10000 Вт.

Передбачена робота пристрою у випадку різкої зміни швидкості і напрямку вітру.

Вітряк не створює шуму, може монтуватися безпосередньо біля житла.

Робоча швидкість повітряного потоку – 03-20 м/с.

Турбіна може виготовлятися з різних матеріалів.

Про розробника

Розробив розглянутий агрегат доктор технічних наук Олексій Оніпко. Вітрогенератор відрізняється незвичайною формою і безшумною роботою. Над розробкою свого дітища вчений провів десять років. Починав він конструювати новий вітряк у компанії онуків і ентузіастів. Сам процес виготовлення ротора не складне, проте потребує особливої точності дотримання розмірів. Конструктор стверджує, що навіть при незначному відхиленні, до 5 мм, ефективність роботи пристрою знижується до 30 відсотків. Член академії наук за свій винахід отримав безліч нагород, в тому числі медаль Леонардо да Вінчі, премію «Зелений Оскар». Олексій Оніпко зазначає, що його ноу-хау зацікавила іноземних колег з Естонії, Казахстану, Азербайджану та Європи. А з німцями вчений уклав договір, в якому зазначено, що для використання ротора в Європі завод з його виробництва повинен бути побудований на Україні. Інженер зазначає, що на батьківщині його винахід нікого не цікавить. Однак вчений не втрачає оптимізму і сподівається дочекатися серійного виробництва.

Тестування

Для наочної презентації можливостей нової вітряної установки конструктор поруч зі своїм дітищем встановив класичний вітряк. Він стверджує, що в ході експлуатації обох версій при сильному потоці вітру традиційна модель видавала більше шуму і повністю гальмувалася, коли швидкість повітряного потоку наближалася до мінімуму. Ротор Оніпко в аналогічних умовах продовжував працювати і не створював шуму. Для проведення тестів вчений пристосував в майстерні аеродинамічну трубу, в якій вітряної потік розганяється до 15 метрів в секунду. Для наочності в ній використовуються прозорі модифікації вітряка. Європейські колеги після довгих сумнівів змогли переконатися в безпеці пристосування для птахів і безшумною його роботі, що дає можливість монтувати обладнання на балконах і дахах будинків.

На завершення

За великим рахунком, вітрогенератор, створений А. Оніпко, являє собою установку, що поєднує елементи вертикальних вітряків, проте працює він за принципом горизонтально-осьового обладнання. Оскільки серійного виробництва цього пристосування немає, складно перевірити на практиці кількість виробленої енергії в залежності від швидкості вітру. Хочеться сподіватися, що даний винахід дійсно практично і економно. Однак точно це дізнатися можна після об'єктивного тестування і розрахунку точних технічних показників.