Электрика: гидрогенераторы

В продолжении темы об альтернативных источниках электроэнергии на парусной яхте, сегодня кратко рассмотрим гидрогенераторы. Агрегат не новый, известен давно, но разработки новых электродвигателей дали новый импульс, чтобы его использование стало актуальным и на круизных лодках.


Принцип действия у всех одинаковый, это вращение генератора, вырабатывающего электроэнергию, набегающим потоком воды. Вообще прародителем гидрогенераторов можно считать старый добрый механический лаг, который еще помнят некоторые старые мореманы.

Просто счетчик лага заменили на генератор и получился буксируемый гидрогенератор (towing hydro generator), но вертушка и линь остались слабым местом системы. Есть несколько производителей таких генераторов, например английская фирма Ampair, которая производит генератор Aquair-100.
Так как сам генератор крепится на корме, его размеры не имеют особого значения, а линь с вертушкой на расстоянии 20-30 метров буксируется за кормой. Недостатками являются, небольшая мощность системы, возможность повреждения или отрыва вертушки, выскакивание вертушки из воды на большой волне и скорости больше 7-8 узлов.
Как видно из графика, на скорости 6 узлов выдается всего 5 ампер или 60 ватт при 12 вольт, т.е. из расчета на 24 час получается около 120 ампер. Если сравнивать с теми-же солнечными панелями, то комплект например в 200 ватт будет давать примерно 13 ампер в дневное время 10 часов, т.е. получается примерно 130 ампер в сутки. Но эта модель имеет возможность преобразования в ветрогенератор, поэтому можно его использовать как на ходу, так и на якорной стоянке.

Надо сказать что буксируемый генератор создает сопротивление около 15 кг на скорости 6 узлов, т.е. с одной стороны для работы генератора требуется скорость, с другой стороны он сам и тормозит лодку.
Цена Aquair-100 около 1000 евро примерно соответствует стоимости комплекта солнечных панелей с регулятором для получения тех-же 120-130 ампер в сутки.
Другой тип гидрогенераторов, это погружной генератор на ноге-кронштейне или устанавливаемый постоянно под днищем. Сегодня наиболее известный и дорогой (около 5000 евро) это генератор фирмы Watt&Sea, созданный французскими океанскими гонщиками для установки на скоростные яхты, иногда идущие со скоростями 15+ узлов, здесь уже буксируемый генератор не поможет, а мокрые солнечные панели тоже не столь эффективны.
На скорости в 5 узлов генератор выдает уже 150 ватт, как читают разработчики это средний расход электроэнергии на ходу, т.е. в два раз больше, чем  обычный буксируемый генератор. 

Другой вариант гидрогенератора разработала французская фирма Cristec, внешне он похож на Watt&Sea, но это только внешне. 
Винт обращен в сторону набегающего потока, что значительно эффективнее при генерации энергии, кроме того, винт регулируемого шага, т.е. шаг винта устанавливается автоматически в зависимости от нагрузки набегающего потока. 
Эти особенности и дали улучшение характеристик генератора, вырабатываться энергия начинается уже при 3 узлах, при 5 узлах уже сравниваемые 150 ватт, а максимальная мощность вообще 500 ватт на 8 узлах. Цена около 4000 евро при таких хороших характеристиках не кажется завышенной, по крайне мере по сравнению с конкурентом.
Независимо от модели генератора и места его крепления, для зарядки батарей нужен регулятор, точно такой-же как и для солнечных панелей, некоторые регуляторы уже имеют несколько входов для генератора и панелей.
При таких характеристиках вопрос самообеспечения электроэнергией фактически решается, однако при одном условии, надо иметь эти минимум 5 узлов и иметь их постоянно на ходу. Однако современные круизные яхты не блещут ходовыми характеристиками, поэтому это в основном остается уделом океанских гоночных яхт и перфоманс круизеров. 
Если еще один старый и низкобюджетный метод генерирования энергии из скорости под парусами, это использование вращения винта самой яхты, правда двигатели с сейлдрайвами тут не подойдут.
Такую систему можно соорудить самому, но эффективность генератора будет не высока, в лучшем случае можно получить 5 ампер при скорости 6-7 узлов. Минусом является постоянно вращающийся вал, повышенный износ подшипников и некоторый шум от вращения винта. Вероятно такой вариант может быть использован на более крупных лодках, но там уже другой бюджет и как правило идут по пути установки дизель-генератора, что уже выходит за пределы этого обзора.
О ветрогенераторах и других источниках электроэнергии в следующих сообщениях.

----------------------
Опубликовано в техническом журнале "Velero" (Парусник).




Комментариев нет:

Отправить комментарий