Как сделать ветряк – Как сделать ветрогенератор 💨 на 220В своими руками: самодельный ветряк

Содержание

Как сделать ветрогенератор своими руками? Легко!

Задавшись целью собрать ветрогенератор своими руками, я начал с поиска в Google. Нашлось огромное разнообразие конструкций, схем, чертежей, видео вертикальных и роторных моделей. У всех был общий принцип, который я и использовал в своем ветряке.

Все схемы имели пять общих черт:

1. Генератор
2. Лопасти
3. Монтаж установки, превращающей ветер в энергию
4. Башня, чтобы поднять установку и поймать ветер
5. Батареи и электронная система управления

Я уменьшил проект создания всего к пяти маленьким шагам. Если за раз рассматривать только один из пунктов, проект не кажется слишком трудным. Но обо все по-порядку.

Генератор

Первым делом, я приступил к выбору генератора. Мои интернет-исследования показали, что многие собирали самостоятельно ветряки. Как понял из их рассказов, это казалось им очень сложным, по крайней мере, первая попытка. Другие предпочитали схему на магнитах постоянного тока. Такое решение казалось проще. Поэтому начал искать двигатели, лучше всего подходящие для данной задачи.

Многие, оказалось, использовали для создания своего ветряка старые компьютерные моторы с ленточным приводом (раритет времен, когда компьютеры имели большие катушечные ленточные накопители). Лучшие, по-видимому, варианты моделей такого двигателя были у компании Ametek. Самый подходящий, по-моему, из них - 99 вольтный движок постоянного тока. Он прекрасно работает как генератор небольшой электростанции. К великому сожалению, ныне их почти невозможно найти. Хотя есть немало похожих аналогов, которые еще можно отыскать, например, на Ebay. Также имеется описание о преимуществах и недостатках различных двигателей Ametek (описание на анг.: https://www.tlgwindpower.com/ametek.htm).

Как вы уже догадались, найдется немало других доступных подходящих моделей. Такие магниты постоянного тока могут прилично работать, но они не были предназначены для ветряной установки изначально. Двигатели приходится раскручивать гораздо быстрее, чем их номинальная скорость, чтобы произвести что-нибудь схожее с их номинальным напряжением.

Я искал модель, рассчитанную на высокое напряжение постоянного тока, низкие обороты и высокий ток, воздерживаясь от низкого напряжения и высоких оборотов. Нужен был движок, который выведет более 12 вольт при довольно низких оборотах.

Так, к примеру, от двигателя, рассчитанного на 325 оборотов за минуту 30 вольт, можно ожидать выработки 12+ вольт при разумно-низких оборотах. С другой стороны, двигатель мощностью 7200 оборотов за минуту 24 вольт, вряд ли будет производить 12 вольт, пока он крутится со скоростью несколько тысяч оборотов за минуту. Это слишком быстро для ветряной установки.

Мне удалось прикупить один из подходящих движков Ametek 30 вольт на Ebay всего за 26$. Они стоят дешево, т.к. большинство охотится за более мощными. Можно найти также других изготовителей, так что не волнуйтесь о цене Ameteks. Во всяком случае, мой приобретенный мотор был в хорошем состоянии и работал отменно. Даже при простом толчке руками он набирал достаточно оборотов, чтоб зажечь лампу 12 вольт достаточно ярко. Я устроил ему настоящее испытание на сверлильном станке, подключив к соответственной нагрузке. Убедился, что если смогу пристроить хорошие лопасти, он будет производить большое количество энергии.

Лопасти

Очередные онлайн-исследования показали, что многие вырезали лопасти из дерева. Это показалось мне возмутительным объемом работы. Также обнаружил, что другие домашние мастера использовали трубы ПВХ. Такой вариант выглядел более простым.

Я последовал найденному описанию. Сначала нужно было определить необходимую длину.

Рекомендуется брать пластиковые трубы диаметром 1/5 от длины.

Например, если вам нужны лопасти длиной 50 см, то труба должна иметь диаметр 10 см. С одного отрезка получится четыре штуки.

Для своего самодельного ветрогенератора использовал черную трубу, которую смог найти в местном магазине, диаметром 15 см, длиной 60 см. Сначала разрезал ее вдоль на четыре равных части. Затем вырезал одну лопасть, удалив квадрат примерно 5 см у основания, где она будет крепиться. Срезал лишнее вдоль по диагонали. Прежде чем вырезать квадрат, просверлите отверстие в углу, где нужно будет сделать надрез. Это поможет не сломать материал и не порезать дальше требуемого.

Вырезанное крыло послужило шаблоном для следующих. Итого у меня получилось четыре штуки (3 для моей установки, плюс одна запасная).

Затем немного сгладил края на шлифовальном станке и чуток наждаком. Не знаю, насколько это улучшит работу ветряка, но выглядит неплохо.

Монтаж

Довольный результатом, я приступил к сборке электростанции из полученных запчастей.

Покопавшись в своей мастерской, обнаружил зубчатый шкив крепления вала двигателя. Но он оказался слишком мал диаметром, чтобы закрепить лопасти болтами. Среди своего металлолома также нашел алюминиевый диск 13 см диаметром – достаточного размера, но его некак прикрепить к валу двигателя. Самым простым решением было, конечно, скрепить эти две части вместе. Для этого просверлил требуемые отверстия в дисках.

Закрепил болтами лопасти и диски.

В местном магазине нашел этот колпак для винта.

Сразу подумал о добавлении счетчика. Такая конструкция уже действительно выглядела как профессионально сделанная ветровая электростанция. Вряд ли смогу убедить даже друзей, что построил ее из подручных средств, найденных среди хлама в моей мастерской да сантехнических деталей. Потом нашел сайт, который утверждал, что такие счетчики нарушают циркуляцию воздуха и снижают эффективность лопастей. Кто знает, насколько такое заявление обосновано, но решил отказаться от счетчика, по крайней мере, сейчас.

Теперь нужно установить турбину. Я решил поставить ее на деревянной подставке. Размер досточки был рассчитан путем высокого научного метода да выбора наиболее подходящего куска из имеющегося хлама.

Отрезал кусок пластиковой трубы диаметром 10 см, чтобы сделать щит двигателю, защищающий его от дождя. Для хвостовой части, поворачивающей винты по направлению ветра, просто использовал кусок тяжелого алюминиевого листа. Я переживал, что хвост не достаточно большого размера, но на практике оказалось, работает очень хорошо. Хвост поворачивает ветряную установку прямо навстречу ветру каждый раз, когда он меняет направление.

Кому интересны точные чертежи и схемы - я указал основные размеры хвостовой части на фото. Хотя думаю, вряд ли какие-то из этих размеров являются критическими.

Башня для установки

Процесс создания подошел к установке на башню. Башня позволит свободно вращаться навстречу ветру. После некоторых размышлений и штурма местных магазинов, наконец, пришел к решению, которое, кажется, должно хорошо работать.

Железная труба диаметром 2.5 см дает хорошее скольжение внутри 3 см стальной ЕМТ электрического трубопровода. Можно было бы взять длинный кусок трубопровода как башню и 2.5 см фитинги труб с обоих концов. Главному устройству подключил 2.5 см железный фланец по центру, 19 см от конца генератора, ввернул конец железной трубы. Провода будут проходить через отверстие по центру трубы, а затем выходить у основания башни.

Для основания вырезал из фанеры диск диаметром 60 см. Сделал U-образную форму сборки из 2.5 см трубопроводной арматуры. Посередине поставил 3.5 см тройник. Теперь он может свободно поворачиваться, а также позволяет поднимать и опускать башню. В деревянном диске просверлил отверстия для стальных вставок, чтобы зафиксировать его к земле.

На фото - верхняя часть с креплением основания. Думаю, вы уже догадались, как они будут стыковаться вместе. Представьте себе трехметровую трубу, соединяющую обе части.

Так как строил ветрогенерор дома, а использовать собирался в горном домике, решил повременить с покупкой опорной трехметровой трубы, пока не приеду к месту. Это означало, что конструкция будет собрана лишь частично, а поэтому провести надлежащее испытание перед установкой на месте не получится. Конечно, такой поворот меня немного беспокоил, поскольку до последнего момента не мог быть уверен до начала испытаний, действительно ли подтвердятся все мои расчеты и система заработает надлежащим образом.

Затем покрыл все деревянные части несколькими слоями белой краски, оставшейся у меня после ремонта, чтобы защитить древесину от дождя и гниения. Прикрутил крылья, добавил к хвостовой части противовес, чтобы сбалансировать систему.

Меня разбирало любопытство, как это все-таки будет работать. Чтобы протестировать систему, выйдя на улицу одним ветреным днем, просто поднял повыше над головой. Лопасти раскрутились за считанные секунды (без подключения к генератору). Я держал в своих руках бешено вращающуюся юлу смерти, не зная, как опустить ее, чтоб лопасти не четвертовали меня. К счастью, в какой-то момент порыв ветра стих и мне удалось остановить эту махину. Вряд ли еще когда-нибудь повторю эту ошибку.

Батареи и электронная система управления

Теперь, когда все механические части готовы, настало время приступить к пятому пункту моего плана - электронная система.

Ветровая электростанция состоит из ветровой турбины; одной или нескольких батарей хранения энергии, произведенной генератором; блокирующего диода, предотвращающего вращение двигателя от запасенной электроэнергии аккумулятора и балластной нагрузки избыточной энергии, когда батареи полностью заряжены; контроллера заряда для запуска всей системы.

Есть много контроллеров солнечных и ветряных электростанций. Anyplace предоставляет механизмы систем получения альтернативной энергии, которые продаются на Ebay. Я решил все же попробовать сделать контроллер своими руками. Погуглив немного, нашел много информации, в том числе некоторые полные схемы контроллера. Они показались не сложными, поэтому довольно легко собрал свой блок.

Так как увлекаюсь электроникой с раннего детства, множество компонентов у меня уже было. Поэтому осталось прикупить самую малость, чтобы завершить систему. Немного изменил схему в соответствии с имеющимся запасом, чтобы использовать уже имеющиеся компоненты. Но все же, мне пришлось купить реле.

Моя схема контроллера

 

Как уже говорил выше, пришлось изменить найденную схему под себя, чтобы использовать детали, которые у меня есть. Совсем не обязательно все точно дублировать. Большинство значений резисторов не являются критическими. Если у вас есть соответствующие знания, вы можете подобрать свои оптимальные варианты. Не бойтесь экспериментировать.

Решите ли вы купить готовый контроллер, или сделать его самостоятельно, он обязательно необходим для ветроустановки, так как должен контролировать напряжение батареи, либо направлять энергию туда для подзарядки, или балласту избыточной энергии, когда аккумулятор полностью заряжен (чтобы предотвратить чрезмерную зарядку и поломку батареи).

Так выглядит мой контроллер, который я сделал сам. При первоначальном тестировании просто закрепил его болтами к фанере. Впоследствии закрою защищенным от непогоды корпусом.

 

Наконец, все элементы готовы. Осталось отвезти их в мой домик в горах и установить. Все части устройства аккуратно упаковал, собрал необходимые инструменты, приготовился к поездке с надеждой на этот раз получить электричество для своего удаленного домика.

Окончательная сборка установки

После прибытия на место моей первой задачей было создание, а затем крепления несущей башни ветряка. В ближайшем магазине приобрел трубу три метра длиной, 35 мм толщиной, чтобы сделать стояк. Сборка прошла быстро. Я использовал нейлоновые веревки и деревянные колья, чтобы с четырех сторон закрепить стояк.

Это крепление верхней части башни. Немного подумав, приспособил металлические скобы, чтобы закрепить веревки к трубе. Позже планирую заменить веревку стальными тросами. Но чтобы проверить работоспособность системы это было более чем достаточно.

Диск основания башни лежит прямо на земле. Провод выйдет через отверстие наружу для подключения турбины к контроллеру. Чтобы протянуть провод через трубу, воспользовался жесткой проволокой – одним концом проволоки прикрутил провод, вставил проволоку в трубу и протянул провод.

Заработало! Хотя ветерок этим днем был совсем небольшим, лопасти отлично разогнались.

Фото остальных устройств: контроллер, аккумулятор, электроника. 120 вольтный инвертор подключен к батарее, а также мультиметр для отслеживания напряжения батареи и выходного напряжения из ветрогенератора. Помимо этого, к инвертору подключено зарядное устройство, преобразующее 120 вольт переменного тока.

Крупным планом использованная электроника. По данным мультиметра, ветряк вырабатывает 13,32 вольт. Электробритва и зарядное устройство – тестовые приборы, обеспечивающие нагрузку на систему через инвертор переменного тока.

Разумеется, оставлять всю электронику вот так вот на фанерной доске под открытым небом довольно опасно. При таком то высоком напряжении тока, да множестве соединений проводов опасность короткого замыкания слишком высока. После первого тестирования подберу хороший удлинитель и перенесу устройства в защищенное место.

Наконец установка моего самодельного ветряка закончена! У меня есть электричество! Теперь смогу зарядить свой телефон, фотоаппарат, подключить ноутбук и прочую бытовую технику. И больше не зависеть от традиционных источников питания, по крайней мере, пока дует ветер.

Читайте также:   Ответы на часто задаваемые вопросы

Видео от ютубера Аромала. Интересно, что его ветряк работает даже в лесу, под деревьями, где кажется, и ветра то нету.

vetrogeneratorsvoimirukami.ru

Как сделать ветрогенератор | Строительный портал

Установка ветрогенератора - отличная альтернатива традиционным источникам питания. Но стоимость ветрогенераторов довольно высокая, гораздо проще сделать ветряк своими руками. Перед началом данного процесса следует ознакомиться с принципом работы и разновидностями ветроустановок, а затем перейти к инструкции о том, как сделать ветряк.

Оглавление:

  1. Принцип работы и конструкция ветрогенератора
  2. Преимущества установки ветрогенератора
  3. Расчет мощности ветряка
  4. Разновидности ветроустановок
  5. Изготовление самодельного ветрогенератора
  6. Установка ветрогенератора

Принцип работы и конструкция ветрогенератора

Принцип работы ветряка напрямую зависит от главной функции данного устройства - преобразования механической энергии ветра в постоянную, которая используется для обеспечения электричеством одного частного дома или целого поселка, в зависимости от мощности и количества установок.

Ветрогенератор состоит из основных и дополнительных компонентов. Основными составляющими каждой ветроустановки выступают:

1. Мачты - устройства для поддержания ветроустановки на необходимой высоте, в некоторых моделях мощнейших ветрогенераторов длина мачты достигает 200 м. Высота мачты определяет скорость работы и устойчивость ветряка.

2. Лопасти ветроустановки - приборы, которые улавливают ветер и приводят в действие генератор.

3. Генераторы - устройства для преобразования механической энергии ветра в электрическую.

Кроме основных комплектующих, ветрогенераторные установки оснащают дополнительными компонентами, которые помогают усовершенствовать ветрогенератор для обеспечения полной независимости от традиционных источников получения электричества.

Дополнительные компоненты ветроустановки:

  • контроллеры - приборы, которые отвечают за направление лопастей, обеспечивают качественную защиту ветряка и контролируют заряд аккумуляторов;
  • аккумуляторные батареи - используют для накапливания энергии при сильных порывах ветра. Батареи выполняют дополнительную функцию выравнивания и стабилизации энергии;
  • измеритель ветра или анемоскоп - устройства сбора и накопления данных о качественных характеристиках ветра. Анемоскопы отвечают за определение скорости, направления и порывов ветра;
  • автоматизаторы совместных источников питания - при наличии нескольких источников питания, например, ветрогенератора и дизельного или бензинового генератора, данные устройства переключают один источник питания на другой;
  • инвертор - преобразователь постоянного электричества в переменное, которое обеспечивает бесперебойную работу большинства электрооборудования.

Ветер, попадая на лопасти ветряка приводит в действие весь механизм устройства. Во время движения ветрового механизма происходит выработка переменного тока, который первым делом, поступает в контроллер для ветрогенератора и перерабатывается в постоянный. Постоянный ток в инверторе преобразовывается в однофазный переменный и обеспечивает дом или другое сооружение электричеством. Остатки тока накапливаются в аккумуляторных батареях, которые отвечают за энергоснабжения, в то время, когда нет ветра и ветрогенератор не способен вырабатывать электричество.

Ветрогенератор используют параллельно с такими источниками электропитания:

  • ветрогенератор, работающий на аккумуляторных батареях;
  • работа ветроустановки параллельно с аккумуляторными и солнечными батареями;
  • применение дизельного, газового или бензинового генератора в совокупности с ветряком;
  • параллельное энергоснабжение при помощи ветрогенератора и традиционной электросети.

Преимущества установки ветрогенератора

Установка ветрогенератора позволяет получить экологически чистое, безопасное и надежное электроснабжение, как для дома, так и для большого предприятия или целого поселка. Также ветрогенераторы устанавливают в отдаленных местах, где невозможно использовать традиционное электроснабжение, например, на кораблях или яхтах.

Установка ветрогенератора существенно снижает затраты на электричество. Один раз потратившись на качественный ветрогенератор больше не придется тратить деньги на оплату ежемесячных счетов за электричество, тем более возможно сконструировать самодельный ветряк, который обойдется в несколько раз дешевле, чем покупной.

Ветрогенератор максимально работает в осенне-зимний период, когда преобладание ветра имеет наивысшую степень. В это же время потребность в электричестве возрастает, так как приходится использовать электроэнергию для отопления.

Ветрогенератор работает параллельно с другими источниками питания. Так, например зимой и осенью возможно использование ветрогенератора, а летом и весной - солнечных батарей.


Расчет мощности ветряка

Мощность ветроустановки зависит от типа местности и количества потребляемой электроэнергии, поэтому выбор ветрогенератора целиком соответствует индивидуальным особенностям потребителя.

Чтобы определить мощность ветряка, нужно выяснить номинальную выходную мощность ветроустановки, которая зависит от мощности инвертора. Выходная мощность определяется количеством потребляемой электроэнергии. Самый простой способ определения номинальной выходной мощности - вычисление среднего показателя потребления электроэнергии, для этого соберите счета за электричество за последний год, определите общую сумму количества электроэнергии и разделите полученную сумму на 12.

Далее следует определить среднюю скорость ветра в регионе будущей установки ветряка. Эта информация находится в ближайшем метеорологическом центре.

Формула расчета мощности ветроустановки:

Р = 0,5 * rho*S*Ср*V3*ng*nb. Р - показатель мощности ветрогенератора, rho - обозначение плотности воздуха, S - показатель участка метания ротора, Ср - величина аэродинамического влияния, V - показатель быстроты ветра, ng - радиаторный КПД, nb - редукторный КПД.

Разновидности ветроустановок

По размещению турбин к поверхности земли ветрогенераторы разделяют на:

  • вертикальные,
  • горизонтальные.

Турбина вертикального ветрогенератора размещается перпендикулярно к поверхности площадки, на которой установлен ветряк, а горизонтальный ветрогенератор имеет турбину, размещенную параллельно к поверхности земли.

Вертикальные ветрогенераторы имеют несколько разновидностей:

1. Стандартный вертикальный ветряк - характеризуется наличием вертикальной оси вращения и двух цилиндров. Вертикальный ветряк совершает постоянные вращательные движения. Недостаток такого ветряка - низкое потребление энергии ветра.

2. Роторная вертикальная ветроустановка характеризуется наличием ротора, который уменьшает общую нагрузку на подшипники ветряка, тем самым продлевая эксплуатационный строк устройства. Недостатками роторного ветряка является сложный монтаж и большая стоимость.

3. Ветряк вертикальной оси вращения с геликоидным ротором характеризуется наличием закрученных лопастей, которые отвечают за равномерность вращения ветра.

4. Ортогональный тип вертикального ветрогенератора не требует наличия сильного ветра и работает даже при малейшей скорости ветра от 0,7 м/с. Достоинства ортогонального ветряка - бесшумная работа, высокий уровень безопасности, хорошие технические особенности. К недостаткам ортогональных ветрогенераторов относят массивные лопасти и затрудненный монтаж.

Горизонтальные ветряки характеризуются наивысшим коэффициентом полезного действия и наличием флигеля, который отвечает за поиск ветра. Горизонтальные ветрогенераторы работают только при скорости ветра, которая составляет минимум 2-2,5 м/с.

Среди горизонтальных ветрогенераторов выделяют:

  • однолопастные ветряки, которые характеризуются небольшим весом и простотой монтажа;
  • двухлопастные ветряки имеют две лопасти и довольно высокие обороты;
  • трехлопастные ветряки имеют оптимальное количество лопастей и применяются в электроснабжении частных домов;
  • многолопастные ветроустановки используют для работы насосных или очистных водных станций.

В зависимости от материала, из которого изготовлены лопасти выделяют ветряки:

  • с жесткими лопастями: металлическими или стекловолокнистыми;
  • с парусными лопастями.

В соотношении с шаговым признаком винта выделяют:

  • ветрогенераторы с закрепленным шагом;
  • ветряки измеряемого шага.

В зависимости от сферы использования ветрогенераторы разделяют на:

  • промышленные;
  • домашние.

Промышленные ветряки занимают целые площадки и вырабатывают огромное количество электроэнергии. Такие устройства изготавливают на специальных заводах.

Домашние ветрогенераторы возможно изготовить самостоятельно. Такие устройства менее мощные и отличаются простотой и легкостью конструкции.

Изготовление самодельного ветрогенератора

Инструменты для работы:

  • сварочный аппарат;
  • электрическая дрель;
  • шуруповерт;
  • паяльный аппарат.

Рассмотрим инструкцию по изготовлению вертикального генератора своими руками:

1. Первым делом, необходимо рассчитать мощность устройства и определиться с выбором генератора для ветряка. В качестве генератора разрешено использовать автомобильный генератор. Но, использование генератора от автомобиля имеет несколько недостатков: скорость вращения лопастей должна быть достаточно высокой для обеспечения бесперебойной работы ветряка, для запуска такого устройства необходимо наличие дополнительного аккумулятора, автомобильный генератор имеет большой вес и отяжеляет общую конструкцию ветроустановки. Наилучшим генератором для ветряка, будет двигатель постоянного тока или электродвигатели, которые использовали в электронновычислительных машинах прошлого века. Приобретают такие устройства на радиорынке.

2. Чтобы оптимизировать работу ветрогенератора, следует использовать редуктор цепного или ременного типа. Редуктор ременного типа легче изготовить, а цепной редуктор обеспечивает высокую надежность устройства.

3. В изготавливаемом устройстве используем цепной редуктор. Для изготовления такого редуктора необходимо соединить ротор и генератор старой велосипедной цепью.

4. Чтобы прикрепить генератор, используйте болты или пластиковую трубу с хомутами. Участки, где расположены места крепления залейте силиконом или клеем.

5. Советы по изготовлению ротора:

  • от уровня сбалансированности ротора зависит коэффициент полезного действия ветрогенератора;
  • для изготовления лопасти для ветряка используйте двухмиллиметровый алюминий или пластиковые трубы с диаметром 6-8 см;
  • размер лопастей зависит от скорости ветра: лопасти большого размера лучше работают при слабом ветре, но имеют низкую скорость вращения, а узкие лопасти быстрее вращаются, но для работы требуют сильного ветра;
  • лучше соорудить съемные лопасти среднего размера, чтобы при слабом ветре снимать их, а при сильном устанавливать.

6. Для сооружения мачты используйте отрезки стальной трубы. Мачта должна состоять из нескольких секций, для облегчения монтажа и транспортировки ветряка. В качестве мачты используют антенные вышки или телескопические мачты.

7. Установка дополнительного шарнира на мачте позволит защитить ветроустановку от перегрузки во время сильных порывов ветра.

8. Чтобы сделать хвост ветрогенератора, возьмите отрезок трубы или уголок и прикрепите вертикальную лопасть на конец отрезка.

9. Главными элементами пульта управления является наличие вольтметра, амперметра, балластного проволочного резистора и диодного моста. При перемещении движка резистора в крайнее положение цепь размыкается и резистор начинает работать. Резистор обеспечивает аварийную остановку генератора. Максимальный ток, который выдерживает резистор 20-35 А за половину минуты.

10. В качестве инвертора используйте преобразователь покупного типа или старые источники бесперебойного питания для компьютеров.

Схема ветрогенератора:

Установка ветрогенератора

1. Определите место для установки мачты ветряка - крыша или площадка. Если мачта устанавливается на площадке, нужно залить фундамент и установить анкерное кольцо для фиксации мачты.

2. Следующий этап - сборка и соединение секций мачты.

3. После сборки мачты прикрепите генератор с помощью болтов или хомутов.

4. Закрепите лопасти на роторе. Соедините ротор с мачтой.

5. Установите датчики направления ветра.

6. Установите и закрепите ветрогенератор.

7. Подключите и запустите устройство.

strport.ru

Как сделать ветряк своими руками. Возможен ли вообще самодельный ветрогенератор? CAVR.ru

Некоторые любознательные граждане не раз задумывались над вопросом: "Как сделать ветряк своими руками, какие чертежи необходимы и насколько сложно его изготовление?"

Кажется невероятным, но самодельный ветрогенератор своими руками можно изготовить из обыкновенного велосипедного колеса. Главное - это немного разбираться в физике и иметь "золотые" руки.

На велосипедное колесо устанавливаются лопасти, количество которых может быть от трех до шести, в зависимости от замысла изобретателя. Балку для хвоста можно изготовить из ПВХ трубы. Велосипедное колесо крепится к торцевой заглушке трубы, в которой предварительно сверлится отверстие. Генератором служит двигатель, рабочее напряжение которого имеет параметр 24В. Раньше такие движки широко применялись в старых компьютерах для привода диска. Скорее всего, такие моторчики не составит труда подыскать на "барахоловках" компьютерной техники.

Далее, генератор необходимо при помощи обыкновенного уголка прикрепить к ветряку. Итогом должна стать прочная палочка, которая закрепляется с помощью хомутов. Этот шест предназначается для того, чтобы ветряные электростанции своими руками находились на достаточной возвышенности и могли взаимодействовать с потоками ветра. Кроме того, внутри него также прокладывается вся электропроводка.

Самодельный ветрогенератор должен полностью уравновешиваться хвостом, для чего заранее просчитывается его вес. В качестве генератора в данном примере был использован двигатель, работающий на постоянных магнитах, а также приводной ремень, устойчивый к длительному солнечному воздействию.

Характеристики разработанной конструкции способны составить конкуренцию солнечным батареям, а выходных параметров вполне хватает для обеспечения автономного энергоснабжения жилого дома. Общая стоимость самодельного аппарата при условии, что все комплектующие были приобретены в магазине, окупается за несколько месяцев его работы.

По данной технологии можно изготавливать также и ветрогенераторы вертикальные, но длина шеста в этом случае должна быть в 1.5 раза больше.

С каждым днем возрастают цены на традиционные носители энергии. В связи с этим в современное время особой актуальностью пользуется альтернативная, нетрадиционная энергетика, как более экономный способ обеспечения энергоресурсами потребностей населения. Естественно, что энергия ветра не осталась без внимания, так как это неиссякаемый источник для получения электричества и, к тому же, абсолютно бесплатный.

Ветроэнергетика - отрасль энергетики, основной специализацией которой является возможность использования ветровой энергии, вырабатываемой кинетической энергии от движения всех воздушных масс в слоях атмосферы.

Уже никого не удивляют загадочные конструкции, представляющие собой мельницы на длинных столбах, которые можно встретить на возвышенной местности. Все знают, что это ветровые электростанции, предназначенные для выработки электрической энергии из движения воздушных масс. Когда-то давно они считались экзотикой и устанавливались только на крупных предприятиях, способных позволить себе такое дорогостоящее оборудование.

На сегодняшний день ситуация кардинально изменилась. Данные конструкции можно встретить на сельскохозяйственных и промышленных территориях, а также в частных секторах, где иногда легче позаботится об автономной системе энергоснабжения, чем зависеть от централизованных линий.

Ветроэнергетические установки являются экономичными, а главное, экологически чистыми, так как при их использовании полностью исключается возможность выброса токсичных отходов в атмосферу. Также следует учитывать, что для работы таких электростанций нет необходимости использовать какие-либо топливные ресурсы, что, учитывая всевозрастающие цены на бензин и дизельное топливо, ставят ветер вне конкуренции.

Нельзя исключать и технические аспекты: отпадает необходимость в традиционной электроэнергии, что позволяет обустраивать бесперебойное энергоснабжение даже в местах, где его полного отсутствия. Ветроустановки способны обеспечивать предприятия или частные постройки электричеством на долгие годы при условии минимальной скорости ветрового потока 9м/с.

Ветряные генераторы считаются одним из наиболее перспективных на сегодняшнее время систем, способных вырабатывать электроэнергию в автономном режиме. Наиболее оптимальным и мощным по количеству вырабатываемой энергии является система ветрогенераторов, объединенных в одну сеть при помощи компьютерной системы. Это дает возможность управления несколькими сотнями ветровых турбин одновременно.

Прежде чем устанавливать данные устройства, необходимо произвести некоторые расчеты. Прежде всего, нужно будет определить, каким ветропотенциалом обладает местность в районе, где планируется возводить автономные источники энергии. Также особое внимание следует уделить разработке схемы размещения турбин, учитывая характеристики площадки.

В большинстве случаев ветряки, ветряные электростанции для дома или для промышленных предприятий состоят из следующих основных компонентов: ветротурбины, включающей в себя генератор и поворотное устройство, блоков управления и преобразования, мачты, на которую крепится турбина и аккумуляторной батареи.

Как правило, ветротурбины состоят из трех лопастей, хотя, теоретически, возможно любое их количество. Во избежание возникновения частых неисправностей турбины, используется аэромеханическая система, предназначенная для стабилизации частоты вращения.

За производство электроэнергии отвечает генератор, который подсоединен к турбине. В зависимости от модели установки, возможно его подсоединение как напрямую, так и через трансмиссию.

Для возможности ориентирования ветротурбины в зависимости от направления ветровых потоков в данный момент времени, предусмотрено специальное устройство, расположенное на мачте.

Ветрогенераторы для дома, дачи имеют отличную от профессионального оборудования комплектацию и являются менее мощными устройствами. Однако, они прекрасно справляются с проблемой энергообеспечения отдельно стоящих домов во время обесточивания централизованной линии. Они могут вырабатывать энергию круглосуточно, являются экономичными, экологичными, а также достаточно красивыми.

На сегодняшний день ветрогенераторы с вертикальной осью вращения можно встретить гораздо реже, чем с горизонтальной. Однако, они также заслуживают внимания потребителей. В отдельных случаях их установка - это наиболее оптимальное решение проблемы автономного энергоснабжения.

По принципу работы они подразделяются на:
- тихоходные;
- быстроходные.

Наиболее распространенным примером вертикальной ветровой установки являются ветряки карусельного типа.

Ниже приведены усредненные рабочие параметры такого рода конструкции, которые могут незначительно меняться в зависимости от конкретной модели:
- оптимальная мощность - 1кВт;
- установлено два ветромодуля;
- в конструкции отсутствуют растяжки;
- средняя высота установки составляет 12 метров;
- полностью бесшумна;
- минимальная скорость ветра, при которой осуществляется выработка энергии, составляет 3 м/с.

В современное время данные установки пользуются особой популярностью в США, Японии, Канаде и Англии, где их производство поставлено на массовый поток. Вертикальные ветрогенераторы являются простыми в эксплуатации, не требуют сложного технического обслуживания и способны прекрасно справляться даже с приземными часто меняющимися воздушными потоками.

В случае возрастания скорости ветра, данная система способна моментально нарастить силу тяги. После этого скорость вращения будет автоматически стабилизирована. К числу особенностей данной установки также можно отнести их тихоходность, что позволяет применять к ним простейшие электрические схемы. При этом полностью исключается риск повреждения агрегата в случае резкого порыва ветра.

Также существует ортогональный тип ветроустановок, который, в основном, используется в крупной энергетике. Данный тип ветрогенераторов имеет один, но очень существенный недостаток: ему необходим "разбег". Другими словами, чтобы перевести аппарат в режим генератора из режима двигателя, необходимо подвести к нему энергию, чтобы осуществить его раскрутку до необходимых аэродинамических параметров.

Оказывается, что самодельный генератор для ветряка своими руками способен изготовить человек, даже далекий от инженерной деятельности. Для этого необходимо раздобыть тормозные диски автомобиля, у которых следует отшлифовать внутреннюю сторону. Это необходимо сделать для того, чтобы обеспечить магнитам лучшее крепление.

В процессе изготовления к статору необходимо приварить оси для дисков ротора, а в просверленные заранее отверстия обязательно нужно будет вставить шпильки для возможности его крепления.

Все катушки статора должны наматываться в одном и том же направлении, а начало обмоток рекомендуется сразу же помечать, чтобы впоследствии их удалось правильно соединить. На данном этапе придется потрудиться над изготовлением приспособления для намотки. После того, как катушки намотаны, их необходимо покрыть клеем. В итоге должно получиться девять катушек. После этого необходимо приступать к изготовлению формы для отливки статора. В качестве материала для ее изготовления лучше всего подойдут фанерные листы.

Катушки следует равномерно разложить по отмеченной окружности и залить эпоксидной клеем. Для придания статору максимальной прочности, с обеих сторон делаются прокладки из стекловолокна.

Итогом всех манипуляций будет являться трехфазный генератор - основное устройство ветрогенератора, без которого он просто не сможет функционировать.

Конечно, можно избежать всех этих утомительных операций и изготовить ветряк из автомобильного генератора, который, в принципе, удовлетворяет всеми необходимыми характеристиками для данных целей.

Лопасти для ветрогенератора можно изготовить из фанеры, листового пластика или даже из кровельного железа. Главное - позаботиться о том, чтобы они были подходящего размера. В любом случае, по возможности необходимо избегать чрезмерно толстых заготовок, так как ротор должен иметь малый вес. Это уменьшит трение, возникающее в подшипниках и, как следствие, весь барабан будет намного легче раскручиваться ветровыми потоками.

Для тех, кто всерьез задумался обеспечить свое жилище постоянным автономным энергоснабжением и при этом использовать бесплатную энергию ветра, особый интерес представляет самодельный ветрогенератор на постоянных магнитах, который возможно изготовить самостоятельно.

Для него необходимо раздобыть велосипедную втулку от заднего колеса. Магниты для генератора можно найти в старых громкоговорителях (колокольчиках), которые и на сегодняшний день можно увидеть на вокзалах, в общественных местах и везде, где обустраивали раньше громкую связь.

Как показывает практика, вполне хватит четырех сгоревших динамиков. Далее, их следует распилить на 16 частей и установить таким образом, чтобы они были направлены друг на друга одинаковыми полюсами.

Соединение катушек можно выполнять двумя способами: последовательным и параллельным. Следует учитывать, что при первом способе соединения увеличивается сила тока, а при втором - напряжение. Какой из этих вариантов будет наиболее оптимальным в конкретной ситуации, следует подбирать экспериментальным методом.

Данный тип ветровой мини-электростанции является достаточно простым, практичным и не требует материальных затрат на его изготовление. Но перед тем, как сделать ветряк, ветрогенератор, необходимо рассчитать его необходимые параметры и учесть планируемые условия эксплуатации.

Также самостоятельно можно изготовить и ветрогенераторы вертикальные. Обычно на них устанавливают четыре лопасти, каждая из которой имеет 1 метр в высоту и ширину 0.8 метра. Материалом для их изготовления могут служить крыши легковых автомобилей, скрепляемых между собой металлическими крестовинами.

Крепление крестовин проводится к трубе, которою можно раздобыть в старых строительных лесах. Основание такой электростанции будет представлять собой пирамидальную сварную конструкцию.

Основными преимуществами такой конструкции являются маленькая стоимость расходных материалов, надежность, простота сборки, возможность перемещения агрегата из одной точки в другую, простое техническое обслуживание.

Для обеспечения бесперебойным автономным электроснабжением различных промышленных и сельскохозяйственных предприятий используются специальные установки, способные получать электричество из энергии ветра. На сегодняшний день ветрогенераторы промышленные устанавливаются за средства, выделенные государством или крупнейшими корпорациями. Зачастую, отдельные устройства объединяют в цепи с компьютерным управлением. Так получаются ветроэлектростанции.

Основным преимуществом ветра, как источника энергии, является полное отсутствие как исходного сырья для питания генераторов, так и отходов, которые могли бы нанести вред окружающей среде.

К сожалению, и в настоящее время промышленные установки такого плана, преимущественно, производят за рубежом ввиду необходимости использования масштабной ресурсоемкости производства. Плюс к этому, в некоторых странах наблюдаются серьезные проблемы с энергообеспечением, и такие установки представляют собой единственный выход из сложившейся ситуации.

Применимо к промышленным агрегатам для выработки энергии из ветра, по конструкции наиболее распространены трехлопастные ветрогенераторы с осью вращения, расположенной горизонтально. Прежде чем переходить к их установке на местности, необходимо произвести полные исследования площадей, а также выполнить ряд сложных подготовительных и монтажных работ.

Большая мощность ветрогенератора, достигающая 6 Мвт - вот отличительная особенность электростанций, работающих на энергии ветра, что, естественно, сказывается на их стоимости.

Для населения промышленные агрегаты являются недоступными по цене, поэтому среди обычных потребителей наиболее распространены установки небольшой мощности порядка 2-5 кВт. Если скорость ветра будет достигать 4 м/с, такая миниэлектростанция вполне способна будет обеспечить электричеством загородный коттедж или частный дом со всеми установленными в нем бытовыми приборами. Последний вид данного такого устройства также применяется к общественным местам небольших площадей, например, кафе, частных гостиницах и т.д.

Работа любой ветровой электростанции, независимо от того, предназначена ли она для энергообеспечения целого города или это всего лишь ветрогенератор для дачи, сводится к одним и тем же принципам:

- необходимо, чтобы дул ветер;
- при помощи хвоста генератора конструкция разворачивается по ветру;
- лопасти, которые присоединены к генератору, под воздействием ветра приходят в движение;
- за счет вращения лопастей осуществляется выработка электричества, которое потребители могут использовать в своих бытовых целях.

Такой простой принцип действия и объясняет популярность установки среди потребителей, желающих даже в дачном домике иметь автономное бесперебойное энергообеспечение. Для таких целей идеально подходит мини ветряк, мощность которого составляет всего лишь 2 кВт. Данное устройство прекрасно подойдет для обеспечения освещения и работы необходимых бытовых приборов: холодильника, телевизора и т.д. Такой автономный источник энергии может установить даже один человек.

Небезынтересно будет узнать, что можно изготовить ветрогенератор из автомобильного генератора. Конечно, точную себестоимость данного проекта предварительно назвать не представляется возможным. Все зависит от того, какие комплектующие и детали имеются в арсенале у мастера, а какие ему необходимо будет приобрести в магазине. Если придется все покупать, то рекомендуется идти не в магазин, а на рынок, где возможно приобрести б/у детали хорошего качества. Приведем некоторые расценки: б/у генератор мощностью 3-4кВт можно купить за 30-40 у.е. Также необходимо будет обзавестись конденсаторами (металлобумажными или бумажными определенной емкости), схемами подключения конденсатора к обмотке и схемой блока управления, которая состоит из трех рубильников. На данном этапе можно считать, что генераторная установка готова.

Своими руками также можно сконструировать бытовой ветрогенератор вертикальный бесшумный, основное отличие которого заключается в положении оси вращения. Обладатель такой установки, безусловно, оценит все ее преимущества: долговечность, стабильность выдаваемого тока, полное отсутствие шума.

Самым тихоходным ветрогенератором является, безусловно, парусный ветряк. Однако, из-за колоссальной аэродинамики его быстроходность находится в пределах 1- 1,5. Но, несмотря на это, у него существует масса достоинств, основным из которых является чрезвычайная чувствительность. Он реагирует на малейшее движение воздушных масс, начиная от 1 м/с. Это преимущество особенно важно для российской местности, где редко встречается ветер, скорость которого превышает 4-5 м/с. Именно в таких ситуациях, когда более быстроходные ветряки простаивают без дела, данные ветряные электрогенераторы прекрасно справляются с поставленной перед ними задачей.

Еще одним безусловным достоинством данного рода конструкции является элементарность его изготовления. Составляющие данного агрегата можно пересчитать по пальцам: вал установки на подшипниках, на валу находится ступица, к ней, в свою очередь, крепятся мачты, количество которых может варьироваться от 8-ми до 24-х. К мачтам крепятся паруса, которые изготовляются из тонкой, но очень прочной материи, преимущественно синтетической. Противоположный конец паруса прикрепляется при помощи штоков, выполняющих одновременно две роли: противоштормовой защиты и регуляторов углов поворота.

Именно такое элементарное изготовление ветряков объясняет их использование и в современное время, когда, по логике, такие установки должны были давным-давно быть вытесненными из употребления более технологичными агрегатами.

Кроме того, такие миниэлектростанции являются идеальным вариантом для походов и путешествий, так как в сложенном виде имеют размеры небольшого чемодана, паруса можно свернуть, а мачты - сложить. И хотя их эффективность остается невысокой, для подзарядки аккумулятора мобильного телефона ее вполне хватит.

Как вариант, предлагается использовать в качестве материала изготовления парусов пластик, что может способствовать увеличению быстроходности в несколько раз. Однако, это неминуемо должно привести к снижению мобильности, то есть в разобранном виде данная конструкция будет занимать гораздо больше места.

www.cavr.ru

Ветряк своими руками: о реальностях самостоятельного изготовления

Оглавление:
Ветряк своими руками: составные части и принцип изготовления
Ветряки для дома своими руками: устройство системы

По большому счету, самостоятельно изготовить ветряную электростанцию не так уж и сложно – по крайней мере, намного легче, чем соорудить гидроэлектростанцию. Система эта не сложная, и самая ее проблематичная часть – это сам генератор. Если найдете его, то все остальное, как говорится, пустяки. Сразу хочу отметить тот факт, что обойдется такая установка не дешево, и срок ее окупаемости довольно большой. Она выгодна только в том случае, когда поблизости вообще отсутствуют другие источники электроэнергии. Либо когда добытое электричество будет продаваться. Да, такое возможно тоже, но речь не об этом – в данной статье мы поговорим о том, как сделать ветряк своими руками. Вместе с сайтом stroisovety.org мы разберемся с его устройством, технологией изготовления и сборкой системы независимого энергоснабжения.

Как сделать ветряк своими руками фото

Ветряк своими руками: основные части и принцип изготовления

Как и говорилось выше, ветряной электрогенератор имеет довольно простую конструкцию, и решить вопрос, как сделать ветряк своими руками, не очень сложно. Если разбираться в его конструкции, то условно этот агрегат можно разделить на четыре основных узла.

  1. Генератор. Это сердце данной установки – именно оно ответственно за выработку электрической энергии. Как правило, в ветряных установках используются генераторы, способные вырабатывать либо 12, либо 24 вольта – сами понимаете, что таким током современную бытовую технику не порадуешь. Именно по этой причине ветряк является всего лишь частью независимой электростанции – о том, как поднять вырабатываемое им напряжение до привычного для наших электроприборов 220 вольт, мы поговорим отдельно. Делать генератор своими руками очень сложно – во всех отношениях его лучше приобрести в готовом виде. Сейчас это не проблема – с одинаковым успехом можно купить как специальный генератор, предназначенный для ветряных установок, так и найти ему альтернативу (например, автомобильный генератор). Проблема последнего заключается в малой мощности – больше чем на сто ватт рассчитывать здесь не приходится. В отличие от него, специальные генераторы могут вырабатывать более 500Вт энергии – а это означает возможность использовать добытую энергию, так сказать, напрямую, без ее аккумулирования в емкостях.

    Ветряк своими руками фото

  2. Лопасти. По большому счету, эту часть ветряка также можно приобрести, что будет лучше всего – дело в том, что именно от них зависит эффективность работы самого генератора. Правильно изготовленные лопасти способны вращать его даже при слабом ветре. Лопасти могут быть двух типов – вертикальные и горизонтальные. В зависимости от этого, и ветряки классифицируются на два типа – вертикальный ветрогенератор своими руками сделать несколько сложнее, но зато он считается более эффективным, а главное, компактным. Он не занимает большого количества места, и его достаточно просто смонтировать даже на крыше дома – именно такой генератор является оптимальным решением для дома, расположенного в густонаселенных городах. Лопасти для него изготовить очень сложно – их лучше купить. Связано это с балансировкой, от которой во многом зависит эффективность работы ветряка.
  3. Мачта. По сути, она нужно исключительно для горизонтального ветрогенератора, хотя и вертикальные также могут устанавливаться на нее. Если в первых установках она является неотъемлемой частью конструкции, то во втором необходимость в ее наличии появляется только при наземной установке. Этот элемент ветряка можно сделать и самостоятельно – по сути, это труба, установленная вертикально и оборудованная специальным креплением для генератора.

    Ветрогенераторы для дома своими руками фото

И четвертый элемент, который, по сути, является частью мачты, это подвижная платформа с флюгером – она отвечает за движение лопастей за ветром, который довольно часто меняет свое направление. Платформа является связующим звеном между генератором и мачтой и монтируется она на подвижном соединении, легкий ход которого обеспечивает подшипник. Сделать такое устройство своими руками также не сложно.

Получается так, что о полном изготовлении эффективной ветроэлектростанции не может быть и речи. В принципе, сделать ее можно, но эффективность работы такой установки остается под большим вопросом – в качестве эксперимента она подойдет, но вот для полноценного электроснабжения, увы, нет. Большую часть ветряка придется приобретать по частям, которые потом собирать в единое изделие. В общем, вопрос, как сделать ветрогенератор своими руками, решается только так – мало того, дополнительно придется решить вопрос передачи электроэнергии через подвижную платформу, что не так уж и просто. Опять же, в этом отношении намного привлекательнее выглядят ветрогенераторы с вертикальной осью вращения – здесь эта проблема снимается автоматически, что в значительной мере упрощает решение вопроса изготовления ветряка своими руками.

Ветряки для дома своими руками: устройство системы

Теперь, когда мы разобрались с устройством и возможностью решения вопроса изготовления ветрогенератора для дома своими руками, самое время рассмотреть и общий принцип построения независимой системы электроснабжения. Как вы понимаете, собрать генератор – это только полдела. Сама система потребует от вас дополнительных затрат на оборудование, изготовить которое самостоятельно практически невозможно, если не сказать, что совсем невозможно. В целом, если говорить об устройстве ветряной электростанции для дома, то ее можно разделить также на четыре части.

  1. Ветрогенератор, о котором мы уже говорили. Добавить здесь можно только то, что вырабатываемая им энергия напрямую не используется – все электричество собирается в аккумуляторы, откуда и идет дальнейший его разбор.

    Ветряки для дома своими руками фото

  2. Аккумуляторы. Именно они, наравне с мощность самого генератора, обеспечивают ваш дом необходимым количеством энергии – здесь важна их емкость, способность вмещать тот или иной объем электричества. Обычным автомобильным аккумулятором здесь не обойтись – речь идет о десятке аккумуляторов емкостью от 100 до 150А/часов. Их количество рассчитывается исходя из мощности ветряка, используемого в доме электрооборудования интенсивности его работы. В таких системах применяются, как правило, гелиевые аккумуляторы, которые лучше всех приспособлены к частым циклам зарядки и разрядки.
  3. Контроллер зарядки аккумуляторных батарей – это небольшое устройство, которое является связующим звеном между ветряком и батареями. Оно контролирует цикл зарядки последних и не дает им, так сказать, перезаряжаться.
  4. Есть еще один небольшой элемент, связывающий генератор и батареи – это так называемый диод Шоттки, в задачи которого входит не выпускать электричество назад в генератор во время его бездействия – в противном случае без этого диода ваш генератор может превратиться в электромотор, который очень быстро съест весь накопленный в аккумуляторах запас энергии.
  5. И самая главная часть, отвечающая за повышение напряжения до отметки в 220 вольт, это инвертор. Преобразователь, который повышает напряжение – они бывают разные, и далеко не все подходят для использования в независимых электростанциях. Здесь нужен инвертор с чистой синусоидой на выходе – модифицированная синусоида плохо сказывается на работе большинства современных электрических потребителей. Мало того, огромное значение имеет и мощность подобных устройств – она тоже рассчитывается исходя из суммарной мощности одновременно работающих потребителей. После генератора это самая дорогостоящая часть системы ветряной энергетической установки.

    Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения своими руками фото

Кроме всего прочего, не стоит сбрасывать со счетов и провода, используемые в подобных системах – если после инвертора можно применять любые, то вот до него нужны специальные, изготовленные с учетом минимальных потерь при транспортировке электрического тока малого напряжения.

По большому счету, система не сложная, и имея в наличии все необходимые элементы, собрать ветряную электростанцию не так уж и сложно – важнее всего правильно рассчитать ее с учетом всех, даже, казалось бы, незначительных факторов. Особое внимание здесь нужно уделить количеству ветряных дней в году – может случиться так, что в тихих и спокойных регионах ветряк может оказаться практически бесполезным. Именно по этой причине системы независимого электроснабжения делают комбинированным способом, который предусматривает использование не только ветрогенератора, но и солнечных панелей. Они как бы дополняют друг друга, обеспечивая постоянную добычу электроэнергии из неиссякаемых природных ресурсов.

Мы описали, как можно сделать ветряк своими руками. В заключение остается добавить не так уж и много – в частности, рассказать о тонкостях изготовления лопастей. Вернее не о тонкостях, а о трудностях – обосновать утверждение того, что их лучше не изготавливать своими руками, а приобретать в готовом виде или заказывать их изготовление на заводе. Дело в том, что есть такие понятия, как смещение оси и балансировка – первое вызывает биение, а второе неравномерное вращение. И то и другое приводит к замедлению вращения генератора, что само по себе сказывается на эффективности работы установки в целом. Проще говоря, вместо положенных 500Вт вы будете получать 250Вт энергии в час – вместо 18В тока – 14вольт, что, опять таки, скажется на темпах зарядки аккумуляторов.

Автор статьи Александр Куликов

stroisovety.org

Vetrogenerator. Как самому сделать ветрогенератор, ветряной двигатель, электростанцию или проще ветряк своими руками из подручных материалов в домашних условиях. Подробные схемы и чертежи ветряного генератора с наглядными иллюстрациями

Сегодня мы поговорим о том, как самому сделать ветрогенератор, ветряной двигатель, электростанцию или проще ветряк своими руками из подручных материалов в домашних условиях. Так же рассмотрим подробные схемы и чертежи ветряного генератора с наглядными иллюстрациями

Ветрогенератор – это ветроколесо с большими лопастями, редуктор (специальный механизм, который преобразует и передает крутящий момент), мачта для установки устройства, аккумуляторная батарея и инвертор (необходим для преобразования полученного постоянного тока в эффективный переменный ток).


 

Предполагается, что рассматриваемая нами конструкция генератора будет состоять из следующих основных частей:

· собственно ветрогенератор, собранный на базе двигателя промышленного изготовления;

· электронный блок управления зарядкой;

· комплект соединительных проводов;

· крепёжная мачта;

· растяжки.

В качестве электрического привода в рассматриваемой конструкции используется двигатель постоянного тока, которым комплектуются некоторые модели так называемых «бегущих дорожек» (260V, 5A). При этом обратный (генераторный) эффект мы получим за счёт того, что любое устройство подобного типа в отношении формируемого им электромагнитного поля является обратимым. При наличии вращательного усилия на валу двигатель автоматически превращается в генератор.


 

Используемые материалы

Большую часть материалов, используемых в этом изделии, вы сможете приобрести в любом хозяйственном магазине. Помимо двигателя от дорожки вам потребуется следующий набор комплектующих изделий и расходных материалов:

· специальная нарезная втулка;

· мост диодный на токи 30-50A;

· кусок полихлорвиниловой трубки.

Кроме того, для изготовления хвостовика и корпуса генератора необходимо подготовить следующие детали и расходный материал:

· Труба квадратная 25х25 мм;

· Фланец маскирующий;

· Патрубок;

· Саморезы;

· Болты;

· Шайбы;

· Скотч.


 

Сборка ветрогенератора своими руками

Изготовление ветрогенератора начинаем с подготовки лопастей, которые можно вырезать из тонких полосок дюралюминия. Примерная форма лопастей генератора приведена ниже.

Перед креплением заготовки следует тщательно обработать шкуркой до получения необходимого профиля, таким образом, чтобы передняя кромка была закруглена, а задняя – оставалась заостренной.

Хвостовик делаем из жести, причём его размер и форма не играют решающей роли – главное, чтобы он был достаточно жёстким.
Затем берём снятый с беговой дорожки двигатель с прикрепленной к нему втулкой и отмечаем на нём места расположения трёх отверстий на расстоянии примерно 10 см от центра (на равном удалении друг от друга). Затем просверливаем по получившейся разметке отверстия и нарезаем резьбу под крепёжные болты.

Рекомендуем пометить место крепления каждой лопасти к втулке, что позволит вам не спутать их при сборке.



Монтаж ветряного генератора

Окончательную сборку ветрогенератора в домашних условиях проводим в следующей последовательности:

1. Разрежьте трубку ПВХ на две части и проложите полученным материалом то место на квадратной трубе, куда вы собираетесь крепить ваш двигатель. Расположите диодный мостик неподалёку от двигателя и закрепите его при помощи саморезов.

2. Соедините выходящий из двигателя провод черного цвета с «плюсом» диодного моста.

3. Присоедините выходящий от двигателя провод красного цвета к «минусу» моста.

4. Положение хвостовика настройте таким образом, чтобы плоскость всей системы была параллельна земле. Прилаживаем хвостовик к трубе и крепим его на ней при помощи заранее приготовленных саморезов.


 

5. Размещаем помеченные ранее лопасти на свои места и крепим их болтами с шайбами на втулку, причём на ближние к оси отверстия устанавливаем по две шайбы (с каждой стороны основания лопасти). Для трех наружных отверстий устанавливаем по одной шайбе (со стороны болта). После этого основательно затягиваем полученные соединения.

6. Надёжно зафиксировав вал двигателя, надеваем на него втулку с лопастями и с помощью плоскогубцев заворачиваем ее до упора, против хода часовой стрелки.

7. Затем проворачиваем патрубок к маскирующему фланцу с помощью газового ключа.

8. После этого проводим балансировку основания трубы с закреплённым на ней двигателем и хвостовиком и отмечаем точку равновесного положения.

9. В этой точке производим крепление несущего основания к мачте (для удобства вам, возможно, придется открутить для этого втулку и хвостовик).


 

10. Закрепляем основание на саморезы и восстанавливаем убранные ранее узлы.

Ветряной генератор может прослужить вам значительно дольше, если вы покрасите не только его лопасти, но также основание, хвостовик и защитный кожух двигателя.

Для включения ветряного устройства в рабочую электрическую сеть вам обязательно понадобится комплект проводов, контроллер зарядки батарей, амперметр и нагрузка (аккумуляторная батарея).

Что касается несущей мачты, то сразу отметим её особое значение для надёжного крепления генератора, что гарантирует его долгую и бесперебойную эксплуатацию. Этот элемент конструкции не только должен быть достаточно прочным, но ещё и обязан иметь хорошую устойчивость. Кроме того, совсем не помешает, если мачта будет оборудована простейшим механизмом опускания и подъёма основания с двигателем.


 

Энергия ветра потоком вращает колесо ветряка с лопастями, через редуктор крутящий момент начинает передаваться на генераторный вал. Так происходит превращение механической энергии в электрическую.

Рабочая мощность ветрогенераторов прямо пропорциональна параметрам ветроколеса, скорости ветра (по среднему показателю) и высоте мачты. Обычно диаметр лопастей ветрогенераторов может варьировать от 0.5м до более 50 метров.

Большинство существующих ветрогенераторов относят к сетевым турбинам. Это означает, что они работают лишь при наличии электрической сети (локальной или централизованной, например, при помощи дизель генераторов). Это объясняется нестабильностью потоков ветра. Сеть выполняет в данном случае стабилизирующий эффект. Основное условие использования сетевого ветрогенератора: мощность сети обязательно быть выше мощности ветродвигательной установки минимум в 1.8 раза. При мощных потоках ветра лопасти ветрогенератора начинают вращаться. Получаемая энергия вращения начинает передаваться на мультипликатор (электрический генератор) через ротор. Существуют конструкции ветрогенератора, где не устанавливают мультипликатор для увеличения производительности. Ветродвигатели могут функционировать по одному, как единичный комплекс, или большими группами, образуя своеобразный ветропарк.


 

Перед тем как сделать ветрогенератор своими руками, нужно определиться, какой тип устройства будет производиться – горизонтальный или вертикальный (роторный) тип ветродвигателя. Более простой и доступный вариант – монтаж вертикального ветрогенератора, так как у этой системы выше коэффициент эффективного воздействия ветра, а его балансировка устройства значительно легче. Чем мощнее будет выбранный генератор, тем больше диаметр и вес ветроколеса. Соответственно значительно возрастает сложность конструкции, ее балансировка и закрепление.

Комплектующие детали и элементы самодельной ветряной электростанции:

· генератор 12V

· аккумулятор 12V (можно взять автомобильный, но лучше приобрести альтернативный, стоимость его около 40 у.е., но он более долговечный и безопасный)
· ротор 1,5-2м

· большое металлическое ведро или металлическая бочка (из нержавейки или алюминия)

· реле для зарядки аккумулятора

· реле заряда лампы (например, автомобильное)
· полугерметичный выключатель .


· вольтметр (можно взять автомобильный или от любого бывшего в употреблении измерительного устройства)

· большая доза наружная (распределительная коробка)

· мачта с высотой от 2 до 10 метров (можно сделать самостоятельно из труб ПВХ и металлических комплектующих для основания)

· провода

· четыре болта марки М6

· 2 хомута или нержавеющая проволока (для крепления к мачте)


 

Перед установкой конструкции мачты заливают фундамент по объему сечения трубы и основания, с учетом нюансов климата и грунта на участке. Мачту с ветродвигателем устанавливают после достижения бетонной смеси максимальной прочности (не меньше недели). Менее надежным вариантом является простое зарывание мачты в грунт на полметра с использованием растяжек. Ротор
Делают ротор и переделывают шкив (фрикционное колесо с канавкой или ободом по окружности, передающее движение канату или приводному ремню) генератора. Выбирают диаметр ротора, исходя из среднестатистической скорости ветра. Диаметр ротора подбирают по среднегодовому показателю скорости ветра. По факту, до скорости 6-7 м/с производительная мощность у ротора 3 м будет выше.
Лопасти

Бочку нужно разделить на 4 абсолютно равные части при помощи маркера и рулетки, и вырезают будущие лопасти болгаркой или ножницами по металлу. Далее крепят их к генератору болтами к днищу и шкиву. Места для болтов вымеряют очень точно, чтобы в дальнейшем не приходилось постоянно регулировать вращение. На бочке отгибают лопасти, но разумно, чтобы избежать слишком резких порывов при потоке ветра.


 

Соединение элементов

Присоединяют провода к генератору и собирают цепь в дозе. Крепят генератор к мачте, фиксируют провода к генератору и мачте. Затем соединяют в цепь генератор и подсоединяют в цепь аккумулятор. Подключают нагрузку при помощи проводов (сечением до 2.5 кВ). Скорость вращения устройства задается степенью изгиба лопастей. Такого ветрогенератора должно хватить для полного энергообеспечения дачи или загородного дома.

Увеличение выработки электроэнергии

Учтите, что повышение мачты до 20-25м может повысить среднюю скорость ветра до 30%. При этом увеличится выработка энергии до 1,5 раз. Также к приёму прибегают при пониженной скорости ветра (менее 4м/с). Высокая мачта устранит влияние построек и деревьев.


 

Вырезание лопастей – у нас получится три набора лопастей (всего девять штук) и тонкая полоска отходов.
· Поместите нашу ПВХ трубу длиной 60 см на плоскую поверхность вместе с отрезком трубы квадратного сечения (можно использовать любой другой достаточно длинный предмет с ровной кромкой). Плотно прижмите их друг к другу и проведите на ПВХ трубе линию в месте их соприкосновения по всей ее длине. Эту линию назовем А.

· Сделайте отметки с каждого конца линии А, отступив от края трубы по 1-1,5 см.

· Склейте вместе три листа бумаги формата А4 так, чтобы они образовали длинный прямой кусок бумаги. Вам предстоит обернуть им трубу, прикладывая по очереди к только что сделанным отметкам на ней. Убедитесь, что короткая сторона куска бумаги плотно и ровно прилегает к линии А, а длинная — ровно перекрывается в тех местах, где идет внахлест сама с собой. С каждого конца трубы проведите линию вдоль края бумаги. Назовем одну из этих линий В, другую – С.

· Возьмите трубу так, чтобы конец трубы, ближайший к линии В смотрел вверх. Начните там, где линии А и В пересекаются и делайте отметки на линии В каждые 145 мм, двигаясь влево от линии А. Последний отрезок должен получиться длиной около 115 мм.


 

· Переверните трубу вверх тем концом, который является ближайшим к линии С. Начните с точки, где линии А и С пересекаются, и также наносите отметки на линии С каждые 145 мм, но двигаться нужно вправо от линии А.

· При помощи квадратной трубки соедините линиями соответствующие друг другу точки на противоположных концах ПВХ трубы.

· Разрежьте трубу вдоль по этим линиям, используя электролобзик, таким образом, чтобы у Вас получилось четыре полоски шириной 145 мм и одна – около 115 мм.
· Разложите все полоски внутренней поверхностью трубы вниз.

· Сделайте на каждой полоске отметки по узкой стороне с одного конца, отступая с левого края 115 мм.


 

· Повторите то же самое с другого конца, отступая по 30 мм с левого края.

· Соедините эти точки линиями, пересекая полоски разрезанной трубы по диагонали. Распилите пластик по этим линиям при помощи лобзика.

· Полученные лопасти положите внутренней поверхностью трубы вниз.

· Сделайте на каждой отметку по линии диагонального распила на расстоянии 7,5 см от широкого конца лопасти.

· Сделайте другую отметку на широком конце каждой лопасти на расстоянии 2,5 см от длинной прямой кромки.


 

· Соедините эти точки линией и отрежьте получившийся уголок по ней. Это предохранит лопасти от заламывания побочным ветром.

Вырезание хвостовика.

Размеры хвоста не имеют решающего значения. Вам нужен кусок легкого материала размером 30х30 см, желательно металла (жести). Вы можете придать хвостовику любые очертания, главным критерием является его жесткость.

Сверление отверстий в трубе квадратного сечения – используйте сверло 7,5 мм.

Поместите двигатель на передний конец квадратной трубы таким образом, чтобы втулка выступала за край трубы, и отверстия под крепежные болты смотрели вниз. Отметьте положение отверстий на трубе и просверлите трубу в отмеченных местах насквозь.

Отверстия в маскирующем фланце – этот момент будет описан ниже, в разделе данной инструкции, посвященном монтажу, так как эти отверстия определяют баланс конструкции.
Сверление отверстий в лопастях — используйте сверло 6,5 мм.


· Отметьте два отверстия на широком конце каждой из трех лопастей вдоль их прямой (задней) кромки. Первое отверстие должно быть на расстоянии 9,5 мм от прямой кромки и 13 мм от нижнего края лопасти. Второе – на расстоянии 9,5 мм от прямой кромки и 32 мм от нижнего края лопасти.

· Просверлите эти шесть отверстий.
Сверление и нарезание отверстий во втулке – используйте сверло 5,5 мм и метчик на 1/4".

· Двигатель от беговой дорожки поставляется с прикрепленной к нему втулкой. Чтобы снять ее, плотно зафиксируйте плоскогубцами вал, выступающий из втулки, и поверните втулку по ходу часовой стрелки. Она отвинчивается по часовой стрелке, именно поэтому лопасти вращаются против хода часовой стрелки.

· Сделайте шаблон втулки на листе бумаги, используя циркуль и транспортир.

· Отметьте три отверстия, каждое из которых находится на расстоянии 6 см от центра круга и на равном расстоянии друг от друга.

· Поместите этот шаблон на втулку и набейте на ней предварительные отверстия сквозь бумагу в отмеченных местах.

· Просверлите эти отверстия сверлом 5,5 мм.

· Нанесите на них резьбу метчиком 1/4"х20.

· Прикрутите лопасти к втулке болтами 1/4«х20 мм. В этот момент внешние, близкие к границам втулки отверстия еще не просверлены.

· Измерьте расстояние между прямыми кромками кончиков каждой лопасти. Отрегулируйте их так, чтобы они были равноудалены. Наметьте и набейте каждое отверстие на втулке сквозь каждую лопасть.

· Сделайте отметки на каждой лопасти и втулке, чтобы Вы не перепутали места крепления каждой из них на более поздней стадии сборки.

· Скрутите лопасти с втулки, просверлите и нанесите резьбу на эти три внешних отверстия.

Изготовление защитного рукава для двигателя.

· Проведите на нашем отрезке ПВХ трубы диаметром 7,5 см вдоль ее длины две параллельные линии на расстоянии 2 см друг от друга. Разрежьте трубу по этим линиям.

· Срежьте один из концов трубы под углом 45°.

· Поместите остроносые плоскогубцы в образовавшуюся прорезь и осматривайте трубу сквозь нее.

· Убедитесь, что отверстия под болты на двигателе отцентрированы по середине прорези в ПВХ трубе и поместите двигатель в трубу. С помощником сделать это намного легче.
Монтаж

· Поместите двигатель на трубу квадратного сечения и прикрутите его к ней, используя болты 8х19 мм.

· Разместите диод на квадратной трубе за двигателем на расстоянии 5 см от него. Прикрутите его к трубе саморезом.

· Присоедините черный провод выходящий из двигателя к “плюсовому” входящему контакту диода (он обозначен АС со стороны “плюса”).

· Присоедините красный провод выходящий из двигателя к “отрицательному” входящему контакту диода (он обозначен АС со стороны “минуса”).

· Разместите хвостовик так, чтобы конец квадратной трубы, противоположный тому на котором размещен двигатель, проходил по его центру. Прижмите хвост к трубе при помощи струбцины или тисков.

· Прикрутите хвостовик к трубе при помощи двух саморезов.

· Разместите все лопасти на втулке таким образом, чтобы все отверстия совпали. Используя болты 6х20 мм и шайбы, прикрутите лопасти к втулке. Для трех отверстий внутреннего круга (ближайших к оси втулки) используйте по две шайбы, по одной с каждой стороны лопасти. Для трех остальных используйте по одной (со стороны лопасти, ближайшей к головке болта). Туго затяните. .

· Надежно зафиксируйте вал двигателя (который проходил через отверстие во втулке) плоскогубцами и, надев втулку, поворачивайте ее против хода часовой стрелки, пока она не закрутится до конца.

· При помощи газового ключа плотно прикрутите патрубок 50 мм к маскирующему фланцу.

· Зажмите патрубок в тисках так, чтобы фланец был расположен горизонтально над губками тисков.

· Расположите квадратную трубу, несущую на себе двигатель и хвостовик, на фланце и добейтесь ее идеально сбалансированного положения.

· После достижения сбалансированности сделайте метки на квадратной трубе сквозь отверстия во фланце.

· Просверлите эти два отверстия, используя сверло 5,5 мм. Возможно, придется скрутить для этого хвост и втулку, чтобы они не мешали Вам.

· Прикрутите несущую квадратную трубу к фланцу двумя саморезами.

Для того, чтобы продлить срок службы Вашего ветрогенератора необходимо покрасить его лопасти, защитный рукав двигателя, основание и хвостовик.

Дополнительная информация

Для использования ветрогенератора Вам понадобится мачта, провода, амперметр, контроллер зарядки и аккумуляторные батареи.
Мачта является одним из самых важных компонентов ветрогенератора. Она должна быть прочной, устойчивой, надежно закрепленной и легко опускаемой/поднимаемой. Чем больше будет ее высота, тем большему воздействию ветра будет подвергаться ваш генератор. Проволочные растяжки должны быть расположены через каждые 5,5 м высоты мачты. Растяжки следует закрепить на земле на расстоянии от основания мачты составляющим как минимум 50% ее высоты.

crovlya-krisha.blogspot.com

Ветрогенератор своими руками - как сделать роторный, аксиальный, трехфазного и однофазного типа, особенности монтажа, инструкции +видео

В современных реалиях каждый домовладелец хорошо знаком с постоянным ростом стоимости коммунальных услуг – это касается и электрической энергии. Поэтому для создания комфортных условий обитания в загородном домостроении, как летом, так и зимой, придётся или оплачивать услуги по энергоснабжению, или найти альтернативный выход из сложившейся ситуации, благо природные источники энергии бесплатны.

Как сделать ветрогенератор своими руками — пошаговое руководство

Территория нашего государства – это по большей части равнины. Несмотря на то, что в городах доступ ветра перекрыт высотными постройками, за городом буйствуют сильные воздушные потоки. Поэтому самостоятельное изготовление ветряного генератора — единственно правильное решение для обеспечения загородного дома электричеством. Но для начала нужно разобраться, какая модель подходит для самостоятельного изготовления.

Роторный

Роторный ветряк – несложное преобразовательное устройство, которое просто сделать своими руками. Естественно, такое изделие не сможет обеспечить электроэнергией загородный особняк, но для дачного домика вполне сгодится. Он позволит осветить не только жиле домостроение а, и хозяйственные постройки и даже дорожки в саду. Для самостоятельной сборки агрегата мощностью до 1500 ватт нужно подготовить расходные материалы и комплектующие из следующего перечня:

  • автомобильный 12 вольтовый генератор;
  • аккумуляторная батарея соответствующего номинального напряжения;
  • преобразовательное устройство с 12 на 220В и мощностью 1,2 кВт;
  • габаритный алюминиевый или стальной резервуар – небольшая бочка или ведро;
  • зарядное реле и контрольная лампа от автомобиля;
  • выключатель номиналом 12В качественно, защищённый от влаги;
  • устройство контроля напряжения – старый вольтметр;
  • крепёж в виде болтов, гаек и шайб;
  • медные провода сечением не меньше 2 мм;
  • крепёжные хомуты.

Естественно, нужно иметь и минимальный комплект инструмента: ножницы для резки металла, болгарка, измерительная рулетка, карандаш, набор гаечных ключей и отвёрток, дрель со свёрлами и пассатижи.

Пошаговые действия

Сборку начинают с изготовления ротора и переделки шкива для чего придерживаются определённой последовательности работ.

  1. С помощью рулетки и маркера выполняется деление ёмкости на 4 абсолютно одинаковые части. При резке металла ножницами нужно подготовить отверстия для закладки инструмента. Для упрощения работ можно воспользоваться болгаркой. Вырезать лопасти нужно не до конца.
  2. В дне ёмкости и на шкиве высверливаются отверстия под болты. Данный этап требует особой осторожности, чтобы отверстия располагались симметрично.
  3. Лопасти, прорезанные не до конца, немного отгибаются. При выполнении данного мероприятия важно учитывать, в каком направлении будет вращаться ветрогенератор. В большинстве случаев вращение происходит в сторону движения часовой стрелки. От угла изгиба лопастей напрямую зависит скорость вращения ветряка.
  4. Заготовка из ведра с лопастями закрепляется на шкиве при помощи болтов. Агрегат закрепляется на мачте посредством хомутов и выполняется подсоединение проводки в соответствии со схемой.
  5. Важно придерживаться цветовой разметки проводки, чтобы не перепутать положительные и отрицательные контакты. Проводку также нужно закрепить на мачте.

Для подсоединения аккумуляторной батареи используются проводники с 4 мм сечением и длиной не более 100 см. Потребители подключаются проводниками с сечением в 2 мм. Важно в разрыв цепи включить преобразователь постоянного напряжения в переменное значение 220В согласно схеме клеммных контактов.

Плюсы и минусы конструкции

Если все манипуляции проделаны, верно, то аппарат прослужит достаточно долго. При использовании достаточно мощной аккумуляторной батареи и подходящего инвертора до 1,5 кВт можно обеспечить питанием уличное и внутридомовое освещение, холодильник и телевизор. Сделать такой ветряк очень просто и экономически выгодно. Такое изделие легко ремонтируется и неприхотливо в использовании. Оно очень надёжно в плане работы и не шумит, надоедая обитателям дома. Однако роторный ветряк имеет низкую производительность, и его работа зависит от наличия ветра.

Аксиальный ветряк на магнитах

Аксиальная конструкция с без железным статором на основе неодимовых постоянных магнитов, на территории нашего государства появились не так давно из-за недоступности комплектующих частей. Но на сегодняшний день, мощные магниты не являются редкостью, да и стоимость на них значительно упала по сравнению с несколькими годами тому назад.

Основой такого генератора является ступица с тормозными дисками от легковой машины. Если это будет не новая деталь, то целесообразно её перебрать и сменить смазочные материалы и подшипники.

Размещение и установка неодимовых магнитов

Работы начинают с наклеивания магнитов на диск ротора. С этой целью используются магниты в количестве 20 шт. и размерами 2,5 на 0,8 см. Для изменения количества полюсов нужно придерживаться следующих правил:

  • однофазный генератор подразумевает количество магнитов соответствующе числу полюсов;
  • в случае с трёхфазным прибором соблюдается соотношение в 2/3 полюсов и катушек соответственно;
  • размещение магнитов должно происходить с чередованием полюсов, для упрощения их распределения лучше пользоваться готовым шаблоном, сделанным из картона.

По возможности целесообразно использовать магниты прямоугольной формы, так как в круглых аналогах сосредоточение магнитных полей идёт в центре, а не по всей поверхности. Важно соблюсти условие, чтобы стоящие друг напротив друга магниты имели противоположные полюса. С целью определения полюсов магниты подносятся друг к другу, и притягивающиеся стороны являются положительными, следовательно, отталкивающиеся края отрицательными.

Для крепления магнитов используется специальный клеевой состав, после чего для увеличения прочности выполняют усиление посредством эпоксидной смолы. С этой целью, ею заливают магнитные элементы. Для предотвращения растекания смолы делают бортики при помощи обычного пластилина.

Агрегат трёхфазного и однофазного типа

Однофазные статоры по своим параметрам уступают трёхфазным аналогам, так как при увеличении нагрузки возрастает вибрация. Это обусловлено разницей амплитуды тока возникающей в результате непостоянности его отдачи за определённый промежуток времени. В свою очередь, в трёхфазном аналоге такой проблемы нет. Это позволило увеличить отдачу трёхфазного генератора почти на 50% в сравнении с однофазной моделью. Плюс ко всему из-за отсутствия дополнительной вибрации во время работы устройства не создаются посторонние шумы.

Намотка катушек

Каждый электрик в курсе, что прежде чем начинать намотку катушки, важно выполнить предварительные расчёты. Самодельный ветрогенератор на 220В – устройство, работающее на малых скоростях. Необходимо добиться, чтобы зарядка аккумуляторной батареи стартовала со 100 оборотов в минуту.

Если исходить из таких параметров, то для намотки всех катушек потребуется не более 1200 витков. Для определения витков для одной катушки нужно выполнить простое деление общих показателей на число отдельных элементов.

Для поднятия мощности ветряка с низкими оборотами увеличивается число полюсов. При этом будет происходить увеличение частоты тока в катушках. Намотка катушек должна, выполнятся толстыми медными проводами. Это позволит уменьшить величину сопротивления а, следовательно, увеличить силу тока. Важно учитывать, что с резким увеличением напряжения ток может полностью расходоваться на сопротивление обмоток. Для упрощения намотки можно использовать специальный станок.

В соответствии с числом и толщиной магнитов, закреплённых на дисках, изменяются рабочие характеристики аппарата. Чтобы выяснить, какие показатели мощности получатся в конечном счёте, достаточно выполнить намотку одного элемента и прокрутить его в агрегате. Для определения мощностных характеристик замеряется напряжение при определённых оборотах.

Зачастую катушка выполняется круглой, но целесообразно её слегка вытянуть. В таком случае меди в каждом секторе будет больше, а расположение витков становится плотнее. По диаметру внутреннее отверстие катушки должно равняться габаритам магнита. При изготовлении статора важно учитывать, что он по толщине должен равняться параметрам магнитов.

Обычно в качестве заготовки для статора используется фанера, но, вполне возможно, выполнить разметку на бумажном листе расчертив сектора для катушек, а для бордюров использовать обычный пластилин. Для придания прочности изделию используется стеклоткань, располагаемая на дне формы сверху катушек. Важно чтобы не происходило прилипания эпоксидной смолы к форме. Для этого её покрывают сверху воском. Катушки неподвижно фиксируются друг с другом, а концы фаз выводятся наружу. После чего выполняется соединение всех проводов по схеме звезда или треугольник. Для тестирования готового устройства его вращают вручную.

Изготовление мачты и винта

Обычно конечная высота мачты составляет 6 метров, но по возможности лучше её увеличить в 2 раза. Из-за этого для её крепления используется бетонное основание. Крепление должно быть таким, чтобы труба легко поднималась и опускалась с помощью лебёдки. На верхнем конце трубы выполняется фиксация винта.

Чтобы сделать винт, понадобиться ПВХ труба, сечение которой должно составлять 16 см. Из трубы вырезается винт двухметровой длины с шестью лопастями. Оптимальная форма лопастей определяется экспериментальным путём, что позволяет увеличить крутящий момент при минимальных оборотах. Для отвода винта от сильных порывов ветра используется хвост складной конструкции. Вырабатываемая электроэнергия накапливается в аккумуляторных батареях.

Видео: самодельный ветряной генератор

После рассмотрения доступных вариантов ветрогенераторов каждый домовладелец сможет определиться с подходящим для его целей устройством. Каждый из них имеет как свои положительные стороны, так и отрицательные качества. Особенно прочувствовать эффективность ветряка можно за городом, где происходит постоянное движение воздушных масс.

elektro.guru

Как сделать ветрогенератор своими руками: принцип

Оглавление:
Как сделать ветрогенератор своими руками: как работает система
Ветряной генератор своими руками: из чего сделать
Ветрогенератор для дачи своими руками: лопасти

Ветер – это движение воздуха, которого на нашей планете в избытке. Регионов, в которых он отсутствует на Земле, практически нет. Бывают, конечно, затишья, но это редкость, и именно поэтому электростанции, работающие по принципу генерирования энергии из неисчерпаемых природных источников, делают комбинированными. В смысле, объединяют в одну систему солнечные панели и ветрогенератор – когда отсутствует один энергоноситель, обязательно присутствует другой. Но не в этом дело – в данной статье разговор пойдет о ветрогенераторе. Вместе с сайтом moyadacha.org мы разберемся с вопросом, как сделать ветрогенератор своими руками – мы изучим принцип его изготовления и работу системы энергоснабжения с его участием.

Как сделать ветряной генератор в домашних условиях фото

Как сделать ветрогенератор своими руками: как работает система

Генератор – это основной узел любой электростанции, и ветряная система в этом отношении не является исключением. Работает она просто, и по сути, если не учитывать все оборудование ветроэлектростанции, состоит из двух частей – это сам генератор и ветряная установка или, попросту говоря, лопасти. С ними и нужно будет разбираться в первую очередь – именно они и отвечают за выработку электрической энергии. Лопасти, установленные на вал генератора или подключенные к нему посредством специального редуктора, передают вращение валу, в результате чего и происходит выработка электричества. Здесь все просто. Но дальше, чтобы вырабатываемая ветрогенератором энергия смогла в полной мере служить на благо человека, она должна пройти еще через целый комплекс различного оборудования. В принципе, «целый комплекс» – это громко сказано. По сути, это три основные элемента.

  1. Инвертор-преобразователь. Генератор, используемый в ветряных электростанциях, не вырабатывает сразу 220V – 12 или в лучшем случае 24 вольта постоянного тока. Для переработки этого напряжения в привычные для нас 220V переменного тока как раз и используется инвертор – о его выборе можете почитать в статье «Инвертор для дачи».

    Ветрогенератор для дачи фото

  2. Блок аккумуляторов. Обеспечивает запас энергии – ветер бывает не всегда, а электричество необходимо все 24 часа в сутки. Оптимальным хранилищем электроэнергии являются гелевые аккумуляторы, которые как нельзя лучше приспособлены выдерживать большое количество циклов разрядки и зарядки. Емкость аккумуляторов – это величина расчетная и определяется она исходя из энергопотребления дачного дома. По большому счету, от этого момента зависит то, будет ли хватать вам энергии или нет.
  3. Контроллер. Можно сказать, что это сердце системы – управление. Контроллер решает, куда направлять электрическую энергию, вырабатываемую ветрогенератором для дачи. Если аккумуляторы разряжены, то он заряжает их, если бак заполнен, то энергия поступает непосредственно к потребителю через повышающий инвертор.

Естественно, не следует забывать и о таком сопутствующем оборудовании, как специальные электрические кабели, коммутационные коробки и тому подобные вещи, без которых не работает ни одна система. Кроме всего прочего, следует подумать и об «утилизации» излишков электричества – существует оборудование, которое позволяет выдавать электроэнергию в городскую сеть. Мало того, при заключении соответствующего договора с энергоснабжающими компаниями, вы будете получать еще за это деньги. О простейшем варианте изготовления ветрогенератора смотрите в этом видеоролике.

Ветряной генератор своими руками: из чего сделать

Подходя к решению вопроса, как сделать ветряной генератор, первое, с чем придется столкнуться, это с выбором энергетической установки – самого генератора, который будет вырабатывать электроэнергию. Здесь имеется два варианта.

  1. Автомобильный генератор или другие генераторы, не предназначенные для ветроэлектростанций. Использовать их можно только в том случае, когда речь идет об обычном эксперименте – баловстве. На большую мощность в таких ситуациях рассчитывать не получится – максимум, что можно выжать из автомобильного электрогенератора, это несколько десятков ватт, которых может хватить разве что на освещение дачного дома. В принципе, и это уже хорошо, но если нужно больше, то обратить внимание необходимо на специальные генераторы для ветроэлектростанций – обойдутся они дороже, но их использование может подарить вам сотни ватт энергии.
  2. Покупные генераторы для ветряных электростанций. Как и говорилось выше, невзирая на стоимость этих изделий, они являются наиболее оптимальным решением, позволяющим собрать своими руками поистине эффективный ветрогенератор. Да, за него придется отдать как минимум 200 долларов, но за эти деньги можно рассчитывать на 250 и более ватт электрической энергии в час. Естественным будет предположить, что такие генераторы могут быть различного типа – особое внимание следует обратить на так называемые генераторы без щеток. Магнитные электрогенераторы, которые в работе оказываются очень неприхотливыми.

    Как сделать ветряной генератор фото

А вообще при выборе энергетической установки для ветроэлектростанции нужно взять во внимание и такие факторы, как выдаваемое напряжение. Здесь есть два варианта. Первый – генератор на 12V и второй – генератор на 24V. В последнем случае можно рассчитывать на большие мощности, чем в первом случае – естественно, в зависимости от вашего выбора, следует подбирать и другое оборудование. Как и генераторы, на работу с этим или иным напряжением могут быть рассчитаны и инверторы, и контроллеры, и даже аккумуляторы. В случае с электрическими емкостями дела обстоят проще – если подключить пару равнозначных аккумуляторов на 12V последовательно друг с другом, получится одна емкость на 24V. Если все-таки нужно увеличивать емкость аккумуляторов, а не напряжение, то подключать их нужно параллельно друг с другом (плюс к плюсу, а минус к минусу).

Ветрогенератор для дачи своими руками: лопасти

Ни для кого не секрет, что современные ветряные электрогенераторы делятся на несколько типов. Они могут быть лопастными и барабанными, горизонтальными и вертикальными. Наиболее простыми в самостоятельном изготовлении являются лопастные генераторы – попросту говоря, вырабатывающая электричество установка приводится в движение обыкновенным пропеллером. Мягко говоря, это не самый эффективный способ преобразования энергии ветра, эффективность которого напрямую зависит от размера лопасти – существуют более эффективные приводы, но следует понимать, что в изготовлении они сложнее. К примеру, барабанная установка с крыльчаткой – наподобие как устанавливаются в мощных вентиляторах систем вентиляции. Таких вариантов достаточно много, и выбирать их нужно исходя из массы факторов.

Ветрогенератор для дачи своими руками фото

Опять простой пример – обычные лопасти будут создавать массу проблем, если ваш дом находится в черте города. По большому счету, их использование в густонаселенных пунктах даже запрещено – для дачи они, конечно, подойдут, но, опять-таки, если говорить о более или менее серьезных электростанциях, то лучше все-таки окажутся барабанные приводы горизонтальной или вертикальной установки. Их вполне реально установить на крыше дома – мало того, если говорить о заводских изделиях этого типа, то они намного тише в работе, чем лопастные приводы ветрогенератора. Для их изготовления придется найти в интернете не только чертежи, но и описание их возможностей.

В общем, выбор типа привода для решения вопроса, как сделать ветряной генератор в домашних условиях, дело ответственное, и уделить ему внимания нужно не меньше, чем генератору. Мало того, если первое устройство вполне реально приобрести в магазине, то вот привод придется изготавливать самостоятельно из подручных материалов. Сделать его можно из различных вещей – к примеру, канализационные трубы, любой (желательно легкий) пластинчатый материал. В общем, думайте и размышляйте – эта область народного хозяйства изучена слишком мало, чтобы останавливаться на достигнутом.

Как сделать ветрогенератор своими руками фото

В заключение темы, как сделать ветрогенератор своими руками, скажу только одно – не стоит думать, что это простая работа, даже несмотря на сравнительно элементарную технологию «добычи» электроэнергии из ветра. На самом деле, придется решать много неразрешимых задач, изготавливать нестандартные детали и делать много других нелегких вещей. В общем, гораздо проще приобрести готовый ветрогенератор и наслаждаться его возможностями.

moyadacha.org

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *