Самодельный ветрогенератор

Содержание

Как сделать аксиальный ветрогенератор

Перед наклейкой чтобы не перепутать полюса желательно нанести маркером отметки на полюсах, это можно сделать так, взять один магнит и по очереди к нему подносить магниты, той стороной что притягиваются рисовать плюс, а той что оттягиваются минус, или наоборот, лишь бы на дисках полюса чередовались. Магниты на дисках должны притягиваться, то-есть магниты на дисках стоящие напротив должны быть разной полюсации.

Магниты на диски обычно клеят на супер-клей или подобные сильные клеи, после наклейки дополнительно для прочности магниты заливают эпоксидной смолой. На фото бордюрчики чтобы смола не вытекала сделаны из пластилина, так-же обычно бордюры делают скотчем просто обматывая диск и в центре делая кольцо чтобы смола не вытекала.

Что лучше три фазы или одна

Трехфазная система не имеет вибраций и мощность постоянна в любой момент времени, так-как фазы компенсируют друг друга, когда в одной фазе ток падает, то в другой наоборот нарастает, из-за этого трехфазная система может достигать до 50% эффективнее однофазной. Ну а самое главное для ветрогенератора трехфазная система не создает вибрации под нагрузкой, а значит никакой вибрации по мачте и гудения во время работы генератора.

Как наматывать катушки для статора

Обычно мотают круглые катушки, но лучше мотать вытянутые, так в сектор входит больше меди и витки катушек прямее. Внутреннее отверстие катушки должно быть равным или больше диаметра магнита. Если делать внутренний диаметр меньше, то лобовые части катушек все равно практически не участвуют в выработке электроэнергии, а служат проводниками.Так-же лучше использовать не круглые, а прямоугольные магниты, так-как у круглых магнитное поле сосредоточено в центре, а у прямоугольных по длине.

Толщина статора должна быть равна толщине используемых магнитов. Если делать статор толще тем самым увеличивая количество витков в катушках, то расстояние между дисками увеличится и магнитопоток между магнитами снизится, и получится то-же самое напряжение, но из-за сопротивления катушек меньший ток.

Ниже на фото некоторые фотографии уже собранного генератора, показания мультиметра при вращении от руки. Генератор легко выдает напряжение более 40 вольт, и ток от руки до 10Ампер.

Винт для ветрогенераторов делают из ПВХ труб различного диаметра, но самый доступный и ходовой это труба диаметром 160мм. На фото двух-метровый шести-лопастной винт, сделанный по собственным расчетам, позже был сделан еще один такой-же винт, но форма лопастей была изменена чтобы увеличить крутящий момент на низких оборотах.

Источник: http://e-veterok.ru/kak-zdelat-aksialniy-generetor300-500watt.php

Как сделать ветрогенератор своими руками

Ветер – это бесплатная энергия! Так давайте же её использовать в личных целях. Если создание ВЭС в промышленных масштабах это очень дорого, потому что кроме генератора нужно провести ряд исследований и расчётов, государство не берет на себя такие расходы, а инвесторам в странах бывшего СССР – это, почему-то не вызывает особого интереса. То в частном порядке можно сделать мини-ветряк для собственных нужд. Стоит понимать, что проект перевода вашего дома на альтернативную энергию очень дорогое занятие.

Как уже было сказано: нужно произвести длительные наблюдения и расчёты, чтобы подобрать оптимальное соотношение размеров ветряного колеса и генератора, подходящее к вашему климату, розе ветров и среднегодовой скорости ветра.

Эффективность ветроэлектрической установки в пределах одного региона может отличаться в разы, это связано с тем, что движение ветра зависит не только от климатического пояса, но и от рельефа местности.

Однако вы можете узнать, что такое ветроэнергетика с минимальными затратами собрав бюджетную установку для питания маломощной нагрузки, типа смартфона, лампочек или радиоприёмника. При должном подходе вы можете обеспечить электроэнергией небольшой дом или дачный участок.

Давайте рассмотрим каким образом можно сделать простейшую ветроэлектрическую установку своими руками.

Маломощные ветряки из подручных средств

Компьютерный кулер представляет собой бесколлектроный двигатель, который в своем первоначальном виде не представляет практической ценности.

Его нужно перемотать, так как в оригинале обмотки соединены неподходящим образом. Мотать катушки поочередно:

По часовой стрелке;

Против часовой стрелки;

По часовой стрелке;

Против часовой стрелки.

Соединять соседние катушки нужно последовательно, а еще лучше мотать одним куском провода переходя от одного паза к другому. Толщину провода в этом случае подбирать произвольно, лучше будет если вы намотаете как можно больше витков, а это возможно при использовании наименее тонким проводом.

Выходное напряжение с такого генератора будет переменным, а его величина будет зависеть от оборотов (скорости ветра), установите диодный мост из диодов Шоттки, чтобы выпрямить его до постоянного, обычные диоды подойдут, но будет хуже, т.к. на них упадёт напряжение от 1 до 2-х вольт.

Лирическое отступление, немного теории

Запомните величина ЭДС равняется:

где L – длина проводника помещенного в магнитное поле; V – скорость вращения магнитного поля;

При модернизации генератора вы можете влиять только на длину проводника, то есть на количество витков каждой из катушек. Количество витков – определяет выходное напряжение, а толщина провода – максимальную токовую нагрузку.

На практике влиять на скорость ветра нельзя. Однако из этой ситуации тоже есть выход, можно, узнав типовую скорость ветра для вашей местности спроектировать подходящий по оборотам винт для ветроэлектрической установки, а также редуктор или ременную передачу, для обеспечения достаточных оборотов для генерации нужного по величине напряжения.

ВАЖНО: Быстрее не значит лучше. При слишком большой скорости вращения ветрогенератора сократиться его ресурс, ухудшаться смазочные свойства втулок или подшипников ротора, и он заклинит, а быстрее всего произойдет пробой изоляции обмоток в генераторе

Генератор состоит из:

Увеличиваем мощность генератора из компьютерного кулера

Во-первых, чем больше лопастей и диаметр колеса – тем лучше, поэтому присмотритесь к 120-мм кулерам.

Во-вторых, мы уже сказали, что напряжение зависит и от магнитного поля, дело в том, что промышленные генераторы высокой мощности имеют обмотки возбуждения, а низкой мощности – сильные магниты. В кулере магниты крайне слабые и не позволяют добиться хороших результатов от генератора, да и зазор между ротором и статором весьма велик – порядка 1 мм, и это при и без того слабых магнитах.

Решение этой проблемы кардинально изменить конструкцию генератора. Вернее, от кулера потребуется только крыльчатка, в качестве самого генератора применим моторчик от принтера или любой другой бытовой техники. Наиболее часто встречаются щеточные двигатели с возбуждением от постоянных магнитов.

В результате это будет выглядеть так.

Мощности подобного генератора хватит, чтобы запитать светодиоды, радиоприемник. Для подзарядки телефона его не хватит, телефон будет отображать процесс заряда, но ток будет крайне мал, до 100 Ампер, при ветре 5-10 метров в секунду.

Шаговые двигателя в роли ветрогенератора

Шаговый двигатель очень часто встречается в компьютерной и бытовой технике, в различных проигрывателях, флоппи-дисководах (интересны старые модели 5.25”), принтерах (особенно матричных), сканерах и т.д.

Данные двигатели без переделок могут работать в роли генератора, они представляют собой ротор с постоянными магнитами, и статор с обмотками, типовая схема подключения шагового двигателя в режиме генератора изображена на рисунке.

В схеме установлен линейный стабилизатор на 5 Вольт, типа L7805, что позволит без опасения подключать мобильные телефоны к такому ветряку для их зарядки.

На фото генератор из шагового двигателя с установленными лопастями.

Двигатель в конкретном случае с 4-мя выходными проводами, схема соответственно под него. Двигатель с такими габаритами в режиме генератора выдаёт примерно 2 Вт при слабом ветре (скорость ветра около 3 м/с) и 5 м/с при сильном (до 10 м/с).

Кстати вот аналогичная схема со стабилитроном, вместо L7805. Позволяет заряжать Li-ion батареи.

Доработка самодельного ветряка

Чтобы генератор работал эффективнее нужно сделать ему направляющий хвостовик и закрепить его на мачте подвижно. Тогда при изменении направления ветра – будет изменяться направление ветрогенератора. Тогда возникает следующая проблема – кабель, идущий от генератора к потребителю будет закручиваться вокруг мачты. Чтобы это решить нужно обеспечить подвижный контакт. На Ebay и Aliexpress продаётся готовое решение.

Нижних три провода – неподвижны идут вниз, а верхний пучок проводов – подвижен, внутри установлен скользящий контакт или щеточный механизм. Если у вас нет возможности купить, проявите смекалку, и, вдохновившись решением конструкторов автомобиля Жигули, а именно реализацией подвижного контакта кнопки сигнала на руле и сделайте что-то похожее. Или воспользуйтесь контактной площадкой от электрочайника.

Соединив разъёмы, вы получите подвижный контакт.

Мощный ветрогенератор из подручных средств.

Для получения большей мощности вы можете использовать два варианта:

1. Генератор из шуруповерта (10-50 Вт);

2. Ветрогенератор из автомобильного генератора.

Из шуруповерта понадобиться только моторчик, вариант аналогичен предыдущему, в качестве винта вы можете использовать лопасти от вентилятора, это увеличит итоговую мощность вашей установки.

Вот пример реализации такого проекта:

Обратите внимание как здесь реализована шестеренчатая повышающая передача – вал ветрогенератора расположен в трубе, на его конце расположена шестерня, которая передаёт вращение меньшей шестерне закрепленной на валу двигателя. Повышение оборотов двигателя имеет место и в промышленных ветряных электроустановках. Редуктора применяются повсеместно.

Однако в условиях самоделки изготовить редуктор становиться большой проблемой. Вы можете извлечь редуктор из электроинструмента, он там нужен чтобы понизить высокие обороты на валу коллекторного двигателя в нормальные обороты патрона на дрели, или диска болгарки:

В дрели установлен планетарный редуктор;

В болгарке установлен угловой редуктор (станет полезным для монтажа некоторых установок и уменьшит нагрузку с хвоста ВЭУ);

Редуктор от ручной дрели.

Такой вариант самодельного ветрогенератора уже может заряжать 12 В аккумуляторы, однако нужен преобразователь для формирования зарядного тока и напряжения. Эту задачу можно упростить применив автомобильный генератор.

Ветрогенератор из автомобильного генератора

Автомобильный генератор состоит из статора с трёхфазной обмоткой, и ротора со щёточным узлом и катушкой возбуждения. К нагрузке такой генератор подключается через диодный мост собранный по схеме Ларионова, он обычно расположен на задней крышке генератора. Подробнее смотрте хдесь: Как устроен и работает автомобильный генератор

Преимущество такого генератора – возможность использовать его для зарядки автомобильных аккумуляторов, в принципе он для этого и предназначен. Автогенераторы имеют встроенное реле-регулятор напряжения, что избавляет от необходимости покупать дополнительные стабилизаторы или преобразователи.

Однако автолюбители знают, что на низких холостых оборотах, примерно 500-1000 Об/мин мощность такого генератора мала, и он не обеспечивает должного тока для заряда аккумулятора. Это приводит к необходимости подключения к ветроколесу через редуктор или ременную передачу.

Отрегулировать количество оборотов при нормальной для ваших широт скорости ветра можно с помощью подбора передаточного числа либо с помощью правильно спроектированного ветроколеса.

Полезные советы

Пожалуй, самая удобная для повторения конструкция мачты для ветряка – изображена на картинке. Такая мачта растягивается на тросах, закрепленных на держателях в земле, что обеспечивает устойчивость.

Важно: Высота мачты должна быть как можно большей примерно 10 метров. На большей высоте ветер сильнее, потому что для него нет препятствий в виде наземных сооружений, холмов и деревьев. Ни в коем случае не устанавливайте ветрогенератор на крыше своего дома. Резонансные колебания крепежных конструкций могут вызвать разрушение его стен.

Позаботьтесь о надёжности несущей мачты, ведь конструкция ветряка на базе такого генератора значительно утяжеляется и представляет собой уже довольно серьезное решение, которое может осуществлять автономное электроснабжение дачи с минимальным набором электрических приборов. Устройства, которые работают от 220 Вольт можно запитать от инвертора 12-220 В. Самый распространённый вариант такого инвертора – блок бесперебойного питания для ПК.

Лучше использовать генераторы от дизельных, в т.ч. грузовых автомобилей, ведь они рассчитаны для работы на низких оборотах. В среднем дизельный двигатель крупного грузовика работает в диапазоне оборотов от 300 до 3500 об/мин.

Современные генераторы выдают 12 или 24 Вольт, а ток в 100 Ампер – уже давно стал нормальным. Проведя несложные вычисления можно определить, что такой генератор максимально выдаст вам до 1 кВт мощности, а генератор от жигулей (12 В 40-60 А) 350-500 Вт, что уже довольно приличная цифра.

Каким должно быть ветроколесо для самодельной ВЭУ?

Я упомянул в тексте о том, что ветроколесо должно быть большим и с большим количеством лопастей, на самом деле это не так. Это утверждение было справедливо для тех микро-генераторов, которые не претендуют на звание серьезных электрических машин, а скорее экземпляры для ознакомления и досуга.

На самом деле проектирование, расчёт и создание ветроколеса – это очень сложная задача. Энергия ветра будет использоваться рациональнее, если оно выполнено очень точно и идеально выведен «авиационный» профиль, при этом он должен быть установлен с минимальным углом к плоскости вращения колеса.

Реальная мощность ветроколес с одинаковым диаметром и разным количеством лопастей – одинаково, разница лишь в скорости их вращения. Чем меньше крыльев – тем больше оборотов в минуту, при том же ветре и диаметре. Если вы собираетесь добиться максимальных оборотов вы должны максимально точно смонтировать крылья с минимальным углом к плоскости их вращения.

Ознакомьтесь с таблицей из книги 1956 года «Самодельная ветроэлектростанция» изд. ДОСААФ Москва. На ней показана связь диаметра колеса, мощности и оборотов.

Источник: http://electrik.info/main/master/1336-kak-sdelat-vetrogenerator-svoimi-rukami.html

Как сделать своими руками ветрогенератор на 220В

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 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.

Источник: http://elektro.guru/elektrooborudovanie/avtonomnoe-elektrichestvo/kak-svoimi-rukami-sdelat-vetrogenerator-na-220v.html

Ветрогенераторы самоделки

Домашнему мастеру важна идея, основной принцип механизма или устройства. Детали он додумает сам, исходя из своего понимания эффективности конструкции, наличия необходимых материалов и узлов.

Ветрогенераторы для частного дома, при всех своих достоинствах, в условиях России пока экзотическая и дорогая техника. Цена устройства заводского исполнения мощностью 750 ватт начинается от 50 тыс. руб., за покупку ветрогенератора на 1500 ватт с вас возьмут более 100 тыс. руб. Мастера, изготовившие своими руками не один домашний механизм, не могли пройти мимо возможности сконструировать самодельный ветрогенератор. Их опыт, знания и советы использованы в описании, предлагаемого для самостоятельного исполнения ветряка.

Главное отличие ветрогенератора от других систем генерации в том, что он постоянно вырабатывает энергию при движении воздуха со скоростью начиная от 2 м/с. Континентальные климатические условия России, обуславливают стабильное наличие такого ветра практически на всей территории.

Ещё по теме  Солнечный коллектор из банок

Ветрогенераторы, в большей или меньшей степени, обеспечивают независимость от сетей электроснабжения. Эту независимость даёт блок аккумуляторов. Самодельные ветрогенераторы несложны в изготовлении своими руками, имеют небольшие размеры и удобны для установки.

Выбор конструкции. Основные узлы и механизмы

Руками мастеров сделано много механизмов, использующих энергию ветра. Самодельные ветрогенераторы делятся на группы. Это горизонтальные и вертикальные ветрогенераторы. Отличаются устройства направлением оси ветряного колеса. У вертикальных колёс лопасти половину оборота колеса работают против потока ветра.

Горизонтальные ветрогенераторы, теряют обороты вращения из-за смены направления ветра. Как правило, домашние мастера берут за основу ветроколесо с горизонтальной осью вращения. Важно учесть, что во всей истории технических решений человека, трудно обнаружить применение ветряков с вертикальной осью, а горизонтальные ветряные мельницы машут своими крыльями веками.

Общая схема ветрогенератора

  1. лопасти ветряного колеса;
  2. генерирующее устройство;
  3. станина вала генератора;
  4. боковая лопатка защиты от сильного ветра;
  5. токосъёмник;
  6. рама крепления узлов;
  7. Поворотный узел;
  8. хвостовик;
  9. мачта;
  10. хомуты для растяжек.

Источник: http://mirenergii.ru/energiyavetra/vetrogeneratory-samodelki.html

Как смастерить ветрогенератор своими руками: обзор технологии сборки 2-х различных конструкций

Электроэнергия неуклонно дорожает. Чтобы чувствовать себя комфортно за городом в жаркую летнюю погоду и морозным зимним днем, необходимо или основательно потратиться, или заняться поиском альтернативных источников энергии. Россия – огромная по площади страна, имеющая большие равнинные территории. Хотя в большинстве регионов у нас преобладают медленные ветры, малообжитая местность обдувается мощными и буйными воздушными потоками. Поэтому присутствие ветрогенератора в хозяйстве владельца загородной недвижимости чаще всего оправдано. Подходящую модель выбирают, исходя из местности применения и фактических целей использования.

Ветряк #1 — конструкция роторного типа

Можно сделать своими руками несложный ветряк роторного типа. Конечно, снабдить электроэнергией большой коттедж ему вряд ли будет под силу, зато обеспечить электричеством скромный садовый домик вполне под силу. С его помощью можно снабдить светом в вечернее время суток хозяйственные постройки, осветить садовые дорожки и придомовую территорию.

Так или почти так выглядит роторный ветрогенератор, сделанный своими руками. Как видите, в конструкции этого оборудования нет ничего сверхсложного

Подготовка деталей и расходников

Чтобы собрать ветрогенератор, мощность которого не будет превышать 1,5 КВт, нам понадобятся:

  • генератор от автомобиля 12 V;
  • кислотный или гелиевый аккумулятор 12 V;
  • преобразователь 12V – 220V на 700 W – 1500 W;
  • большая ёмкость из алюминия или нержавеющей стали: ведро или объёмистая кастрюля;
  • автомобильное реле зарядки аккумулятора и контрольной лампы заряда;
  • полугерметичный выключатель типа «кнопка» на 12 V;
  • вольтметр от любого ненужного измерительного устройства, можно автомобильный;
  • болты с шайбами и гайками;
  • провода сечением 2,5 мм 2 и 4 мм 2 ;
  • два хомута, которыми генератор будет крепиться к мачте.

Для выполнения работы нам будут нужны ножницы по металлу или болгарка, рулетка, маркер или строительный карандаш, отвертка, ключи, дрель, сверло, кусачки.

Ход конструкторских работ

Мы собираемся изготовить ротор и переделать шкив генератора. Для начала работы нам понадобится металлическая ёмкость цилиндрической формы. Чаще всего для этих целей приспосабливают кастрюлю или ведро. Возьмем рулетку и маркер или строительный карандаш и поделим ёмкость на четыре равные части. Если будем резать металл ножницами, то, чтобы их вставить, нужно сначала сделать отверстия. Можно воспользоваться и болгаркой, если ведро не выполнено из крашеной жести или оцинкованной стали. В этих случаях металл неминуемо перегреется. Вырезаем лопасти, не прорезая их до конца.

Чтобы не ошибиться с размерами лопастей, которые мы прорезаем в ёмкости, необходимо сделать тщательные замеры и тщательно всё пересчитать

В днище и в шкиве размечаем и высверливаем отверстия для болтов. На этой стадии важно не торопиться и расположить отверстия с соблюдением симметрии, чтобы при вращении избежать дисбаланса. Лопасти следует отогнуть, но не слишком сильно. При выполнении этой части работы учитываем направление вращения генератора. Обычно он крутится по движению часовой стрелке. В зависимости от угла изгиба увеличивается и площадь воздействия потоков ветра, а, значит, и скорость вращения.

Это ещё один из вариантов лопастей. В данном случае каждая деталь существует отдельно, а не в составе ёмкости, из которой вырезалась

Раз каждая из лопастей ветряка существует отдельно, прикручивать нужно каждую. Преимущество такой конструкции в её повышенной ремонтопригодности

Ведро с готовыми лопастями следует закрепить на шкиве, используя болты. На мачту при помощи хомутов устанавливаем генератор, затем подсоединяем провода и собираем цепь. Схему, цвета проводов и маркировку контактов лучше заранее переписать. Провода тоже нужно зафиксировать на мачте.

Чтобы подсоединить аккумулятор, используем провода 4 мм 2 , длина которых не должна быть более 1-го метра. Нагрузку (электроприборы и освещение) подключаем с помощью проводов сечением 2,5 мм 2 . Не забываем поставить преобразователь (инвертер). Его включают в сеть к контактам 7,8 проводом 4 мм 2 .

Конструкция ветряной установки состоит из резистора (1), обмотки стартера генератора (2), ротора генератора (3), регулятора напряжения (4), реле обратного тока (5), амперметра (6), аккумулятора (7), предохранителя (8), выключателя (9)

Достоинства и недостатки такой модели

Если всё сделано правильно, работать этот ветрогенератор будет, не создавая вам проблем. При аккумуляторе 75А и с преобразователем 1000 W он может питать уличное освещение, охранную сигнализацию, приборы видеонаблюдения и т.д.

Схема работы установки наглядно демонстрирует то, как именно энергия ветра преобразуется в электричество и то, как она используется по назначению

Достоинства такой модели очевидны: это весьма экономичное изделие, хорошо поддаётся ремонту, не требует особых условий для своего функционирования, работает надежно и не нарушает ваш акустический комфорт. К недостаткам можно отнести невысокую производительность и значительную зависимость от сильных порывов ветра: лопасти могут быть сорваны воздушными потоками.

Ветряк #2 — аксиальная конструкция на магнитах

Аксиальные ветряки с безжелезными статорами на неодимовых магнитах в России до последнего времени не делали по причине недоступности последних. Но теперь они есть и в нашей стране, причем стоят они дешевле, чем изначально. Поэтому и наши умельцы стали изготавливать ветрогенераторы этого типа.

Со временем, когда возможности роторного ветрогенератора уже не будут обеспечивать все потребности хозяйства, можно сделать аксиальную модель на неодимовых магнитах

Что необходимо подготовить?

За основу аксиального генератора нужно взять ступицу от автомобиля с тормозными дисками. Если эта деталь была в эксплуатации, её необходимо разобрать, подшипники поверить и смазать, ржавчину счистить. Готовый генератор будет покрашен.

Чтобы качественно отчистить ступицу от ржавчины, воспользуйтесь металлической щеткой, которую можно насадить на электродрель. Ступица снова будет выглядеть отлично

Распределение и закрепление магнитов

Нам предстоит наклеивать магниты на диски ротора. В данном случае используются 20 магнитов размером 25х8мм. Если вы решите сделать другое количество полюсов, то используйте правило: в однофазном генераторе должно быть сколько полюсов, столько и магнитов, а в трехфазном необходимо соблюдать соотношение 4/3 или 2/3 полюса к катушкам. Размещать магниты следует, чередуя полюса. Чтобы их расположение было правильным, используйте шаблон с секторами, нанесенными на бумаге или на самом диске.

Если есть такая возможность, магниты лучше использовать прямоугольные, а не круглые, потому что у круглых магнитное поле сосредоточено в центре, а у прямоугольных – по их длине. Противостоящие магниты должны иметь разные полюса. Чтобы ничего не перепутать, маркером нанесите на их поверхность «+» или «-». Для определения полюса возьмите один магнит и подносите к нему другие. На притягивающихся поверхностях ставьте плюс, а на отталкивающихся – минус. На дисках полюса должны чередоваться.

Магниты правильно размещены. Перед их фиксацией эпоксидной смолой, необходимо сделать бортики из пластилина, чтобы клейкая масса могла застыть, а не стекла на стол или пол

Для закрепления магнитов нужно использовать сильный клей, после чего прочность склейки дополнительно усиливают эпоксидной смолой. Ею заливают магниты. Чтобы предотвратить растекание смолы можно сделать бордюры из пластилина или просто обмотать диск скотчем.

Трехфазные и однофазные генераторы

Однофазный статор хуже трехфазного, потому что при нагрузке он даёт вибрацию. Это происходит из-за разницы в амплитуде тока, которая возникает по причине непостоянной отдачи его за момент времени. Трехфазная модель этим недостатком не страдает. Мощность в ней всегда постоянна, потому что фазы друг друга компенсируют: если в одной ток падает, а в другой он нарастает.

В споре однофазного и трехфазного вариантов последний выходит победителем, потому что дополнительная вибрация не продлевает срок службы оборудования и раздражает слух

В результате отдача трехфазной модели на 50% превышает тот же показатель однофазной. Другим плюсом отсутствия ненужной вибрации является акустический комфорт при работе под нагрузкой: генератор не гудит во время его эксплуатации. Кроме того, вибрация всегда выводит ветрогенератор из строя до истечения срока его эксплуатации.

Процесс наматывания катушек

Любой специалист вам скажет, что перед наматыванием катушек нужно произвести тщательный расчет. А любой практик все сделает интуитивно. Наш генератор не будет слишком быстроходным. Нам нужно, чтобы процесс зарядки 12-вольтового аккумулятора начался при 100-150 оборотах в минуту. При таких исходных данных общее число витков во всех катушках должно составлять 1000-1200шт. Осталось разделить эту цифру на количество катушек и узнать, сколько витков будет в каждой.

Чтобы сделать ветрогенератор на низких оборотах мощнее, нужно увеличить число полюсов. При этом в катушках возрастет частота колебания тока. Для намотки катушек лучше использовать толстый провод. Это уменьшит сопротивление, а, значит, сила тока возрастет. Следует учесть, что при большом напряжении ток может оказаться «съеденным» сопротивлением обмотки. Простой самодельный станочек поможет быстро и аккуратно намотать качественные катушки.

Статор размечен, катушки уложены на свои места. Для их фиксации используется эпоксидная смола, стеканию которой снова противостоят пластилиновые бортики

Из-за числа и толщины магнитов, расположенных на дисках, генераторы могут значительно различаться по своим рабочим параметрам. Чтобы узнать, какую мощность ждать в результате, можно намотать одну катушку и прокрутить её в генераторе. Для определения будущей мощности, следует измерить напряжение на определенных оборотах без нагрузки.

Например, при 200 оборотах в минуту получается 30 вольт при сопротивлении 3 Ом. Отнимаем от 30 вольт напряжение аккумулятора в 12 вольт, а получившиеся 18 вольт делим на 3 Ом. Результат – 6 ампер. Это тот объём, который отправится на аккумулятор. Хотя практически, конечно, выходит меньше из-за потерь на диодном мосту и в проводах.

Чаще всего катушки делают круглыми, но лучше их чуть вытянуть. При этом меди в секторе получается больше, а витки катушек оказываются прямее. Диаметр внутреннего отверстия катушки должен соответствовать размеру магнита или быть немногим больше его.

Проводятся предварительные испытания получившегося оборудования, которые подтверждают его отличную работоспособность. Со временем и эту модель можно будет усовершенствовать

Делая статор, учтите, что его толщина должна соответствовать толще магнитов. Если число витков в катушках увеличить и сделать статор толще, междисковое пространство увеличится, а магнитопоток уменьшится. В результате может образоваться то же напряжение, но меньший ток из-за возросшего сопротивления катушек.

В качестве формы для статора используют фанеру, но можно на бумаге разметить сектора для катушек, а бордюры сделать из пластилина. Прочность изделия увеличит стеклоткань, помещенная на дно формы и поверх катушек. Эпоксидная смола не должна прилипать к форме. Для этого её смазывают воском или вазелином. Для тех же целей можно использовать пленку или скотч. Катушки закрепляют между собой неподвижно, концы фаз выводят наружу. Потом все шесть проводов соединяют треугольником или звездой.

Генератор в сборе тестируют, используя вращение рукой. Получившееся напряжение составляет 40 вольт, сила тока при этом составляет примерно 10 Ампер.

Заключительный этап — мачта и винт

Фактическая высота готовой мачты составила 6 метров, но лучше было бы сделать её 10-12 метров. Основание для неё нуждается в бетонировании. Необходимо сделать такое крепление, чтобы трубу можно было поднимать и опускать при помощи ручной лебедки. На верхнюю часть трубы крепится винт.

Труба ПВХ – надежный и достаточно легкий материал, используя который можно сделать винт ветряка с заранее предусмотренным изгибом

Для изготовления винта нужна ПВХ труба, диаметр которой составляет 160 мм. Из неё предстоит вырезать шестилопастной двухметровый винт. С формой лопастей имеет смысл поэкспериментировать, чтобы усилить крутящий момент на низких оборотах. От сильного ветра винт нужно уводить. Эта функция выполняется с помощью складывающегося хвоста. Выработанная энергия копится в аккумуляторах.

Мачта должна подниматься и опускаться с помощью ручной лебедки. Дополнительную устойчивость конструкции можно придать, используя натяжные тросы

Вашему вниманию предоставлены два варианта ветрогенераторов, которые чаще всего используются дачниками и владельцами загородной недвижимости. Каждый из них по-своему эффективен. Особенно результат применения такого оборудования проявляется в местности с сильными ветрами. В любом случае, такой помощник в хозяйстве не помешает никогда.

Источник: http://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/vetrogenerator-svoimi-rukami.html

Как сделать ветрогенератор своими руками

В последние годы тема зеленой энергетики стала чрезвычайно популярной. Некоторые даже предрекают, что такая энергетика уже в ближайшее время полностью вытеснит угольные, газовые, атомные электростанции. Одним из направлений зеленой энергетики является ветроэнергетика. Генераторы, преобразующие энергию ветра в электричество, бывают не только промышленными, в составе ветроэлектростанций, но и небольшими, обслуживающими частное хозяйство.

Ветрогенератор можно даже изготовить собственными руками — этому и посвящен данный материал.

Что такое генератор

В широком смысле генератором называют устройство, производящее какие-либо продукты или преобразующее один вид энергии в другой. Это может быть, к примеру, парогенератор (производит пар), генератор кислорода, квантовый генератор (источник электромагнитного излучения). Но в рамках данной темы нас интересуют электрогенераторы. Под этим названием подразумеваются устройства, преобразующие различные виды неэлектрической энергии в электроэнергию.

Виды генераторов

Электрогенеаторы классифицируются как:

  • электромеханические — они преобразуют механическую работу в электроэнергию;
  • термоэлетрические — преобразуют тепловую энергию в электричество;
  • фотоэлектрические (фотоэлементы, солнечные батареи) — преобразуют свет в электричество;
  • магнитогидродинамические (МГД-генераторы) — электроэнергия вырабатывается из энергии плазмы, движущейся через магнитное поле;
  • химические — преобразуют энергию химических реакций в электроэнергию.

Кроме того, электромеханические генераторы классифицируют по типу двигателя. Выделяют следующие их виды:

  • турбогенераторы приводятся в движение паровой турбиной;
  • гидрогенераторы в качестве двигателя используют гидравлическую турбину;
  • дизель-генераторы или бензиновые генераторы делают на основе дизельных или бензиновых двигателей;
  • ветрогенераторы преобразуют энергию воздушных масс в электроэнергию при помощи ветротурбины.

Ветрогенераторы

Подробнее остановимся на ветрогенераторах (их еще называют ветроустановками). Простейший маломощный ветрогенератор обычно состоит из мачты, как правило, укрепляемой растяжками, на которую устанавливается ветротурбина.

Эта ветротурбина раскручивается винтом, приводящим в движение ротор электрогенератора. В состав устройства, кроме электрогенератора, также входят аккумулятор с контроллером заряда и инвертор, подключенный к электросети.

Схема работы этого устройства довольно проста: под действием ветра вращается винт, раскручивая ротор, электрогенератор вырабатывает переменный электроток, который преобразуется контроллером заряда в постоянный ток. Этим током заряжается аккумулятор. Постоянный ток, поступающий с аккумулятора, преобразуется инвертором в переменный ток, параметры которого соответствуют параметрам электросети.

Промышленные устройства монтируются на башнях. Они дополнительно оборудуются поворотным механизмом, анемометром (прибор для измерения скорости и направления ветра), устройством изменения угла поворота лопастей, системой торможения, силовым шкафом с управляющими цепями, системами пожаротушения и защиты от молний, системой передачи данных о работе установки и т. д.

Типы ветрогенераторов

По расположению оси вращения относительно земной поверхности ветроустановки делят на вертикальные и горизонтальные. Простейшей вертикальной моделью является установка с ротором Савониуса.

В ней две или более лопастей, которые представляют собой полые полуцилиндры (цилиндры, разрезанные пополам по вертикали). Ротор Савониуса Существуют различные варианты компоновки и конструкции этих лопастей: симметрично закрепленные, заходящие краями друг за друга, с аэродинамическим профилем.

Преимуществом ротора Савониуса является простота и надежность конструкции, кроме того, его работа не зависит от направления ветра, недостатком — низкий КПД (не более 15%).

Другой вертикальной конструкцией является ротор Дарье. Его лопасти представляют собой крылья с аэродинамическим профилем. Они могут быть дугообразными, Н-образными, спиралевидными. Лопастей может быть две и более. Ротор Дарье Преимуществами такого ветрогенератора являются:

  • его высокий КПД,
  • пониженный шум при работе,
  • сравнительно простая конструкция.

Из недостатков отмечаются:

  • большая нагрузка на мачту (из-за эффекта Магнуса);
  • отсутствие математической модели работы этого ротора, что затрудняет его совершенствование;
  • быстрый износ из-за центробежных нагрузок.

Еще одним видом вертикальных установок является геликоидный ротор. Он оснащен лопастями, которые закручены вдоль несущей оси. Геликоидный ротор Это обеспечивает долговечность конструкции и высокий КПД. Недостатком является высокая стоимость из-за сложности изготовления.

Многолопастный тип ветряка представляет собой конструкцию с двумя рядами вертикальных лопастей — внешним и внутренним. Эта конструкция дает наибольший КПД, однако отличается высокой стоимостью.

Горизонтальные модели отличаются:

  • количеством лопастей (однолопастные и с большим количеством);
  • материалом, из которого изготовлены лопасти (жесткие или гибкие парусные);
  • изменяемым или фиксированным шагом лопастей.

Конструктивно они все схожи. В целом ветрогенераторы такого типа отличаются высоким КПД, но они нуждаются в постоянной подстройке под направление ветра, что решается использованием в конструкции хвоста-флюгера или автоматическим позиционированием установки с помощью поворотного механизма по показаниям датчика.

Ветрогенератор своими руками

Выбор моделей ветрогенераторов на рынке широчайший, доступны устройства самых разных конструкций и различной мощности. Но простую установку можно сделать самостоятельно.

Поиск подходящих материалов

В качестве генератора рекомендуется взять трехфазный на постоянных магнитах, например, тракторный. Но можно изготовить его из электромотора, о чем будет подробнее сказано ниже. Важен вопрос подбора лопастей. Если ветряк вертикального типа, обычно используют вариации ротора Савониуса. Тракторный генератор Для изготовления лопастей вполне подойдет емкость цилиндрической формы, например, старая выварка. Но, как говорилось выше, ветрогенераторы такого типа обладают низким КПД, а изготовить лопасти более сложной формы для вертикального ветряка вряд ли получится. В самоделках обычно используют четыре полуцилиндрические лопасти.

Что касается ветроустановок горизонтального типа, то для маломощной установки оптимальной является однолопастная конструкция, однако при всей ее кажущейся простоте крайне трудно будет изготовить сбалансированную лопасть кустарным образом, а без этого ветряк будет часто выходить из строя.

  • В горизонтальных ветряках можно применять лопасти двух типов: парусные и крыльчатые. Парусные весьма просты, это всего лишь широкие полосы, внешне напоминающие лопасти ветряных мельниц. Минусом таких элементов является очень низкий КПД. В этом отношении гораздо перспективнее крыльчатые лопасти. В домашних условиях их обычно изготавливают из 160 мм ПВХ труб по лекалу.

Можно использовать и алюминий, но это обойдется значительно дороже. К тому же изделие из ПВХ трубы изначально имеет изгиб, который придает ей дополнительные аэродинамические свойства. Лопасти из ПВХ трубы Длина лопастей подбирается по следующему принципу: чем мощнее выходная мощность ветряка, тем они длиннее; чем их больше, тем они короче. К примеру, для трехлопастного ветряка на 10 Вт оптимальной является длина 1,6 метра, для четырехлопастного — 1,4 м.

Если мощность составляет 20 Вт, то показатель поменяется на 2,3 м для трехлопастного и 2 м для четырехлопастного.

Основные этапы изготовления

Ниже приведен пример самостоятельного изготовления горизонтальной трехлопастной установки с переделкой в генератор асинхронного двигателя от стиральной машины.

Переделка двигателя

Одним из ключевых моментов создания ветрогенератора собственными руками является переделка электродвигателя в электрогенератор. Для переделки используется электродвигатель от старой стиральной машины еще советского производства.

  1. С двигателя снимается ротор и протачивается на нем широкая канавка.
  2. По всей длине канавки наклеиваются неодимовые магниты прямоугольной формы (размеры 19х10х1 мм) парами, по одному магниту с каждого края канавки друг напротив друга, не учитывая их полярность. Зафиксировать наклеенные магниты можно эпоксидной смолой.
  3. Электродвигатель собирается.
  4. Для сбора устройства, преобразовывающего переменный ток в постоянный, используются зарядные устройства для мобильных телефонов на 5 В и 1 А (нельзя использовать устройство на микросхеме, только транзисторное).
  5. Блок питания разбирается.
  6. Выпаивается USB и вилка.
  7. Платы трех подготовленных блоков питания соединяют последовательно и собирают в виде единой сборки.
  8. Вход собранной сборки на 220 В подключают к генератору, выход — к контроллеру зарядки аккумулятора.

Видео: как переделать двигатель для ветрогенератора Для увеличения силы тока можно использовать несколько сборок, соединенных параллельно.

Создание корпуса и лопастей

Следующим этапом изготовления ветряка является сборка основы, на которую монтируются элементы ветрогенератора.

  1. Основа сваривается из стальных труб в виде конструкции, одна оконцовка которой раздвоенная, укрепленная поперечными элементами, другая — одинарная под крепление хвоста устройства.
  2. На раздвоенной оконцовке высверливаются 4 отверстия под крепление электрогенератора.
  3. Монтируется поворотная часть на основе подшипника.
  4. К подшипнику крепится фланец с монтажными отверстиями.
  5. Изготавливается хвост из металлического листа.
  6. Конструкция зачищается и окрашивается.
  7. Окрашивается хвост.
  8. Из тонкого металлического листа изготавливается и окрашивается защитный кожух-обтекатель.
  9. После обсыхания окрашенных элементов на основу устанавливается электрогенератор, крепится кожух и хвост.
  10. Лопасти крепятся на крыльчатку от системы охлаждения тракторного двигателя.
  11. К лопастям привариваются распорки (в данном случае лопасти металлические).

Видео: как сделать ветрогенератор

Как видим, собрать ветроустановку собственными руками не так уж и просто. Это требует определенных навыков и знаний в области электротехники и электроники. Но для людей, обладающих такими знаниями, данная задача вполне по силам. К тому же самодельный ветряк обойдется значительно дешевле покупной конструкции.

Источник: http://agronomu.com/bok/6396-kak-sdelat-vetrogenerator-svoimi-rukami.html

Radiofishka

Мой самодельный ветрогенератор

Как я изготовил, установил и использую самодельный ветрогенератор

В окружающем нас мире есть много процессов и веществ, которые может использовать человек для получения электроэнергии: солнечный свет (батареи солнечных элементов), энергия ветра (ветрогенераторы), движение воды в реках (гидроэлектростанции). Ниже представлено свободное изложение англоязычной страницы Майка Дэвиса (Mike Davis) об опыте работы над самодельным ветрогенератором.

Сделать своими руками ветрогенератор нетрудно. Вы тоже можете его изготовить.

Несколько лет назад я купил недвижимость (участок земли) в пустынной Аризоне. Я астроном и мне нужно было место, чтобы я мог заниматься своим хобби вдали от городского неба, где наблюдением мешает световое загрязнение города. Проблема была в том, что это место очень далеко от цивилизации, там нет электрических услуг. С определенной точки зрения это хорошо, нет электричества – нет светового загрязнения. Тем не менее, было бы неплохо иметь хотя бы небольшое количество электроэнергии, ведь очень многое в жизни человека в 21 веке зависит от нее.

Одну вещь я заметил сразу – в этой местности большую часть времени дует ветер. Это помогло мне сосредоточиться на положительных сторонах. Почти с самого момента как я его купил, у меня была мысль о том, что энергетической независимости можно достичь путем установки ветрогенератора, затем можно будет добавить немного солнечных панелей и газификатор биомассы.

Это история о том, как я сделал своими руками ветрогенератор. Не из дорогой, приобретенной в магазине турбины, а из самодельной, которая почти ничего не стоила. Если у вас есть навыки изготовления и некоторый опыт работы с электроникой, вы можете сделать это.

Я искал информацию о самодельных ветрогенераторах и понял, что, несмотря удивительное разнообразие конструкций и сложность, все они имеют пять общих вещей:

  • генератор
  • лопасти пропеллера
  • монтажную конструкцию, которая держит ветровую турбину
  • башню, чтобы держать все это на ветру
  • батареи и электронную систему управления.

Реализация проекта самодельного ветрогенератора

Проект изготовления ветрогенератора своими руками не казался мне слишком тяжелым. Я решил начать с генератора тока. Мои интернет-исследования показали, что многие люди делали свои собственные генераторы. Это показалось слишком сложным для первой попытки. Другие используют двигатели постоянного тока в качестве генераторов в своих проектах. Это было похоже на простой путь. Поэтому я начал искать, какие двигатели были бы лучше для работы ветрогенератора.

Многие люди использовать старый компьютер с накопителем на магнитной ленте (когда в компьютерах были большие катушечные магнитофоны, а в них использовались медленно вращающиеся двигатели). Пожалуй, лучшую пару моделей таких двигателей сделала компания Ametek. К сожалению, их почти невозможно найти в наши дни.

Есть, вероятно, много других марок и моделей доступных двигателей постоянного тока, которые будут работать как генераторы.

То, что нужно – это двигатель для самодельного ветрогенератора, который рассчитан на высокое напряжение постоянного тока, низкие обороты и большие токи. Нужно избегать низкого напряжения и / или высоких оборотов в минуту.

Нужен двигатель, который будет давать более 12 вольт на достаточно низких оборотах, и полезный уровень тока. Таким образом, двигатель, рассчитанный на 325 оборотов в минуту (на 30 вольт) при использовании в качестве генератора, может дать 12 вольт на разумных низких оборотах.
С другой стороны, двигатель мощностью 7200 оборотов в минуту на 24 вольта, вероятно, не будет производить 12 вольт в качестве генератора (много тысяч оборотов в минуту – это слишком быстро для ветровых турбин). Нужно было искать в магазине для двигателей.

Ещё по теме  Ветрогенератор из мотор колеса

Мне удалось купить хороший 30-вольтовый двигатель Ametek всего за $ 26.

Двигатель был в хорошем состоянии и работал хорошо. Даже просто быстрый поворот вала двигателя моими пальцами зажигал лампочку 12 вольт достаточно ярко (я легко получил от него пару сотен ватт). Я знал, что если я смогу сделать приличный набор лопастей, он будет производить большое количество энергии.

Итак лопасти и концентратор для их подключения были моей следующей делом. Многие сделали лопасти своими руками, вырезая их из дерева. Для меня это был возмутительно большой объем работы.

Я обнаружил, что другие люди делали лопасти путем разрезания ПХВ трубы и формирование их в профилях. Это выглядело гораздо более перспективным.

Я использовал их рецепт, но сделал несколько иначе. Я использовал черные ABS трубы, 6-дюймовые трубы вместо 4 дюймов и 24 дюйма в длину вместо 19,6.

Я взял 24-дюймовый длинный кусок трубы и разрезал его вдоль на четыре части. Тогда я вырезал одну лопасть, и использовал ее как шаблон для вырезания других. Это дало мне 4 лопасти (3 плюс одна запасная).

При этом я их немного дополнительно сгладил и сформировал с помощью моего шлифовального станка (шлифовал на разрезе краев, чтобы сделать их профиль лучшим). По моему мнению, лопасти выглядят очень хорошо.

Теперь мне нужно центрировать лопасти и прикрепить их к двигателю. В моей мастерской я нашел зубчатый шкив, который помещался на валу двигателя, но был слишком мал в диаметре, чтобы закрепить его на лопасти. Я также обнаружил среди металлолома алюминиевые диски 5 дюймов в диаметре, теперь я мог крепить лопасти, но как приложить их к валу двигателя? Самое простое решение, конечно, было соединить эти две части вместе, чтобы сделать хаб.

Далее было много сверления, нарезания резьбы и болты, в сумме получился хаб.

Здесь он собран и с лопастями (после сверления отверстия в них, конечно).

Вот еще один вид на центр с лопастями.

Во время поездки в магазин я нашел эту куполообразную крышку вентиляционного отверстия.

Я сразу подумал о добавлении обтекателя к хабу. Ничего себе, это действительно выглядит профессионально сделанным устройством. Я никогда не смог бы убедить всех, что я сделал это своими руками из мусора в моей мастерской и сантехнических деталей.

Далее мне нужно было монтировать турбину. Желая сделать просто, я решил закрепить двигатель на кусок дерева 2 х 4. Правильная длина древесины вычислена была очень научным методом выбора наиболее перспективных кусков 2 х 4 из моей кучи металлолома.

Я также вырезать кусок из 4 дюймового диаметра трубы ПВХ для крепления двигателя и чтобы защитить его от непогоды. Как хвостовую часть, чтобы мой ветрогенератор возвращался при изменении направления ветра, я просто использовал кусок тяжелого алюминиевого листа. Я боялся, что хвост будет недостаточно большим, но это, кажется, работает очень хорошо. Турбина направлялась прямо на ветер каждый раз, когда тот менял направление. Для тех из вас, кто всегда требует от меня представить планы, чертежи, схемы и т. д. для моих проектов, я добавил несколько размеров изображения. Хотя я сомневаюсь, что любое из этих измерений является критическим.

Вот еще одна фотография изготовленной конструкции.

Далее я должен был начать думать о башне ветрогенератора и каком-то подшипнике, который позволил бы голове свободно поворачиваться по ветру.

Наконец, я пришел к решению, которое, кажется, работает хорошо. После мозгового штурма я заметил, что железная труба диаметром 1 дюйм хорошо прилегает и скользит в стальном кабелепроводм диаметром 1,25 дюйма. Я мог бы использовать длинный кусок 1,25-дюймового трубопровода как башню ветрогенератора и трубопроводную арматуру для подключения конструкции с двигателем.

К головному устройству я прикрепил фланец железа в 1 дюйм длиной 7,5 дюйма (показано на фотографии). Провода от генератора будут проходить через отверстие в 2х4 по центру трубы / короба и выходить на основание башни ветрогенератора.

База башни самодельного ветрогенератора. Изготовление базы башни я начал с разрезания диска из фанеры диаметром 2 фута. Я сделал U-образную конструкцию с однодюймовый трубопроводной арматуры. В середине этой конструкции поместил тройник диаметром 1,25 дюйма. В тройник входит однодюймовый труба, это позволяет мне поднимать и опускать башню.

Я также позже сделал отверстия в деревянном диске, чтобы можно было использовать стальные вставки для фиксации башни на земле.

Эта фотография показывает верхушку конструкции самодельного ветрогенератора и базу вместе. Эти две части должен соединять 10-метровый кусок стального трубопровода. Так как я делал эту вещь во Флориде, но собирался использовать ее в Аризоне, я решил повременить с покупкой 10-метровой части трубопровода, пока я не доберусь до Аризоны. Это означало, что ветровая турбина никогда не будет полностью собрана и не получит должного испытания, пока я не буду готов попробовать все в поле. Это было немного страшно, потому что я не знал, будет ли эта вещь действительно работать.

Далее, я покрасил все деревянные части несколькими слоями, потому что хотел защитить дерево от непогоды. Эта фотография показывает также противовес, который я добавил в левой части 2х4 под хвост, чтобы сбалансировать голову.

Эта фотография показывает готовую голову ветрогенератора с лопастями.

В один ветреный день я попытался подержать ее высоко в воздухе над моей головой, просто чтобы посмотреть, будут ли лопасти раскручиваться так, как я надеялся. В течение нескольких секунд они раскрутились до по-настоящему страшного хода (без нагрузки на генератор), и я едва удерживал свою конструкцию, не зная, как положить ее вниз, не порезав себя на куски. К счастью, я в конце концов смог вывести ее из ветра и замедлить вращение до нелетальной скорости. Я не сделаю эту ошибку снова.

Для продолжения щелкните на кнопке с цифрой 2

Электроника самодельного ветрогенератора

Теперь, когда у меня были все механические части ветрогенератора, пришло время вернуться к электронной части проекта. Система состоит из ветровой турбины, которая преобразует энергию ветра в электрическую, одной или нескольких батарей для хранения энергии, производимой турбиной, блокирующего диода для предотвращения питания от батареи, когда вращается двигатель / генератор, вторичной нагрузки, которая сбрасывает энергию от турбины, когда батареи полностью заряженные, и контроллера заряда для запуска всего.

Есть много контроллеров для солнечных и ветряных электростанций, но я решил попробовать изготовить свой собственный.

Я нашел много информации, в том числе достаточно хорошие схемы, и это сделало проектирование моего собственного блока довольно легким делом.

Я занимался электроникой с раннего возраста, у меня есть большой запас электронных компонентов, так что мне пришлось купить очень мало, чтобы изготовить контроллер. Я заменил различные компоненты для некоторых частей и несколько переработал схему, чтобы я мог использовать то, что у меня уже было на руках. Таким образом, единственной частью, которую я должен был купить, было реле.

Итак для самодельного ветрогенератора нужен контроллер. Общий принцип действия контроллера заключается в том, что он контролирует напряжение батареи в системе, отслеживает, передается мощность от турбины в батарее, чтобы перезарядить их, или отводит мощность от турбины во вторичное нагрузки, если батареи имеют полный заряд (для предотвращения чрезмерного заряда и уничтожению батарей).

Это изображение контроллера, который я сделал. Я просто скрепил болтами все на куске фанеры с целью тестирования. Впоследствии я буду монтировать в корпус, который защитит от непогоды.

Маленькая макетная плата в нижней центральной части с микросхемой – это фактическая схема контроллера. Серебряная скоба ниже держит две кнопки, которые позволяют мне вручную переключать устройство между зарядкой батарей и сбросом мощности на вторичную нагрузку. На большом черном радиаторе в левом нижнем углу есть два диоды 40 Amp. Прямо сейчас я использую только один, но я мог бы легко добавить вторую ветряную турбину или даже фотоэлектрические солнечные панели к системе с помощью второго диода. Двойной ряд золотых прямоугольников в верхней является фиктивным нагрузкой и состоит из высокомощных резисторов. Я использую их в качестве вторичной нагрузки, которое позволяет сбрасывать энергию от турбины в случае, если аккумулятор полностью заряжен. Я также использую с целью тестирования, чтобы проверить турбину. Впоследствии избыточная мощность от турбины будет сброшена на что-то более полезное, такое как водонагреватель или вторую батарею.

Ниже и слева от фиктивного нагрузки является предохранитель для ветрогенератора. Маленький серый куб – 40 Amp SPDT автомобильное реле, которое посылает энергию от турбины или на батарее или на эквивалент нагрузки. Вдоль правой стороны – клеммные колодки, которые позволяют мне подключить все вместе.

В процессе работы ветровая турбина подключена к контроллеру. Потребление тока происходит непосредственно от аккумуляторной батареи. Если напряжение батареи падает ниже 11,9 вольт, контроллер переключает силовую турбину на зарядку аккумулятора. Если напряжение батареи повышается до 14 вольт, контроллер переключается на сброс энергии газотурбинной электростанции в эквивалент нагрузки. Можно регулировать уровень напряжения, при котором контроллер переключается между аккумуляторной батареей и вторичным нагрузкам.

Я выбрал 11.9 В для точки разряда и 14 В для полностью заряженной точки на основе рекомендаций на предмет правильной зарядки свинцово-кислотных батарей. Когда напряжение батареи составляет от 11.9 В и 14 В, система может переключаться между зарядкой и демпингом. В режиме тестирования пара кнопок позволяет мне переключаться в любое время. Обычно система работает автоматически. При зарядке аккумулятора горит желтый светодиод. Когда батарея заряжена и энергия сбрасывается на эквивалент нагрузки, горит зеленый светодиод. Это дает мне некоторую минимальную информацию о том, что происходит с системой. Я также использую мой мультиметр для измерения напряжения батареи и напряжения. Я, вероятно, в конечном итоге добавлю индикатор напряжения и заряда / разряда в систему.

Перед полевыми испытаниями нужно установить нижнюю точку напряжения питания 11.9 В, подбирая номинал резистора (сначала можно использовать переменный резистор). Затем подстроить резистор для высокого напряжения 14 В.

Существенно! Теперь я установил 14.8 В для полного точечного заряда после дальнейших исследований надлежащей зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов. Кроме того, я перешел на герметичные свинцово-кислотные аккумуляторные батареи, я получил много их от моего брата. Я рассматривает переход на глубокий цикл питания, когда те, которыми я пользуюсь сейчас, начнут давать сбои.

Существенно! Я узнал на своей шкуре, что с этим контроллером ветрогенератора очень важна правильная последовательность подключения. Если вы подключите первой ветровую турбину, дикие колебания напряжения от турбины НЕ будут сглаживаться нагрузкой на аккумулятор, контроллер будет работать с ошибками, реле дико щелкать, и всплески напряжения могут разрушить микросхему. Поэтому всегда контроллер вначале подключается к аккумуляторной батарее, а затем подключается к ветровой турбины. Кроме того, убедитесь, что вы отключили ветровую турбину в первую очередь при отсоединении элементов системы друг от друга. Отключайте аккумуляторную батарею последней!

Существенно! Вот схема моего контроллера заряда (схема масштаб 100%) для самодельного ветрогенератора. Я несколько изменил оригинальную схему, чтобы использовать радиодетали, которые были у меня под рукой. Таким образом я должен был купить только несколько вещей, чтобы изготовить контроллер. Вы можете сделать также, не обязательно точно дублировать эту конструкцию. Я использовал другие ОУ чипов и другую MOSFET, чем те, что были в оригинальной схеме. Большинство резисторов не являются критическими. Если у вас есть знания, чтобы сделать это, не стесняйтесь заменить. Кроме того, не стесняйтесь экспериментировать.

Для продолжения щелкните на кнопке с цифрой 3

Испытания самодельного ветрогенератора

Наконец, все части проекта изготовления ветрогенератора своими руками были завершены. Все это было сделано только через неделю и было испытанием для моих близких. Я разобрал турбину, тщательно упаковал все (и инструменты) и снова поехал в Аризону, на этот раз надеясь получить источник электроэнергии.

И вот я на месте! Первым делом было создание крепления башни. Я поехал в ближайший Home Depot (около 60 км в одну сторону) и купил 10-метровый кусок трубопровода диаметром 1,25 дюйма, поскольку он был нужен для мачты.

Монтаж ветрогенератора прошел быстро. Я использовал нейлоновую веревку, чтобы прикрепить верхнюю часть башни к четырем большим деревянным кольям, вбитым в землю. Талрепы на нижних концах каждого держателя позволили мне дойти до башни. Выпуская нейлон согласно шарниру на базе, я мог бы поднять и опустить башню. Наконец, впоследствии нейлон и деревянные колья будут заменены стальными кольями / кронштейнами и стальными тросами. Тем не менее, в режиме тестирования, этот механизм работал нормально.

Эта фотография показывает крупным планом крепления в верхней части башни ветрогенератора.

Эта фотография показывает основу башни, прикрепленную к земле и с проводом от ветровой турбины на выходе из тройника под трубопроводом башни. Я использовал кабель старого удлинителя для подключения турбины с контроллером.

Заправка проволоки через башню оказалось легкой. Это было холодное утро, и шнур был очень жестким. Я должен был просто нажимать на него по всей длине трубопровода башни. В теплый день нужно будет что-то придумывать. Мне повезло.

Эта фотография показывает голову турбины, установленную на вершине башни ветрогенератора. Я смазал часть монтажной конструкции головы, которая должна скользить по верхней части трубопровода и это оказало большое влияние, как я и предполагал. Иногда я даже удивлялся себе.

Сейчас я просто жду, когда подует ветер. Это был первый спокойный день, который я когда-либо видел в этой местности.

Наконец! Ветровая турбина вращается на ветру.

Эта фотография показывает контроллер, аккумулятор и связанные с электроникой все ведущие подключения вверх. У меня есть инвертор на 120 В, подключенный к батарее, и мультиметр для контроля напряжения аккумуляторной батареи и выходного напряжения ветровой турбины. Кроме того, моя электробритва и зарядное устройство подключены к преобразователю и работают от 120 В переменного тока. Позже я подключил удлинитель к преобразователю и протянул его к дому. Я знаю, эта установка является черновой, но я спешил проверить, что все работает.

Это фотография крупным планом электроники ветрогенератора. Мультиметр показывает, что ветровая турбина производит 13,32 вольт. Моя электробритва и зарядное устройство получают питание через инвертор.

А здесь индикатор показывает, что турбина ветрогенератора произвела 13,49 вольта. Как только ветер начинает дуть, турбина начинает набирать обороты. Она вращается быстро, пока выходное напряжение не превышает напряжение аккумуляторной батареи плюс падение на блокирующем диоде (около 13,2 вольта, в зависимости от состояния заряда аккумулятора) и действительно работает без нагрузки до этой точки. После того, как это напряжение будет превышена, турбина начинается сбрасывать энергию в батареи. Под нагрузкой обороты незначительно растут по мере увеличения скорости ветра. Больший ветер – больший ток в батарею, что означает большую нагрузку на генератор. Таким образом, система является в значительной степени самоуправляемой. Я не видел никаких признаков чрезмерной перегрузки.

Конечно, при штормовых ветрах, все меняется. Переключение контроллера в эквивалент нагрузки тормозит турбину и замедляет ее даже при сильных порывах ветра. На самом деле лучшим выходом является короткое замыкание турбины. Оно заставляет турбину остановиться прямо сейчас, даже при сильном ветре. Короткое замыкание выхода, которое я сделал, позволяет турбину безопасно поднимать и опускать и избежать внезапного завершения жизни (будучи порезанным на куски вращающимися лопастями пропеллера).

Внимание! Будьте осторожны, когда держите конструкцию ветровой турбины или находитесь у лопастей пропеллера. Внезапный порыв ветра – и вы будете ранены.

В конце концов я решил, что самодельная электроника ветрогенератора слишком неопрятна и опасна. Глупо иметь электрические соединения и кучу проводов на алюминиевом столе. Опасность короткого замыкания была слишком высокой. Я поставил всю электронику на кусок фанеры в верхней части пластикового контейнера. Тогда я присоединил удлинитель от инвертора к моему контроллеру и подключил все в инвертор.

Полностью собранный самодельный ветрогенератор.

У меня есть электричество! Здесь у меня есть ноутбук, подключенный к инвертору, который в свою очередь питается от ветрогенератора. У меня обычно есть только около двух часов автономной работы на ноутбуке. Так что я не могу использовать его дольше, пока я в кемпинге. Теперь у меня нет проблемы: батареи дают питание, по крайней мере, пока дует ветер. Кроме того, я могу теперь заряжать мой мобильный телефон, фотоаппарат, пользоваться электробритвой, насосом надувного матраса и т. д.

Так сколько же стоит ветрогенератор, сделанный своими руками? Я сохранил все квитанции за все, что я купил для ветрогенератора.

В целом это стоило $ 140,62. Не так уж плохо! Я сомневаюсь, что я мог бы купить промышленного изготовления турбину с сопоставимой мощностью, а также промышленного изготовления контроллер заряда, а также промышленного изготовления башню менее чем за $ 750 – $ 1000.

Правда, я использовал то, что у меня уже было: аккумулятор, инвертор, силовой кабель и радиодетали.

Будущие изменения и усовершенствования самодельного ветрогенератора. Я хотел бы сделать, чтобы система включала:

  • электронику в защищенном от непогоды корпусе;
  • индикатор для контроля напряжения аккумулятора и тока заряда / разряда;
  • тахометр, чтобы знать, как быстро вращаются лопасти;
  • дополнительные батареи для увеличения резерва емкости;
  • вторую ветряную турбину или солнечную батарею для увеличения мощности;
  • более высокую мощность преобразователя;
  • возможность автоматически свернуть или тормозить устройство при сильном ветре;
  • бетонный фундамент для башни;
  • высокую башню со стальными кольями / креплениями и стальной проволокой.

Ответы на часто задаваемые вопросы об изготовлении ветрогенератора своими руками

Вопрос № 1: Как предотвратить скручивание силового кабеля, который спускается внутрь башни ветрогенератора от обмотки?

Ответ: Об этом меня часто спрашивают. Короткий ответ: «Я не делаю ничего, чтобы предотвратить это. К плохому не доходит. Когда же все-таки это необходимо сделать – просто отсоединяете провода в нижней части и вручную разматываете. У меня есть идея построить фазную систему, которая бы предотвращала любую возможность разрыва кабеля. Может быть, я попробую это в будущей турбине.»

Вопрос № 2: Можете ли вы помочь мне в проектировании / строительстве системы использования энергии ветра для моего дома / фермы, чтобы я мог отсоединиться от моей злой электрической коммунальной компании?

Ответ: Короткий ответ: нет. Не только из-за нехватки времени, но и потому, что моя система не предназначена для производства электроэнергии нужной для питания всего дома или фермы. Моя система была просто предназначена для обеспечения нескольких сотен ватт в районе, где нет доступных других электрических вариантов. Я работаю на проектированием и строительством других ветровых турбин и солнечных панелей, что позволит увеличить мощности производства электроэнергии за пределы текущего минимального уровня. Тем не менее, даже в случае успеха, эти новые вещи все равно не обеспечат типичный дом или ферму. Моей конечной целью является получение достаточно количества энергии от ветровых и солнечных источников для питания небольшого помещения и обсерватории, где будет небольшая потребность в электроэнергии.

Для продолжения щелкните на кнопке с цифрой 4

Усовершенствования и доработка самодельного ветрогенератора

Вот фотография самодельного ветрогенератора на моей удаленной собственности во время поездки в Аризону в мае 2007 года. Я оставил большую часть оборудования на месте в Аризоне. На зиму я только принес домой голову турбины и контроллер заряда. Все пережило зиму хорошо. Просто появились небольшие пятна ржавчины на частях основания башни ветрогенератора.

В этом трейлере я провел мои весенние каникулы. Ветровая турбина давала достаточную энергию (12 В и 120 В) для внутреннего освещения и розеток, к которым подключались зарядные устройства, электробритва и мини пылесос. Все заряжалось и работало нормально.

Вот мой вольтметр показывает производство турбиной ветрогенератора 14.5 вольта в сильный ветер. Несмотря на то, что ветровая турбина работает достаточно хорошо, я думаю, есть возможности для совершенствования. Я получаю питания 120 вольт переменного тока через мой инвертор. Эти 120 В переменного тока превращаются в 12 В постоянного тока для питания аксессуаров 12 В. Потери при преобразовании в 120 В переменного тока, а затем назад в 12 В, вероятно, ускоряют разрядку аккумулятора. Питание 12 В системы непосредственно от батареи, вероятно, будет работать лучше. Единственный недостаток я вижу в том, что это напряжение не регулируется и может качнуть пару вольт вверх или вниз с изменениями скорости ветра.

Я закончил перестройку контроллера заряда ветрогенератора. Сейчас он находится в защищенном от атмосферных воздействий корпусе, в который я также добавил встроенный вольтметр. Кроме того, я добавил несколько новых возможностей. Теперь устройство имеет возможность присоединения нескольких источников и также имеет встроенное распределение питания 12 В для трех внешних нагрузок.

Эта фотография показывает входы контроллера заряда: один для моей ветровой турбины и два солнечных панелей, хотя у меня на данный момент только одна панель солнечных батарей.

Эта фотография показывает выходы контроллера заряда ветрогенератора. Есть подключение к аккумуляторной батарее, эквиваленту нагрузки, и трех внешних нагрузок 12 В.

Эта фотография показывает внутреннюю часть контроллера заряда ветрогенератора. Я в основном просто смонтировал все, что сначала было прикручено к фанере, добавил индикатор чрезмерного напряжения и предохранители на 3 внешние нагрузки 12 В. Я использовал тяжелые провода, чтобы попытаться уменьшить потери из-за сопротивления проводов. Каждый ватт имеет значение, когда вы живете вне электрической сети.

Это схема нового контроллера заряда (новая схема масштаб 100%) самодельного ветрогенератора. Она почти такая же, как и старая, показаная выше, за исключением добавленного вольтметра и дополнительных блоков предохранителей для внешних нагрузок.

Макет печатной платы для контроллера заряда.

Блок-схема полной системы. Это блок-схема всей системы управления. Обратите внимание, что у меня встроена сейчас только одна солнечная панель. Я просто не имел времени, чтобы завершить вторую.

Еще раз я попал на свой участок в ходе недавнего отдыха в Аризоне. На этот раз у меня были и мой самодельный ветрогенератор, и мои самодельные солнечные панели. Работая вместе, они обеспечивают достаточную мощность для моих (правда, минимальных) потребностей в электроэнергии.

Вот крупным планом панели солнечных батарей. Расскажу позже о том, как я это сделал. Мне нужно перемещать их несколько раз в день, чтобы держать направленными на солнце, но это не очень трудно. Возможно, когда-то я сделаю систему автоматического направления на солнце.

Самодельная складывающаяся солнечная панель мощностью 15 Вт. Они складывается для удобства хранения и транспортировки.

Вот фотография нового блока контроллера заряда для самодельного ветрогенератора. Провод на левой стороне идет от ветряных турбин и солнечных панелей. Провод с правой стороны от батарей и эквивалента нагрузки. Я разрезал старый тяжелый (100 футов) удлинитель, чтобы сделать кабели для подключения ветряных турбин и солнечных панелей на контроллер заряда. Кабель для ветровой турбины составляет около 75 метров в длину и кабель к панели солнечных батарей составляет около 25 футов в длину. Аккумуляторная батарея, которую в настоящее время использую, состоит из 11 герметичных свинцово-кислотных аккумуляторов 12 В с мощностью 8 ампер в час, соединенных параллельно. Это дает мне емкость на 88 ампер-часов, чего достаточно для кемпинга.

Новые лопасти для самодельного ветрогенератора

Ветровая турбина, сломанная после штормового ветра! Я поехал в город, чтобы забрать некоторые материалы. В то время, как я ушел, сорвался штормовой ветер более 50 миль в час. Когда я вернулся, обнаружил, что турбина ветрогенератора в таком состоянии. Две лопасти были сломаны, а третья была сломана, но все же держалась. Лопасти сломались в месте крепления. Я знал, что это слабое место и всегда ожидал, что они будут ломаться там. Я не знаю наверняка, это было превышение скорости или просто усталость от постоянных изгибов. Я подозреваю, что усталость. Я видел, как лопасти изгибаются в сильный ветер.

Я знал, что ветровая турбина снова заработала бы, если я мог бы просто просверлить новые крепежные отверстия в лопасти. У меня не было сверла. Я должен был думать некоторое время, прежде чем понял, как это сделать.

Я понял, что, если я нагрею мою самую крестообразную отвертка над огнем, она сделает в ПВХ лопасти отверстия правильного размера для крепежных болтов. Это плохое обращение с вполне хорошей отверткой, но это была чрезвычайная ситуация в конце концов.

Ещё по теме  Мачта для ветрогенератора

Я использовал одну из сломанных монтажных петель в качестве шаблона, чтобы найти, где сделать отверстия в основании лопасти. Это было очень быстро и просто, а дырки были очень чистые.

Сломанные вкладки стали основой для повторной установки лопастей. Я использовал разбиты монтажные петли в качестве прокладок под лопасти для предотвращения их повреждения головками болтов, которые держат все вместе. Я должен был сделать это таким образом в самом начале. Век живи – век учись.

Отремонтированная ветровая турбина. Вот все заново собрано и готово вернуться на башню моего ветрогенератора.

Отремонтированная ветровая турбина снова работает. Потеря двух дюймов длины лопастей кажется негативно не повлияла на производительность турбины. Она по-прежнему прекрасно работает. Неплохо, как для импровизированного ремонта.

Новый контроллер заряда для самодельного ветрогенератора. Я снова переработал схему контроллера заряда батареи. Теперь он менее сложный и использует только те части, которые легко найти.

6 июня 2011. Я сделал некоторые изменения в ветровой турбине. Я установил новые лопасти, которые я купил по Интернету. Эти диски продаются в качестве замены для Air-X серии промышленного изготовления ветровых турбин. Они более эффективны, чем мои самодельные, и запускаются при более низких скоростях ветра. Я также увеличил хвост области турбины, так как эти новые лопасти тяжелее и имеют большую площадь поверхности, чем мои самодельные лопасти. После модификации ветровая турбина прекрасно работает, производит гораздо больше энергии при более легких ветрах, чем раньше.

Я сделал еще одну модификацию моего самодельного ветрогенератора. Я добавил носовой конус к нему.

В начале я говорил, что нашел куполообразные ПВХ вентиляционные крышки в магазине сантехники. Я попытался использовать такую ​​крышку как большой носовой обтекатель для турбины. Вот фотография вентиляционной крышки рядом с лопастями. Я раньше никогда не находил времени для установки крышки. Вот теперь я решил установить ее на турбину.

Я прорезал три прямоугольные углубления в крышке таким образом, чтобы они соответствовали основам новых лопастей. Тогда я использовал эпоксидную смолу, чтобы присоединить три болта крепления к крышке. Я поставить болты через три дополнительных отверстия, затем наложил эпоксидную смолу на головки болтов, затем установил крышку (монтажные петли выровнял по эпоксидным меткам вершин болтов). После того, как эпоксидная смола укрепилась, я снял носовой конус и нанес несколько эпоксидных слоев, чтобы получить хорошее соединение между крышкой и болтами. Эта фотография показывает носовой конус после второго нанесения эпоксидной смолы.

Установка носового конуса на ветровую турбину. Использовал некоторые гайки и стопорные шайбы, чтобы удерживать ее на месте. Я проделал хорошую работу по центровке крышки, так как вращательный баланс турбины был прекрасным после установки. Я хотел бы добавить немного больше веса в хвост турбины, чтобы сбалансировать конструкцию ветрогенератора. Тем не менее, это не нарушало существенно равновесие, поэтому я решил попробовать, как есть.

Готовый носовой обтекатель установлен на ветровой турбине. Вся работа заняла примерно час фактической работы. Это, вероятно, было бы еще быстрее, если бы я это сделал в мастерской, а не в поле.

Кажется, обтекатель помог турбине моего самодельного ветрогенератора работать лучше и запускается она при более легких ветрах, чем раньше. Я думаю, что носовой обтекатель гладко отклоняет воздух вокруг себя на лопатки пропеллера.

Источник: http://radiofishka.in.ua/ru/content/moy-samodelnyy-vetrogenerator

Бытовой ремонт №1

Выберите надежных мастеров без посредников и сэкономьте до 40%!

  1. Заполните заявку
  2. Получите предложения с ценами от мастеров
  3. Выберите исполнителей по цене и отзывам

Разместите задание и узнайте цены

Если у вас нет доступа к общей электрической сети, либо вы решили обзавестись автономным источником энергии, то целесообразно установить домашний ветрогенератор. Сила потока воздушных масс позволит вам своими руками наладить поступление электроэнергии для бытовых нужд.

Как работает ветрогенератор?

Прежде, чем самому собирать и устанавливать ветрогенератор, необходимо определить, имеет ли это смысл. Для этого необходимо измерить скорость ветра в той местности, где вы решили выполнить установку. Если окажется, что ветровой силы недостаточно, то устанавливать генератор невыгодно.

Помимо скорости ветра, нужно определить, какой уровень мощности генератора необходим. Конечно же, не стоит полагать, что генератор данного типа будет функционировать круглосуточно без перебоев, ведь скорость ветра может сильно меняться в течении дня, и это повлияет на возникновение энергетических проблем.

Возможную мощность генератора вы сможете определить с помощью расчета коэффициента использования энергии ветра. Он позволяет оценить часть энергии воздушного потока, которая будет использоваться ветроколесом. Данный показатель зависит от различных внешних параметров.

Если вы делаете ветрогенератор своими руками, то следует знать его основные составляющие:

  • ветроколесо с определенным количеством лопастей
  • редуктор, который отвечает за круговое движение колеса
  • мачта, при помощи которой ветряные потоки поступают в инвертор, чтобы превратиться в ток

Само электричество берется из энергии ветра, которая приводит в движение лопасти с колесом. Круговые манипуляции передаются с помощью редуктора в генераторный вал. Именно там происходит превращение энергии механического типа в электрическую.

Из каких элементов состоит домашний ветрогенератор?

Чтобы сделать генератор в домашних условиях, необходимо приобрести все его комплектующие:

  • аккумулятор на кислотной или гелиевой основе
  • ротор
  • генератор
  • ведро или бочка из металла большого размера
  • полугерметичная кнопка (выполняет роль выключателя)
  • специальные болты
  • реле для подзарядки аккумулятора
  • реле лампы заряда
  • вольтметр
  • мачта
  • нержавеющая проволока
  • провода
  • специальная коробка для наружных проводов

С помощью данного оборудования и запчастей у вас получится сделать ветрогенератор своими руками.

Сколько лопастей должно быть у ветрогенератора?

Одним из самых важных этапов в создании ветрогенератора является этап подбора и прикрепления лопастей. Количество, качество и габариты каждой лопасти оказывают сильное влияние на будущую работу всего устройства. Существует несколько основных принципов, которые необходимо учитывать при сборке конструкции данного типа:

  • при установке двух-трех лопастей большого размера неправильно считать, что мощность генератора равна показателю с пятью-шестью небольшими лопастями
  • при устройстве генератора с малым количеством лопастей необходимо уделять большое внимание балансу, лопасти большей площади дают сильную вибрацию
  • от размеров лопастей напрямую зависит уровень шума, издаваемого установкой, чем больше будет скорость и окружность вращения лопастей, тем сильнее вы будете это слышать, а при установке такого генератора в частном доме вы будете часто просыпаться по ночам
  • если вы создаете быстроходные лопасти, то необходимо учитывать особые требования к их конструкции, лучше всего сделать лопасти из разрезанной трубы КИЭВ

При использовании габаритных лопастей достаточно много нагрузки приходится на ось генератора, мачту и все его составляющие. Использование такой установки небезопасно, поскольку при сильном ветре лопасти разгоняются до огромной скорости, а мачта или крепления, скорее всего, этого не выдержат. Если же вы все-таки решили сделать ветрогенератор именно такого типа, то лучше всего использовать дерево в качестве материала лопастей. Однако, их изготовление из этого материала является достаточно затруднительным.

Мощность ветрогенератора напрямую зависит от размера колеса с лопастями, скорости воздушных масс и высоты мачты. Нужно понимать, что энергии будет больше того после того, как вы найдете идеальный баланс для всей конструкции. Если устанавливать две-три лопасти большого размера, то мощность будет небольшой, а сама конструкция будет достаточно хрупкой. Наиболее удобным и правильным вариантом является установить своими руками пять или шесть лопастей умеренного размера.

Этапы создания ветрогенератора своими руками

После того, как большая часть конструктивных элементов мелкого типа подобрана, можно приступать к сборке ветрогенератора:

  • сначала необходимо выбрать тип генератора, нужно опередить, будет у вас горизонтальный или вертикальный тип двигателя, сделать своими руками проще ветрогенератор вертикального типа, поскольку в нем значительно легче налаживать балансировку
  • при покупке генератора нужно смотреть на его мощность
  • после проведения всех расчетов нужно выбрать аккумулятор, он должен быть герметического типа и предназначаться специально для энергетических установок
  • прежде, чем устанавливать все устройство, нужно залить фундамент, он должен соответствовать особенностям внешней среды
  • мачта устанавливается после полного затвердевания фундамента
  • собирается ротор – предварительно ротор необходимо подбирать в зависимости от средней скорости ветра, скорость влияет на диаметр данного элемента
  • к ротору приделывается шкив
  • лопасти можно сделать, как из трубы, так и из бочки, расчет их площади сугубо индивидуален
  • провода из алюминия присоединяются к генератору
  • необходимо собрать цепь в дозе
  • осуществляется крепление генератора к мачте, а после и проводов
  • генератор и аккумулятор собираются в единую цепь, и к ним подключается нагрузка через провода

Хороший запуск генератора получается выполнить только в условиях высокой скорости ветра. Чтобы увеличить выработку энергии, можно сделать своими руками трансформатор с регулятором. Это обеспечит большую силу тока.

Основные условия эксплуатации самодельного ветрогенератора

Как и за любым прибором, за ветряным генератором требуется регулярный уход. Благодаря грамотному уходу за самодельной станцией вы сможете эксплуатировать генератор очень долго. Существуют ключевые виды работ, которые необходимо выполнять каждый год:

  • уход за всеми подвижными элементами системы путем их смазывания
  • проверка лопастей и подшипников с целью своевременного обнаружения их повреждений
  • регулировка всех электрических соединений
  • проверка механизмов ветрогенератора на отсутствие коррозии
  • регулировка ослабленных растяжек и подкрутка расшатанных болтов
  • осуществление покраски металлических деталей генератора
  • проверка щетки токоприемника

При оптимальных условиях эксплуатации и качественной сборке самодельный ветрогенератор может прослужить более 10-15 лет. Нужно понимать, что для создания прибора такого типа очень важны первоначальные исследования и расчеты. Ведь именно по ним будет создаваться вся установка.

Источник: http://remont.youdo.com/articles/electric/samomu-sdelat-vetrogenerator/

Самодельный ветрогенератор

В связи с постоянным повышением цен на энергетические ресурсы мы продолжим публикацию статей по добыче «халявной» энергии. В частности сегодня мы рассмотрим еще одну ветряную установку, которая будет вырабатывать электричество для вашего дома. В одной из статей мы уже рассматривали конструкцию самодельной электростанции, которая, имеет один существенный недостаток – ее нужно устанавливать на большую высоту, так как лопасти ее могут интенсивно вращаться только при сильном воздушном потоке. Данная же конструкция ветряной электростанции имеет лопасти в виде полуцилиндров, образующих барабан. Такие лопасти будут вращаться даже при слабом ветре, а, соответственно, ветряную установку можно делать на небольшой высоте, то есть ставить фактически прямо на землю. И еще одно. Благодаря тому, что у барабанной вертушки при довольно маленьких оборотах создается большой крутящий момент, ее можно использовать без какого-либо редуктора, либо использовать простой одноступенчатый редуктор. Также у этой конструкции отсутствуют токоснимающие щетки.

Технология изготовления вертикальной ветроэлектростанции

Ну, довольно предисловий, приступим к изготовлению ветряной электростанции барабанного типа. Сначала мы сделаем лопасти для барабана. Материал для изготовления лопастей можно использовать различный: тонкую фанеру, кровельное железо, жесть, пластиковые или дюралюминиевые листы. Не стоит использовать для ротора тяжелый материал с толстыми стенками. Воздушному потоку будет тяжело раскрутить массивные лопасти. Идеально могут подойти большие круглые пластиковые бутыли, баки, бочки (только, естественно, не из под минеральной воды или газировки, а плотные ), разрезанные пополам. Для тех, кто умеет работать с жестью и фанерой, на рисунке даны размеры полуцилиндра. Фанеру используйте толщиной не более пяти миллиметров. Шеки полуцилиндрических лопастей изготавливаются из дерева или пластмассы. Можно применить легкий металл. В общем, у кого, что имеется в запасниках. После изготовления фанерной лопасти, ее необходимо будет тщательно пропитать олифой, для предотвращения гниения и разбухания при ненастной дождливой погоде. Места стыков можно промазать густой маслянистой краской.

Далее нам нужны крестовины, которые будут служить для соединения полуцилиндрических лопастей в единый барабан (ротор). Для крестовин можно использовать стальные полосы с сечением 5х60 мм, соединенные между собой с помощью сварки или клепок. Также для крестовины подойдут деревянные планки толщиной 25 мм и шириной 80 мм.

Всю конструкцию барабана необходимо посадить на ось, которую можно смастерить, используя стальную трубу длиной два метра, имеющую диаметр около 30 мм. Кстати, нам будут нужны еще два шарикоподшипника, поэтому при подборке трубы в качестве оси ротора, сразу же подберите под ее диаметр подшипники. Или наоборот. Если у вас уже есть подшипники, подберите под них трубу с нужным диаметром.

Далее приварим крестовины ротора к его оси. Если они деревянные, то садим крестовины на эпоксидный клей, скрепляя металлическими штифтами или болтами через крестовину и ось. Лопасти соединяем с крестовиной при помощи болтов с гайками. Каждая лопасть должна располагаться от оси на одинаковом расстоянии, примерно 140-150 мм.

Теперь нам будет необходима станина, в качестве устойчивой основы всей конструкции ветрогенератора. Ее будет проще всего сварить из металлического уголка. Если вы используете для лопастей барабана ветрогенератора легкие материалы, такие как пластик, то станину можно сколотить из толстых деревянных брусков. Но это самый крайний вариант. Лучше металлической станины придумать ничего невозможно. В станину впрессовываем шарикоподшипники. На нижнем конце оси ротора устанавливаем систему шкивов. Шкив вертушки соединяем со шкивом генератора электрического тока с помощью ремня. Хорошо для этого подойдет автомобильный генератор или любой другой электродвигатель постоянного тока. Но тут тоже есть свой нюанс. Число оборотов генератора намного больше, чем число оборотов ротора, потому необходимо в систему включить повышающий редуктор (1:10). Хорошо для этого подходит лодочный редуктор. При его использовании генератор можно ставить в горизонтальном положении, что гораздо удобнее, чем придумывать, как его поставить вертикально оси ротора. Некоторые умельцы просто переделывают сам генератор, превращая его из высокооборотистого в низкооборотистый. Как это делается можно тоже найти в интернете.

1 — резистор; 2 — обмотка статора генератора; 3 — ротор генератора; 4 — регулятор напряжения;

5 — реле обратного тока; 6 — амперметр; 7 — аккумулятор; 8 — предохранитель; 9 — выключатель.

При скорости воздушного потока 9-10 м/с, выдается мощность в 800 Вт. Согласитесь, это не так уж мало. Этого хватит для полноценного освещения дома, работы автоматической стиральной машины (500 Вт), пылесоса (200-700 Вт), телевизора (70-150 Вт), компьютера (80-150 Вт), холодильника (540 Вт) и т.д.

Естественно, эти бытовые приборы нельзя будет включать одновременно. Для этого необходимо соорудить целую сеть ветрогенераторов, чтобы полностью обеспечить себя автономной электроэнергией. Но в качестве бесплатного источника электроэнергии в дополнение к основному, такой ветрогенератор, в единичном экземпляре, вполне подойдет. При желании можно полностью избавиться от государственного энергетического ярма и соорудить сеть ветрогенераторов. Со временем затраты на нее окупятся с лихвой.

Чтобы при безветренной погоде (слабом ветре) у вас не прекратилась подача электроэнергии с ветрогенератора, необходимо в конструкцию включить аккумулятор (12 V). При этом желательно использовать мощные аккумуляторы большой емкости, например, тракторные. На рисунке показана схема такой электрической цепи.

Чтобы установка давала 220 на выходе, можно в схему включить источник бесперебойного питания, используемый для компьютера. Но, чтобы излишне не мудрить, проще всего купить преобразователь постоянного тока (инвертор), и подсоединить его к аккумулятору и генератору.

Таким образом, можно к инвертору подсоединять любые бытовые приборы. На рисунке показана примерная схема всех элементов, необходимых для полноценного функционирования системы обеспечения электроэнергией с помощью ветра. Удачи!

Источник: http://sekach.ru/idei_samodelschikov/vertikalnyj-vetrogenertor

Инструменты

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:

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:

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 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.

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.

Источник: http://strport.ru/instrumenty/kak-sdelat-vetrogenerator

Смотрите также:
31.10.2018

Как изготовить солнечный коллектор своими руками? В последние годы рост цен на энергоресурсы заставляет думать о внедрении жесткого режима экономии или об использовании возобновляемых источников. Использование солнечной энергии для хозяйственных нужд может стать...

31.10.2018

Как собрать солнечный коллектор из пивных банок Солнечный коллектор из пивных банок – невероятно дешевая и довольно практичная альтернатива привычным моделям гелионагревателей. Его главное преимущество – минимальные расходы на изготовление, а значит, очень низкая...

31.10.2018

Как сделать лопасти для ветрогенератора Лопасти для ветрогенератора своими руками, форма, размер, площадь и количество лопастей, фото, видео изготовления лопастей. При самостоятельном изготовлении ветрогенератора, очень важно правильно подобрать форму, размер и...

Комментарии

Комментирование отключено.