Самодельный ветрогенератор. Генератор ветровой
Ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками
Ветрогенераторы уже достаточно давно рассматриваются альтернативой для традиционной энергетики. Энергия ветра, преобразованная в электричество, обещает стать дешёвой, добываемой относительно просто и с малыми затратами на техобслуживание. А если брать во внимание счета, которые приходят за электричество, то в целях экономии стоит попытаться собрать собственный ветрогенератор, согласны?
Есть реальные примеры создания установок, генерирующих приличные мощности. Тем не менее, технология «ветряков» остаётся пока что за рамками поля конкурентов, способных противостоять традиционному способу добычи электричества. Почему? Давайте попробуем разобраться в этом вопросе.
В нашем материале вы найдете пошаговую инструкцию по сборке и подключению ветрогенератора. Также мы остановимся на самых распространенных ошибках, которые допускают при конструировании ветряков. Для наглядности статья сопровождается тематическими фото- и видеоматериалами.
Содержание статьи:
О самодельных ветряках для дома
Особый интерес к ветряной энергии проявляется на уровне бытовой сферы. Это понятно, если краем глаза взглянуть на очередной счёт за потреблённую энергию. Поэтому разного рода умельцы активизируются, используя все возможности получения электричества недорого.
Одна из таких возможностей, вполне реальная, тесно связана с ветряком из автомобильного генератора. Уже готовый прибор – автомобильный генератор – достаточно лишь оснастить пропеллером, чтобы иметь возможность снимать с клемм генератора какое-то значение электрической энергии. Правда, при условии наличия ветреной погоды.
Пример из практики бытового применения ветряных генераторов. Удачно разработанная и вполне эффективная практическая конструкция ветряка. Установлен трёхлопастной винт, что редкость для бытовых аппаратов
Использование фактически любого автомобильного генератора приемлемо для конструирования ветряка. Но подобрать для дела обычно стараются модель мощную, способную выдавать большие токи.
Здесь на пике популярности конструкции генераторов от грузовых автомобилей, крупных пассажирских автобусов, тракторов и т.п. Помимо генератора для изготовления ветряка потребуется ещё ряд комплектующих деталей:
- винт двух- или трёх- лопастной;
- автомобильный аккумулятор;
- электрический кабель;
- мачта, элементы опоры, крепёж.
Конструкция винта на две или три лопасти считается наиболее оптимальной для классического ветряного генератора. Но бытовой проект зачастую далёк от инженерной классики. Поэтому чаще всего на домашнюю конструкцию стараются подобрать уже готовые винты.
Крыльчатка от вентилятора легкового автомобиля, которая будет использована в качестве винта ветряной домашней установки. Лёгкость и большая полезная площадь для воздушной силы позволяют применять такие варианты
Таким, к примеру, может стать крыльчатка от внешнего блока сплит-системы кондиционирования воздуха или от вентилятора того же автомобиля. Но когда есть желание следовать традициям конструирования ветрогенераторов, придётся сооружать пропеллер ветряка от начала до конца своими руками.
Технология сборки ветрогенератора
Оптимальной основой для генератора домашнего ветряка видится модель АТ-700, взятая от трактора серии ДТ. Правда, этот тракторный генератор в его изначальном виде рассчитан на частоту вращения ротора до 6000 об/мин. Под конструкцию домашнего ветряка такой параметр явно чрезмерный. Есть два выхода из положения:
- Применить какой-нибудь редуктор-мультипликатор, дающий требуемое передаточное отношение.
- Перемотать существующую обмотку статора АТ-700 под малые обороты.
В принципе, оба варианта модернизации прибора достижимы. Но, судя по отзывам состоявшихся конструкторов, вариант с перемоткой обмотки статора более приемлем. Тем более, если учитывать вес самого генератора АТ-700, достигающий 6 кг.
Тракторный генератор АТ-700. Многочисленные проекты в бытовой сфере разрабатывались на базе именно этого устройства, обладающего высокой отдачей по току. Но требуется небольшая модернизация
Если прибор дополнить редуктором, вес общего модуля увеличится вдвое. А это важный параметр для конструкции ветряка. Вес всегда стремятся уменьшить.
Шаг #1. Винт ветряной электростанции
Материалом для изготовления лопастей винта служит поливная алюминиевая труба (d = 200 мм) длиной 0,7 – 1,0 м. Изначально её разрезают вдоль на четыре отрезка, а затем из двух или трёх полученных частей вырезают лопасти требуемой формы.
Так как алюминий – материал, хорошо поддающийся обработке, вырезать из куска трубы нужную форму лопасти не проблема. Главное – правильно рассчитать и нарисовать шаблон.
Приготовленные лопасти будущего винта необходимо как-то скрепить и насадить на вал генератора. Эта работа более сложная, требует точного баланса и особенно при выполнении трехлопастной конструкции. Есть масса вариантов изготовления диска винта. Один из них – создание этой детали из алюминиевых пластин.
Потребуется рассчитать диаметр диска винта с учётом метровой длины лопастей. Для размаха крыла в 2 метра, расчётный диаметр диска может составлять 150-200 мм. На основании рассчитанного диаметра из листового алюминия вырезается необходимое количество круглых пластин (6-7 шт.).
Пример изготовления винта ветряного генератора из двухсотмиллиметровой алюминиевой трубы, применяемой на сельскохозяйственных полях для полива урожая. Получается лёгкая и эффективная конструкция
Вырезанные круглые пластины накладывают друг на друга, выравнивают по кромкам и скрепляют. Для скрепления лучше всего использовать качественный эпоксидный клей. Но не исключены также иные методы крепежа.
На готовом склеенном диске необходимо в центральной точке разметить и просверлить отверстие под крепление на валу генератора. Отверстие доработать шпоночным пазом под размер шпонки, установленной на валу ротора генератора.
Приготовленный таким способом пропеллерный диск размечают под крепление лопастей. По намеченным линиям сверлят отверстия для болтов крепления кронштейнов. Эти детали тоже делаются алюминиевыми с подбором по толщине, достаточной для компенсации передаваемых усилий.
Останется приложить изготовленные ранее лопасти к диску в намеченных точках соединения, сбалансировать их на ровной поверхности и закрепить болтами.
Шаг #2. Изготовление мачты из трубы
Тракторный генератор АТ-700, оснащённый самодельным винтом, уже представляет собой реальный ветряк. С целью получения максимального эффекта от конструкции, её желательно поднять метров на 5-7 и к тому же обеспечить круговое перемещение на 360°.
Поэтому флюгер-ветряк ставят на мачту, которую проще всего изготовить на базе металлической трубы.
Установленная мачта из металлической трубы диаметром 50 мм с ветряным генератором наверху. Для обеспечения устойчивости мачты применяются растяжки из металлического троса
Мачта высотой 5-7 метров, оснащённая наверху ветрогенератором, будет испытывать значительные нагрузки. Соответственно диаметр металлической трубы нужен достаточно большой — не менее 50 мм по наружному размеру.
Крепление мачты выполняется за счёт четырёх тросовых растяжек, закреплённых сверху ближе к ветряку и растянутых в противовес друг другу.
Под верхний обрез трубы-мачты, во внутреннюю область, запрессовывается пара подходящих подшипников или крепится каким-то иным способом. Это будет опорный крутящийся блок, куда встанет флюгер с генератором и винтом. Остаётся сделать сам флюгер и установить на него всё необходимое оборудование.
Шаг #3. Как сделать алюминиевый флюгер
Флюгерную конструкцию, на одном конце которой место под автомобильный генератор с винтом, а на другом — место под «хвостовик», рекомендуется делать из лёгкого прочного материала.
Например, алюминиевая труба прямоугольного профиля подошла бы под основание в самый раз. В качестве крепежа генератора к профильной трубе удобнее применить хомуты из мягкой металлической ленты (лучше нержавеющей).
Пример возможного крепления корпуса генератора на профильной трубе флюгера. Здесь используется металлическая рама с передним и задним кронштейнами под болтовое соединение
Хвост флюгера можно соорудить из того же алюминиевого листа и закрепить его к профильной трубе уголками. В точке центра тяжести, на профильной трубе, необходимо укрепить металлический штырь из нержавейки.
Эта деталь – в виде длинного болта (250-300 мм), диаметром около 30 мм (рассчитывается), проходит поперёк сквозь тело профильной алюминиевой трубы и закрепляется снизу гайкой. Поверх гайки ставится контргайка.
Диаметр резьбы болта должен быть чуть меньше внутреннего диаметра колец подшипников, запрессованных в трубе-мачте. В центре болта, по его оси, просверливается отверстие 7-10 мм. Сквозь это отверстие будет пропускаться электрический кабель от генератора и по трубе уходить вниз к месту подключения.
Шаг #4. Установка и подключение ветрогенератора
После всех описанных приготовлений (обязательно в условиях безветренной погоды) приступают к установке:
- На основании флюгера крепят хомутами тракторный генератор.
- Поднимают мачту от земли на 1,5 – 2 метра и устанавливают флюгер опорным болтом на подшипники.
- Одновременно пропускают кабель от генератора сквозь тело болта и дальше внутри трубы до нижней точки выхода.
- Также чуть ниже флюгерного основания жёстко устанавливают ограничитель, позволяющий вращаться флюгеру на 360° в одну или другу сторону, но не более того.
- Поднимают мачту окончательно и укрепляют тросовыми растяжками.
- Подключают концы кабеля к приёмному устройству (обычно через контроллер к аккумуляторной батарее).
На этом конструирование ветрового генератора можно считать завершённым. Однако есть ещё масса отдельных деталей процесса, с которыми придётся столкнуться в период применения устройства.
Структурная схема полноценной ветряной установки: 1 – ветряк, 2 – конвертер заряда АКБ; 3 – аккумулятор автомобильный; 4 – инвертор 24/220; 5,6 – выходы напряжений 220В и 24В
Эти детали связаны уже с автоматикой, регулирующей накопление и распределение энергии. Такие устройства как контроллер заряда, инвертор тока и прочие, являются обязательными компонентами ветровых генераторов.
Разбор ошибок конструирования
Сборка ветрогенератора в бытовых условиях собственными руками – дело, конечно же, не безошибочное. Даже в конструкциях промышленных ветряков инженерами допускаются ошибки. Но на ошибках учатся, о чём подтверждают вполне состоявшиеся бытовые конструкции.
Итак, среди ошибок при устройстве бытовых ветряных генераторов часто фигурирует такая деталь, как отсутствие в конструкции генератора модуля торможения. Стандартное исполнение таких приборов (автомобильных или тракторных) такой детали не предусматривает. Значит, генератор необходимо дорабатывать.
Однако не каждому «конструктору» хочется заниматься этим тонким делом. Многие игнорируют эту деталь, надеясь на «авось».
Как результат – при сильном ветре винт раскручивается до неимоверно высоких скоростей. Подшипники генератора не выдерживают, разбивают посадочные места алюминиевых крышек. Происходит клин ротора.
Разрушенный ветрогенератор по причине недоработок в конструкции. Ошибки конструирования и монтажа подобных конструкций приводят к тяжёлым последствиям
К этой же теме относится недоработка, связанная с отсутствием ограничителя поворота флюгера. Нередко этот компонент попросту забывают установить и вспоминают только тогда, когда потоки ветра начинают раскручивать «петушка» вокруг своей оси, как юлу в передаче «Что? Где? Когда?». Результат плачевный.
Минимум ущерба – перекручивание и обрыв электрического кабеля, а в тяжёлых случаях – разнос всей конструкции.
Другая примечательная ошибка сборки – неправильный расчёт точки центра тяжести на основании флюгера. В этом случае устройство какое-то время может функционировать нормально. Но со временем образуется перекос на подшипниковом узле, свобода вращения ограничивается, эффективность конструкции по отдаче энергии резко снижается.
Нередко током, полученным от генератора, пытаются напрямую питать аккумуляторную батарею. Совсем скоро начинают удивляться – почему аккумулятор не держит заряд или обнаруживают пробой 2-3 банок.
Это банальная и естественная ошибка, так как в любом случае заряд АКБ должен проходить в условиях определённых токов и напряжений. Здесь нужен контроль этого процесса.
Полезное видео по теме
Даже обычный электрический шуруповёрт может стать ветряком, если знать основы устройства ветрогенератора.
Интерес к ветрогенераторам не снижается. Напротив, этот вариант добычи электрической энергии всё чаще рассматривается на уровне владельцев загородной недвижимостью. Очевидно, если совмещать сразу несколько видов энергии – ветра, солнца, гидротурбин или атомных станций, такое совмещение может дать экономический эффект. При этом риски пользователя остаться без электричества сводятся к нулю.
sovet-ingenera.com
принцип работы, как сделать своими руками
С момента появления разнообразных технических устройств, выпускаемых серийно, люди, имеющие желание познать что-то новое и создать это новое своими руками, изготавливают подобные устройства и механизмы самостоятельно.
Самодельный ветровой генератор не является исключением. Для его изготовления используют как подручные средства и материалы, так и применяют компоненты заводского производства, ранее использованные в других устройствах.
Принцип работы
Содержание статьи
Работа ветрового генератора основана на преобразовании энергии ветра в электрическую энергию. Преобразование осуществляется путем передачи кинетической поступательной энергии ветровых потоков (№1 на схеме), во вращательное движение (№2 на схеме) лопастей ветровой установки («В» на схеме). В свою очередь вращательное движение лопастей, посредством механической передачи (устройство вторичного вала и редуктора), передается на вал электрического генератора («G» на схеме), вырабатывающего электрический ток (№3 на схеме).
Как сделать своими руками, что потребуется
При изготовлении ветрового генератора своими руками могут быть использованы различные материалы и подручные средства, имеющиеся в наличии. Самым главным условием для успешного решения поставленной задачи является желание изготовить подобный механизм самостоятельно и умение работать разнообразным инструментом, а также наличие свободного времени.
Вот некоторые из вариантов изготовления подобных устройств из подручных средств:
Из автомобильного генератора
Автомобильный генератор, по своему устройству, предполагает производство электрической энергии, которая вырабатывается при вращении его вала. В связи с этим, вариант использования подобного устройства, является наиболее простым решением, при самостоятельном сооружении ветровой установки.
Наиболее сложной частью, подобного устройства, являются лопасти и узел их крепления. Для изготовления данного узла можно использовать листовой, не поддающийся коррозии, металл, (алюминий, нержавеющая или оцинкованная сталь), который должен иметь способность крепиться к валу генератора и позволять закрепить необходимое количество лопастей на нем.
Лопасти можно изготовить из пластиковых труб диаметром 100,0 — 120,0 мм, для чего их следует нарезать требуемой длины и разрезать пополам, после чего места пиления обработать абразивными материалами и закрепить на ранее подготовленном узле их крепления. Собранный узел монтируется на вал генератора.
Из металлических труб, диаметром 20,0 – 25,0 мм изготавливается несущая конструкция, ее размер и форма, зависят от типа автомобильного генератора. Данный узел установки несет на себе максимальную нагрузку, в связи с тем, что именно эта часть создаваемого ветрового генератора подвергается воздействию потоков ветра и на рнего воздействует собственный вес монтируемых деталей.
На изготовленную несущую конструкцию монтируется генератор с лопастями, а также хвостовик установки, который может быть изготовлен из любого прочного материала: пластик, фанера, листовой металл.
Когда конструкция готова, к выводам генератора подсоединяются провода и вся установка монтируется на заранее подготовленном основании. Высота основания и место его установки, должны быть выбраны индивидуально, в зависимости от конкретных условий и региона расположения, что определяется наличием и скоростью воздушных потоков.
Один из вариантов ветряка, изготовленного с использованием автомобильного генератора, приведен на ниже приведенном фото:
Из асинхронного двигателя
Асинхронный двигатель, это электрический аппарат, служащий для преобразования электрической энергии в механическую, в виде вращательного движения вала данного устройства.
В своей конструкции, асинхронный двигатель имеет статор, в который помещены электрические обмотки и ротор, вращающийся внутри статора, и если в нормальном режиме работы, ротор вращается под воздействием электрического поля, создаваемого в статоре, при подаче на обмотки напряжения, то при использовании подобных электрических машин, при изготовлении ветрового генератора, происходит обратный процесс – при вращении ротора, в электрических обмотках статора образуется электрический ток. Единственное условие, при данном варианте конструкции, это необходимость не значительное переделки используемого асинхронного двигателя.
Объем переделки зависит от типа используемого двигателя, так если это оборотистая машина, с числом оборотов более 1000, то необходима перемотка обмоток статора, при использовании тихоходных устройств — перемотка не требуется. Кроме этого, для обеспечения надежной работы создаваемого ветрового генератора, необходимо выполнить установку магнитов, для этого ротор машины протачивается, на размер устанавливаемых магнитов, магниты приклеиваются к ротору, после чего данный узел заливается эпоксидной смолой.
Магниты размещаются по шаблону, для создания равномерно направленной ЭДС, образующейся в устройстве. Полюса магнитов («+» и «-») должны чередоваться, что обеспечит правильную работу аппарата.
Вариант расположения магнитов, на роторе асинхронного двигателя, приведен на фото, расположенном ниже:
Когда работы по переделке ротора завершены, двигатель собирается, и изготавливаются лопасти ветровой установки и конструкция их крепления.
Лопасти могут быть изготовлены, как и в случае использования автомобильного генератора (пластиковые трубы), или из иного, имеющегося в наличии материала: листовой металл, пластик, дерево и т.д.
Несущая конструкция должна быть прочной, т.к. асинхронный двигатель обладает значительным весом. Один из вариантов монтажа приведен на ниже расположенном фото:
Для подключения собранной и смонтированной установки используются схема соединения обмоток «треугольник», приведенная ниже:
где:
М – асинхронный двигатель;
С – конденсаторы, обеспечивающие нормальный режим работы установки;
SA1 – коммутационный аппарат, служащий для вывода двигателя из работы;
ХР1 – клеммная колодка, служащая для соединения двигателя с нагрузочной сетью.
На неодимовых магнитах
Неодимовый магнит – это мощное устройство, в состав которого входит редкоземельный металл – неодим, железо и бор. Данный вид магнитов отличается стойкостью к размагничиванию и мощностью притяжения.
Для изготовления ветрового генератора данного вида необходимо приобрести комплект неодимовых магнитов и использовать автомобильную ступицу или иное устройство (шкив и т.д.), которые послужат основой конструкции.
При изготовлении 1-фазного генератора, количество полюсов должно соответствовать количеству магнитов, при изготовлении 3-фазного генератора, соотношение полюсов и катушек, должно быть – 2/3 или 4/3, соответственно.
Магниты наклеиваются на поверхность ступицы (шкива), при этом их полюса должны чередоваться. Для того, чтобы не ошибиться при изготовлении данного элемента, лучше всего выполнить разметку поверхности, на которой крепятся магниты, а также промаркировать их полярность. Вариант монтажа магнитов, с использованием шкива, приведен на фото:
Из медного провода наматываются катушки, количество которых соответствует количеству установленных магнитов. При наматывании, используется провод ПЭТВ или аналог, применяемый при изготовлении обмоток электрических машин. Количество витков можно рассчитать, но при отсутствии опыта выполнения подобных расчетов, вариант подбора, требуемого количества, также может быть применен.
Для небольшого генератора на неодимовых магнитах, общее количество витков в обмотке статора, должно составлять 1000 – 1200 штук, в свою очередь для определения количества витков в одной катушке, данное количество необходимо разделить на количество изготавливаемых катушек.
Внутренний диаметр (отверстие) катушки должен соответствовать диаметру магнита, или быть несколько большим, чем он.
Изготавливается статор генератора. Для этого можно воспользоваться прочным пластиком или фанерой, на поверхности которых выполняется разметка и крепление изготовленных катушек.
Вариант выполнения данной операции приведен на ниже следующем фото:
Катушки крепятся с использованием клея, после чего вся поверхность заливается эпоксидной смолой. Толщина получаемого статора должна соотноситься с толщиной неодимовых магнитов. Концы катушек, перед заливкой, выводятся наружу, где в последствии соединяются по схеме «звезда» или «треугольник».
Выполняется сборка изготовленных узлов, в единое изделие. В случае использования автомобильной ступицы, конструкция выглядит следующим образом:
К ротору генератора (ступице) крепятся лопасти или приводной вал, в случае горизонтальной установки статора. Собранные узлы крепятся на подготовленной основании, а к выводам катушек подключается нагрузка.
Самодельный ветрогенератор для дома и дачи
Для резервного электроснабжения загородного дома или дачи, наиболее подойдет вертикальный ветровой генератор, что обусловлено простотой конструкции, возможностью работать при малых ветровых нагрузках и отсутствие необходимости в монтаже высоких мачт, служащих площадкой для установки ветрового генератора.
Из рассмотренных выше вариантов изготовления подобных устройств своими силами, наиболее эффективен вариант с использованием неодимовых магнитов. В этом случае изготавливается опорная конструкция, в нижней части которой устанавливается изготовленный генератор и приемное устройство, в виде полусфер, как показано на ниже приведенном рисунке:
Ведущий вал изготавливается из стальной шпильки, которая помещается в подшипники, устанавливаемые на несущей конструкции, которая в свою очередь изготавливается из профильного (уголок, труба и т.д.) и листового металла.
В нижней части шпилька крепится к оси генератора, а в ее верхней части, монтируется конструкция, на которую устанавливаются лопасти.
Каракас лопасти (полусфера) может быть изготовлен из дерева, фанеры или толстого пластика. Для поверхности лопастей, используется тонкая фанера, тонкий пластик или легкий металл (оцинкованное железо и т.д.), которые закрепляются на каркасе лопасти, после чего выполняется их монтаж на конструкцию в верхней части шпилек.
После завершения сборки, собранное изделие устанавливается на подготовленном заранее месте и включается в работу.
Ветрогенератор для отопления
При принятии решения об устройстве системы отопления загородного дома или дачи, необходимо помнить, что, как и в случае с электроснабжением подобных объектов, ветровой генератор не является надежным источником энергии, и может лишь служить аварийным, либо в качестве второго источника, дополняя прочие альтернативные способы получения требуемой энергии: солнечные панели, геотермальные установки и т.д.
Вне зависимости от того, в качестве какого источника (основного, дополнительного или резервного) работает ветровой генератор, для работы системы отопления необходима электрическая энергия, идущая на нагрев ТЭНов отопительного котла и работы циркуляционных насосов.
В связи с этим, на выбор конструкции собираемой установки, влияет ее мощность, т.е. способность производить определенное количество электричества в единицу времени. Из рассмотренных выше вариантов, для устройства системы отопления можно применить конструкцию с использованием неодимовых магнитов и асинхронного двигателя.
Плюсы и минусы самоделок
У любого технического устройства есть свои достоинства и недостатки, и ветровые установки не являются исключением. Так различным типам ветровых генераторов присущи свои плюсы и минусы, которые определяют их технические характеристики, стоимость и условия монтажа.
Тем не менее, вне зависимости от конструкции таких устройств, если они изготавливались самостоятельно, то им присущи общие достоинства и недостатки, которые можно сформулировать следующим образом:
Достоинства самоделок:
- Низкая стоимость.
- Возможность изготовления из подручных средств.
Недостатки самоделок:
- Не возможность создать устройства надежные по обеспечению потребителей электрической энергией достаточной мощности.
- Сложность изготовления, требующая знаний в этой области техники и умение работать различным инструментом.
Понравилась статья? Поделись с друзьями!
alter220.ru
Делаем ветровой генератор своими руками. Разновидности и преимущества ветровых генераторов. Как сделать и установить ветровой генератор
Обеспечение электроэнергией далеко расположенных поселков – проблема, которая давно и остро стоит перед застройщиками и владельцами жилья. Довольно часто застройка на участках происходит намного раньше, чем туда проводят блага цивилизации. Решить данную проблему можно за счет альтернативных источников энергии: солнца или ветра.
Преимущества и недостатки ветровых генераторов
Существует множество мнений, что альтернативная энергетика неэффективна но, несмотря на это, такие приборы как: ветрогенераторы, солнечные батареи и коллектора можно уже встретить в некоторых поселках. Но использование таких устройств не везде возможно, потому как их работа очень зависит от природных факторов. Так, солнечные батареи не могут обеспечить полностью потребность дома в энергии, так как требуют огромной площади для генерации 1 КВт. Да и солнечная активность в средних широтах на протяжении года не одинаковая. В зимнее время эффективность солнечных панелей будет минимальной. Ветрогенераторы для дома обладают достаточной мощностью, чтобы обеспечить небольшое строение электроэнергией. При этом в некоторых местах, например, в приморских районах, величина ветра практически постоянна, что позволяет использовать ветряк, как основной источник энергии.
Недостатком получения электроэнергии из ветра является большая стоимость оборудования. Заводские модели стоят от 1000 тыс. долларов да 1 КВт мощности, что делает их недоступными для широкого круга пользователей. Однако, эту проблему можно решить, сделав его самостоятельно. О том, как сделать ветрогенератор своими руками — расскажем далее.
Разновидности ветровых генераторов
В настоящее время используется большое количество различных моделей ветрогенераторов, которые отличаются как по принципу действия, так и по количеству лопастей и материала их изготовления.
По оси вращения ветряки делятся на:
- Вертикальные. Ось вращения генератора в такой конструкции перпендикулярная земле. Благодаря тому, что все детали генератора находятся внизу, его легко монтировать и обслуживать. Однако, эффективность такой конструкции не слишком высока.
- Горизонтальные. В них ось вращения генератора параллельна земле. Такие установки более популярны как для домохозяйств, так и для производства электроэнергии в промышленных масштабах.
По количеству лопастей ветрогенераторы бывают:
- Двухлопастные.
- Трехлопастные (самые популярные модели).
- Многолопастные. Многолопастные ветрогенераторы редко применяются для выработки электроэнергии. Наиболее часто их используют в качестве привода водяных насосов.
По материалу изготовления лопастей:
- Парусные генераторы.
- Генераторы с жесткими лопастями. Парусные ветрогенераторы более простые в исполнении, но не долговечны и обладают низкой эффективностью, чем модели с лопастями из металла или стеклопластика.
Рассмотрим характеристики ветрового генератора. Так, принцип работы данного устройства довольно прост. Поток ветра, который направлен на лопасти, поднимает их, заставляя вал ротора вращаться. Благодаря магнитам на роторе при его вращении вокруг катушек медного провода создается электрический ток, который поступает на аккумулятор. Последний, в свою очередь, питает сеть дома при необходимости.
Устройство ветрового генератора
Ветрогенератор состоит из нескольких основных частей:
- Мачта. Является опорой всей конструкции. Ее высота зависит от того, где будет устанавливаться ветрогенератор. Чем выше заграждения, которые препятствуют свободному прохождению воздуха, тем выше должна быть мачта. Для бытового ветрогенератора мачты изготавливают из стальных труб или сварной конструкции.
- Генератор. Устройство, которое преобразует кинетическую энергию ветра в электрическую энергию. Генератор можно использовать как стандартный, так и намотать его самостоятельно.
- Лопасти. Благодаря лопастям, которые подымаются от потока ветра, вращается ветрогенератор.
Изготовление вертикального ветрового генератора роторного типа
Мощности подобного ветрогенератора вполне достаточно, чтобы обеспечить электричеством небольшой дачный домик. Конструкция будет состоять из 3-х вертикальных лопастей, вала, который будет передавать вращение, генератора, и станины.
Для производства такого устройства понадобится:
- Генератор с напряжением 12V. Можно взять бывший в употреблении прибор от автомобиля. Стоят он недорого, достаточно зайти на любую разборку.
- Аккумулятор. Так как сила ветра – величина непостоянная, и может получиться так, что энергия нужна, а ветра нет и, наоборот, для ее накопления нужен аккумулятор. Обычный кислотный стартовый аккумулятор не подойдет. Лучше купить специальный гелиевый аккумулятор большой емкости, так как кислотные не любят полного разряда (банки могут просто посыпаться).
- Инвертор постоянного тока 12V на переменный ток 220V. Мощности 600 – 700W будет вполне достаточно для освещения, телевизора и ноутбука. Конечно, его не хватит для кондиционера или холодильника.
- Автомобильное реле. Служит для контроля заряда аккумулятора.
- Вольтметр.
- Медный провод сечение 4 кв. мм.
- Хомуты для крепления генератора к конструкции мачты.
- Листовая сталь для изготовления лопастей.
- Уголок или профильная труба для изготовления станины.
Порядок монтажных работ:
- Первым делом вырезаются лопасти ветряка. Для этого лист оцинковки режется на полосы. После чего последние сгибаются по определенному радиусу.
- В качестве вала можно использовать стальную трубу. К нему присоединяются лопасти. Для того чтобы вал вращался, в станине устанавливаются подшипники. Их нужно 2 шт. — в верхней и нижней части.
- На нижнем конце вала устанавливается шкив, который через клиновидный ремень будет передавать вращение генератору. Приводной шкив можно взять от того же автомобиля (он крепится на коленвале авто). В этом случае ремень будет четко подходить к генератору.
- Станину вываривают из профильной трубы.
- После сборки механической части, можно приступать к подключению электрики. Генератор через реле подключается к аккумулятору, который включается в цепь дома.
Это довольно простая конструкция, которая не сможет похвастаться высокой производительностью. Недостатком ее является то, что высокая парусность лопастей может привести к их поломке при сильных порывах ветра. Однако, простота изготовления и обслуживания делает ее одной из самых популярных.
Как установить ветровой генератор на неодимовых магнитах
Данное устройство более сложно в изготовлении и в эксплуатации, однако, его эффективность на порядок выше.
Сам генератор будет изготовлен самостоятельно на основе автомобильной ступицы. Между ее вращающимися деталями будет установлен самодельный статор из намотанных медных катушек. На вращающихся частях ротора устанавливаются неодимовые магниты.
Работы в данном случае выполняются в следующей очередности:
- Перед началом работы старую ступицу необходимо разобрать, проверить работоспособность подшипников, при необходимости их смазать или заменить. Корпус очистить от ржавчины, а затем покрасить.
- Начинать изготовление генератора следует с разметки размещения магнитов на поверхности ступицы. Для этого лучше использовать шаблон. Изготавливается он на круглом куске картона, диаметр которого меньше диаметра ступицы. Его разбивают на сектора по количеству магнитов и прикладывают к ступице. По шаблону делают отметки для крепления магнитов.
- Магниты крепятся при помощи двухкомпонентного клея. Он обеспечивает отличное сцепление с поверхностью. Перед тем, как начать клеить магниты, их необходимо распределить по полюсам. Делать это очень просто. Необходимо на один магнит нанести пометку «+» или «-», а затем к плюсу поднести другой магнит. Если он будет отталкиваться, то это одинаковый полюс, значит, на него ставится отметка «+», если притягиваться – «-».
- При установке магнитов их необходимо чередовать полюсами. Когда на ротор наклеены магниты, поверхность заливают эпоксидной смолой.
- Теперь можно приступать к изготовлению статора. Здесь нужно понимать, какой генератор планируется изготовить. Для однофазного генератора количество катушек статора должно быть равно количеству магнитов ротора, а трехфазных соотношение магнитов к катушкам должно быть 4/3 или 2/3. Трехфазный статор намного лучше, так как имеет большую эффективность и не вибрирует при возрастающих нагрузках.
- Общее количество витков катушек для тихоходного генератора колеблется от 1200 до 1500. Разделив это количество на численность катушек, можно получить количество витков в каждой из них.
- Для намотки катушек лучше использовать провод большого сечения. Это увеличит мощность генератора. Также необходимо учитывать то, что внутренний диаметр катушки должен быть немного больше чем диаметр магнита.
- Располагают катушки по шаблону в фанерную форму и заливаются эпоксидной смолой. Перед этим их необходимо соединить в одну цепь.
- После того, как смола высохнет, генератор собирают и тестируют с минимальной нагрузкой. По напряжению, которое выдает генератор при определенном количестве оборотов, можно определить его мощность. Для этого необходимо измерить напряжение и сопротивление генератора при работе. Затем от полученного напряжения отнять напряжение аккумулятора и разделить результат на сопротивление. В итоге получится ток, который будет попадать на аккумулятор.
- Теперь осталось изготовить для ветрогенератора лопасти и мачту. Материалом для производства лопастей может с успехом служить труба из ПВХ диаметром 160 мм. Из нее вырезаются 6 лопастей длиной 2 метра.
- Мачта представляет собой стальную трубу, высотой 7-8 метра, у основания которой крепится к подвижному фланцу для ее крепления к бетонному основанию. Благодаря этому мачту можно будет опускать для проведения ремонтных работ. После установки мачта надежно крепится при помощи стальных тросов.
Данный тип генератора может обеспечить работу большинства приборов в доме.
Ветровые генераторы: видео
gid-str.ru
