Как сделать ветрогенератор своими руками: инструкция по сборке и монтажу. Как сделать ветрогенератор своими руками
Как сделать ветрогенератор своими руками ⋆ Прорабофф.рф
С каждым годом стоимость потребляемой электроэнергии возрастает. Мало того, даже если домовладельцы исправно платят за электричество, они не защищены от периодических сбоев в сети.
А так как современные дома оснащены множеством различных электроприборов, это создает определенные неудобства. Поэтому некоторые домовладельцы пытаются найти альтернативные источники электроэнергии.
Наиболее простым и выгодным вариантом является ветрогенератор. Для его работы необходим только ветер, а уж он доступен практически постоянно. Единственное, за что придется заплатить домовладельцу в этом случае – это набор деталей, из которых нужно будет собрать это устройство.
Преимущества и недостатки домашнего ветрогенератора
Благодаря ветрогенератору можно либо полностью обеспечить дом электричеством, либо использовать, полученную таким образом электроэнергию, во время сбоя в сети. Работает такой прибор только за счет энергии ветра, и его не нужно подпитывать каким-либо топливом. Преимуществом такого прибора является полная независимость и экологичность.
Наиболее практичными считаются устройства, мощность которых варьирует в пределах 3-10 кВт. Работать такие приборы могут при низкой скорости ветра. А вот ветрогенераторам меньшей мощности потребуется более сильные ветряные потоки, скорость которых будет превышать 10 м/с.
Ветровые турбины вертикального типа могут обеспечить стабильную работу вне зависимости от погодных условий, а вот горизонтальный тип устройства не сможет полноценно функционировать при недостаточной скорости ветра.
К основным достоинствам ветрогенератора относится простота в обслуживании и автономность. А если оборудовать такое устройства аккумуляторной батареей, то можно накопить полученную электроэнергию и использовать ее в любой удобный момент.
Однако, ветряки не лишены некоторых недостатков:
- ветровые потоки непостоянны;
- при низкой скорости ветра генератор не сможет выдать необходимую мощность электроэнергии;
- для создания ветрогенератора потребуются дорогие детали;
- в процессе работы устройство издает достаточно громкий шум.
Что потребуется для сборки ветрогенератора
Для самостоятельного изготовления ветряка роторного типа необходимо обзавестись:
- преобразователем;
- автомобильным генератором;
- аккумулятором;
- зарядным реле;
- небольшой металлической емкостью;
- выключателем;
- вольтметром;
- несколькими видами крепежных метизов;
- хомутиками;
- медными проводами.
- Также в процессе сборки нужно будет пользоваться:
- отвертками;
- болгаркой;
- ножницами по металлу;
- дрелью;
- гаечными ключами;
- пассатижами;
- измерительными устройствами.
Процесс самостоятельной сборки ветряка
1. В первую очередь необходимо изготовить ротор и переделать шкив. С этой целью из металлической емкости вырезаются лопасти. Чтобы это сделать, нужно поверхность тары разделить на четыре равные доли. Дно емкости разрезать не стоит. Раскрой материала лучше производить болгаркой или ножницами по металлу.
2. Для крепления лепестков, на дне тары просверливаются симметричные отверстия.
3. Чтобы лопасти приобрели соответствующую назначению форму, их сгибают по часовой стрелке.
4. Готовую деталь прикручивают болтами к шкиву, а на мачте с помощью хомутов фиксируют генератор.
5. Закрепить провода на генераторе в соответствии с имеющейся схемой.
6. Все свободные провода прикрутить к мачте хомутами.
7. Подсоединить систему к аккумулятору с помощью провода 4 мм сечения.
8. Присоединить к цепи преобразователь.
9. Потребительскую сеть изготавливают из проводника, длина которого не превышает 1 м, а сечение 2 мм.
После того как ветрогенератор будет готов, необходимо осуществить проверку балансировки мачты, ведь даже малейший сбой может негативно сказаться на эффективности работы ветряка. Для надежной фиксации мачта углубляется в грунт минимум на 1,5 метра, а основание заливается бетоном. Также для подстраховки можно приварить металлические уголки, которые придадут конструкции еще больше устойчивости и прочности.
Как сделать ветрогенератор своими руками видео
xn--80ac1bcbgb9aa.xn--p1ai
подробная инструкция по сборке вертикального ветряка
Если раньше ветряки можно было встретить не часто, то сегодня эта сфера активно развивается и опыт по созданию приобрели многие.
Область применения устройств разнообразна: они обеспечивают электричеством дома, качают воду, напрямую к ним подключают сельскохозяйственное оборудование (например, дробилки) и нагревают ёмкости с водой, которые могут стать аккумуляторами тепла для жилища.
Промышленные модели всем хороши, кроме стоимости, поэтому рассмотрим, как сделать ветрогенератор (ветряк) для частного дома своими руками и что для этого потребуется.
Ветряки для дома своими руками, механика ветрогенератора
Суть работы ветрогенератора – превращение кинетической энергии ветра в электрическую. Каждый элемент системы выполняет свою функцию:
- Ветряное колесо, лопасти. Улавливают движение воздушных масс, вращаются и приводят в движение вал.
- На валу может быть сразу установлен генератор, а может быть угловой редуктор, который передаст движение вниз на кардан. Благодаря использованию редуктора можно добиться повышения оборотов (мультипликатор).
- Генератор – преобразует вращательную энергию в электрическую. Если генератор выдаёт стабильный ток, то его цепляют к аккумуляторам. Если нет – промежуточно устанавливается реле-регулятор напряжения.
- Аккумуляторов в системе может и не быть, но с ними работа более стабильна – они используют ветреные часы для подзарядки и расходуют накопленный потенциал, когда ветер стихает.
- Инвертор – служит для преобразования напряжения в нужную величину, например, в 220V. Нужен для удобства, поскольку большинство приборов рассчитаны на такое напряжение. Но назначение ветряка может быть различным, поэтому не в каждую схему включают инвертор.
- Анемоскоп – прибор, который используют для мощных ветроустановок. Он собирает данные о скорости и направлении ветра. В самодельных конструкциях практически не встречается. Обычно делают небольшой флюгер и поворотный механизм.
- Мачта – или опора, на которой будет закреплён пропеллер. На высоте больше шансов поймать стабильный и сильный ветер, поэтому важно уделить внимание мачте, которая должна выдерживать нагрузки.
Ветряки могут быть горизонтальными (с классическим воздушным винтом) и вертикальными (роторные). Горизонтальные установки имеют наибольший КПД, поэтому их чаще всего воспроизводят при самостоятельном изготовлении.
Генератор вертикального типа
Но такие ветряки нужно поворачивать навстречу ветру, поскольку при боковом потоке он перестаёт работать. А роторный ветрогенератор, сделанный своими руками, тоже имеет свои преимущества.
Конструкция вертикальных систем может сильно отличаться, но есть у них общие особенности.
- Вертикально расположенные турбины поймают ветер, откуда бы он ни дул (горизонтальные модели нужно оснащать направляющей), что очень удобно, если ветер в конкретной местности не стабильный, переменный.
- Такую конструкцию можно расположить прямо на земле (конечно, если там будет достаточно ветра).
- Сделать установку проще, чем горизонтальную.
Единственный минус – относительно невысокий КПД.
Мощность устройства
Во-первых, нужно определить, какой мощности ветряк требуется, с какими задачами и нагрузками он должен справляться.
Обычно альтернативные источники энергии устанавливают, как дополнительный, который только помогает основному энергоснабжению.
И агрегаты мощностью от 500 Вт – это уже неплохо.
Для отопления небольшого дома понадобится около 2-3 кВт.
Но мощность ветряка зависит от 2 факторов:
- Диаметра лопастей.
- Скорости ветра.
Желаемое соотношение можно определить по таблице для горизонтальных устройств (на пересечении скорости ветра и диаметра лопастей – мощность в ваттах).
| Скорость ветра/Диаметр лопастей | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| 1м | 3 | 8 | 15 | 27 | 42 | 63 | 90 | 122 | 143 |
| 2м | 13 | 31 | 61 | 107 | 168 | 250 | 357 | 490 | 650 |
| 3м | 30 | 71 | 137 | 236 | 376 | 564 | 804 | 1102 | 1467 |
| 4м | 53 | 128 | 245 | 423 | 672 | 1000 | 1423 | 1960 | 2600 |
| 5м | 83 | 196 | 383 | 662 | 1050 | 1570 | 2233 | 3063 | 4076 |
| 6м | 120 | 283 | 551 | 953 | 1513 | 2258 | 3215 | 4410 | 5866 |
| 7м | 162 | 384 | 750 | 1300 | 2060 | 3070 | 4310 | 6000 | 8000 |
| 8м | 212 | 502 | 980 | 1693 | 2689 | 4014 | 5715 | 7840 | 10435 |
| 9м | 268 | 653 | 1240 | 2140 | 3403 | 5080 | 7230 | 9923 | 13207 |
Например, если чаще всего дуют ветра от 5 до 8 м/с, а нам нужно, чтобы ветряк выдавал 1,5 — 2 кВт, то нужно рассматривать конструкции диаметром от 6 м.
Лопасти
По форме лопасти могут быть:- Крыльчатого вида.
- Парусного типа.
Парусные – плоские, это менее продуктивная схема. Они не учитывают аэродинамические силы, а вращаются только под напором ветряного потока.
Только 10 % энергии ветра будет преобразована в электрическую.
У крыльчатого типа наружные и внутренние поверхности различаются по площади. Также важно расположить лопасти под углом 6-10 ° к ветру.
Какой материал использовать на лопасти
На старинных мельницах изготавливался тонкий деревянный каркас из жердей с перемычками, на который натягивались полотняные «крылья». Когда ткань ветшала, её заменяли. Как вариант, можно использовать плотные материалы, такие, как брезент.
Но есть и альтернативы, как можно сделать лопасти для ветрогенератора своими руками:
- Для небольшого пропеллера можно сделать пластиковые лопасти, разрезав на части трубу ПВХ.
- «Паруса» вырезают из фанеры.
- Крупный агрегат можно снабдить лопастями из деревянных досок (не важно, что каждая лопасть будет тяжёлой, главное, чтобы они уравновешивали друг друга).
- Можно использовать лёгкий металл, например дюралюминий.
Если ветер в местности порывистый, предпочтительнее делать увесистые лопасти, тогда система будет работать более стабильно.
Диаметр используемой трубы должен ровняться пятой части её длины. Отрезок разрезается вдоль на 4 части, в основании вырезается квадрат 5х5 (это будет место крепления), а затем делается косой срез, заужающий лопасть от основания к концу. Рваный край обрабатывается наждаком.
Для тех, кто любит путешествовать, ходить в походы или на рыбалку, такое устройство как электрогенератор на дровах будет просто незаменимым. Что это такое и как изготовить такой генератор своими руками, читайте далее.
Как организовать отопление без газа и дров, читайте тут.
Наверняка, вы слышали, что в военные времена выпускали автомобили, которые ездили на дровах. В чем состоит актуальность газогенератора в наше время, читайте в этой теме: http://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/otopitelnye-pribory/gazogenerator-svoimi-rukami.html. А также вы найдете инструкцию по изготовлению агрегата своими руками.
Вертикальный ветрогенератор своими руками
Используемые материалы и оборудование
Габариты турбины могут быть выбраны произвольно – чем больше, тем мощнее. В примере диаметр изделия – 60 см.
Для изготовления вертикальной турбины понадобится:
- Труба Ø 60 см (желательно из нержавеющей стали – оцинковка, дюраль и т.д.).
- Прочный пластик (два диска диаметром 60 см).
- Уголочки для крепления лопастей (по 6 шт. на каждую) – 36 шт.
- Для основы – ступица автомобильная.
- Гайки, шайбы винты для крепления.
Оборудование и инструмент:
- Лобзик.
- Болгарка.
- Дрель.
- Отвёртка.
- Ключи.
- Перчатки, маска.
Для балансировки лопастей можно использовать небольшую металлическую пластину, магниты, а при небольшом дисбалансе можно просто просверлить отверстия.
Чертеж ветрогенератора
Чертеж устройства ветрогенератора
Изготовление вертикального ветряка
- Металлическая труба разрезается вдоль так, чтобы получилось 6 одинаковых лопастей.
- Из пластика вырезается две одинаковых окружности (диаметр 60 см). Это будет верхняя и нижняя опора турбины.
- Чтобы немного облегчить конструкцию, можно вырезать в верхней опоре по центру круг Ø 30 см.
- В зависимости от того, сколько на автомобильной ступице отверстий, размечаются по ним точно такие же отверстия для крепления в нижней пластиковой опоре. Просверливаются дрелью.
- По шаблону нужно разметить расположение лопастей (два треугольника, образующих звезду). Отмечаются места крепления уголков. На двух опорах должно получиться идентично.
- Лопасти обрезать лучше не по одной, а все сразу (используется болгарка).
- Места креплений уголков нужно отметить и на лопастях. Затем просверлить отверстия.
- При помощи уголков лопасти крепятся к кругам-основаниям болтами и гайками через шайбы.
Чем длиннее лопасти, тем мощнее будет агрегат, но тем труднее его будет отбалансировать, в сильный ветер конструкцию «разболтает».
Генератор своими руками
Для ветряка нужно подбирать самовозбуждающийся генератор на постоянных магнитах (такие использовались в тракторах Т-4, МТЗ, т-16, т-25).
Если поставить обычный автомобильный генератор, у них обмотка напряжения работает от аккумулятора, то есть: нет напряжения – нет возбуждения.
Значит, если установить автогенератор + аккумулятор, и долгое время будет слабый ветер, аккумулятор просто разрядится и когда ветер появится вновь, система не запустится.
Либо изготовить ветрогенератор на неодимовых магнитах своими руками. Выдавать такой агрегат будет при слабом ветре 1,5 кВт, максимально, при сильном ветре 3,5 кВт. Инструкция по шагам:
Делаются два металлических блина, диаметром по 50 см.
На них по периметру на супер-клей крепятся по 12 неодимовых магнитов на каждой (размером примерно 50 х 25 х 1,2 мм). Магниты чередуются: «север» — «юг».
Блины размещаются друг напротив друга, полюса тоже ориентируются «север» — «юг».
Между ними размещается самодельный статор. Это 9 катушек медной проволоки сечением 3 мм. По 70 витков в каждой. Между собой они соединяются по схеме «звезда» и заливаются полимерной смолой. Катушки наматываются в одну сторону. Для удобства начало и конец обмотки нужно пометить (например, изолентой разных цветов).
Самодельный генератор для ветряка из неодимовых магнитов
Толщина статора около 15 — 20 мм. При его изготовлении нужно предусмотреть выходы обмоток с катушек через болты с гайками. С них будет идти питание генератора.
Расстояние между статором и ротором – 2 мм.
Суть работы в том, что север и юг магнитов меняются местами, что заставляет электрический ток «бегать» через катушку.
Магниты роторов будут очень сильно притягиваться. Чтобы соединить детали плавно, нужно просверлить в них отверстия и нарезать резьбу для шпилек. Роторы сразу выравниваются относительно друг друга и, постепенно, при помощи ключей, опускается верхний на нижний. После всего временные шпильки убираются.
Этот генератор можно использовать как на вертикальную, так и на горизонтальную модель.
Процесс сборки
- На мачте устанавливается кронштейн для крепления статора (он может быть трёх или шести лопастной).
- Над ним закрепляется гайками ступица.
- В ступице 4 шпильки. На них закручивается генератор.
- Статор генератора соединяется с кронштейном, неподвижно закреплённым на мачте.
- На вторую пластину ротора закрепляется лопастная турбина.
- От статора провода клеммами подключаются на регулятор напряжения.
Монтаж установки, которая превратит ветер в энергию
Чтобы установить собранную конструкцию на длинной мачте (а она будет довольно тяжёлой), нужно сделать следующее:
- В земле бетонируется надёжное основание.
- Во время заливки, в него вливают шпильки для крепления мощного шарнира (легко делается своими руками).
- После полного затвердевания, шарнир одевается на шпильки и закрепляется гайками.
- Мачта крепится к подвижной половине шарнира.
- В верхней части мачты при помощи фланца (приваривается), крепятся три — четыре растяжки. Понадобится стальной трос.
- За один из тросов мачта на шарнире поднимается (можно тянуть автомобилем).
- Растяжки фиксируют строго вертикальное положение мачты.
Ветряк из тракторного генератора
Место установки
От правильно подобранного места расположения ветряка будет зависеть эффективность его работы. Нужно найти место, где лопастям будет доступно максимальное количество ветра.
Это должно быть открытое пространство, возвышенность или крыша строения – подальше от деревьев и домов. И дело не только в помехах, но и в том, что устройство производит во время работы некоторый шум, а значит, может мешать спокойной жизни соседей.
Иногда на некотором удалении от жилого дома строят небольшой домик, в котором можно разместить оборудование и аккумуляторы, а на его крыше закрепляют ветрогенератор, можно даже в паре с солнечными батареями.
Сейчас все больше людей проявляют интерес к альтернативным источникам энергии. И частный дом — отличное поле для экспериментов. Альтернативная энергия своими руками: использование ветра, геотермальной энергии, биогаз и другие варианты, их плюсы и минусы.
Как утеплить трубы в земле своими руками, читайте в этой рубрике.
Видео на тему
microklimat.pro
Как сделать ветрогенератор своими руками? Легко!
Задавшись целью собрать ветрогенератор своими руками, я начал с поиска в Google. Нашлось огромное разнообразие конструкций, схем, чертежей, видео вертикальных и роторных моделей. У всех был общий принцип, который я и использовал в своем ветряке.
Все схемы имели пять общих черт:
1. Генератор2. Лопасти3. Монтаж установки, превращающей ветер в энергию4. Башня, чтобы поднять установку и поймать ветер5. Батареи и электронная система управления
Я уменьшил проект создания всего к пяти маленьким шагам. Если за раз рассматривать только один из пунктов, проект не кажется слишком трудным. Но обо все по-порядку.
ГенераторПервым делом, я приступил к выбору генератора. Мои интернет-исследования показали, что многие собирали самостоятельно ветряки. Как понял из их рассказов, это казалось им очень сложным, по крайней мере, первая попытка. Другие предпочитали схему на магнитах постоянного тока. Такое решение казалось проще. Поэтому начал искать двигатели, лучше всего подходящие для данной задачи.
Многие, оказалось, использовали для создания своего ветряка старые компьютерные моторы с ленточным приводом (раритет времен, когда компьютеры имели большие катушечные ленточные накопители). Лучшие, по-видимому, варианты моделей такого двигателя были у компании Ametek. Самый подходящий, по-моему, из них - 99 вольтный движок постоянного тока. Он прекрасно работает как генератор небольшой электростанции. К великому сожалению, ныне их почти невозможно найти. Хотя есть немало похожих аналогов, которые еще можно отыскать, например, на Ebay. Также имеется описание о преимуществах и недостатках различных двигателей Ametek (описание на анг.: https://www.tlgwindpower.com/ametek.htm).
Как вы уже догадались, найдется немало других доступных подходящих моделей. Такие магниты постоянного тока могут прилично работать, но они не были предназначены для ветряной установки изначально. Двигатели приходится раскручивать гораздо быстрее, чем их номинальная скорость, чтобы произвести что-нибудь схожее с их номинальным напряжением.
Я искал модель, рассчитанную на высокое напряжение постоянного тока, низкие обороты и высокий ток, воздерживаясь от низкого напряжения и высоких оборотов. Нужен был движок, который выведет более 12 вольт при довольно низких оборотах.
Так, к примеру, от двигателя, рассчитанного на 325 оборотов за минуту 30 вольт, можно ожидать выработки 12+ вольт при разумно-низких оборотах. С другой стороны, двигатель мощностью 7200 оборотов за минуту 24 вольт, вряд ли будет производить 12 вольт, пока он крутится со скоростью несколько тысяч оборотов за минуту. Это слишком быстро для ветряной установки.
Мне удалось прикупить один из подходящих движков Ametek 30 вольт на Ebay всего за 26$. Они стоят дешево, т.к. большинство охотится за более мощными. Можно найти также других изготовителей, так что не волнуйтесь о цене Ameteks. Во всяком случае, мой приобретенный мотор был в хорошем состоянии и работал отменно. Даже при простом толчке руками он набирал достаточно оборотов, чтоб зажечь лампу 12 вольт достаточно ярко. Я устроил ему настоящее испытание на сверлильном станке, подключив к соответственной нагрузке. Убедился, что если смогу пристроить хорошие лопасти, он будет производить большое количество энергии.
ЛопастиОчередные онлайн-исследования показали, что многие вырезали лопасти из дерева. Это показалось мне возмутительным объемом работы. Также обнаружил, что другие домашние мастера использовали трубы ПВХ. Такой вариант выглядел более простым.
Я последовал найденному описанию. Сначала нужно было определить необходимую длину.
Рекомендуется брать пластиковые трубы диаметром 1/5 от длины.
Например, если вам нужны лопасти длиной 50 см, то труба должна иметь диаметр 10 см. С одного отрезка получится четыре штуки.
Для своего самодельного ветрогенератора использовал черную трубу, которую смог найти в местном магазине, диаметром 15 см, длиной 60 см. Сначала разрезал ее вдоль на четыре равных части. Затем вырезал одну лопасть, удалив квадрат примерно 5 см у основания, где она будет крепиться. Срезал лишнее вдоль по диагонали. Прежде чем вырезать квадрат, просверлите отверстие в углу, где нужно будет сделать надрез. Это поможет не сломать материал и не порезать дальше требуемого.
Вырезанное крыло послужило шаблоном для следующих. Итого у меня получилось четыре штуки (3 для моей установки, плюс одна запасная).
Затем немного сгладил края на шлифовальном станке и чуток наждаком. Не знаю, насколько это улучшит работу ветряка, но выглядит неплохо.
МонтажДовольный результатом, я приступил к сборке электростанции из полученных запчастей.
Покопавшись в своей мастерской, обнаружил зубчатый шкив крепления вала двигателя. Но он оказался слишком мал диаметром, чтобы закрепить лопасти болтами. Среди своего металлолома также нашел алюминиевый диск 13 см диаметром – достаточного размера, но его некак прикрепить к валу двигателя. Самым простым решением было, конечно, скрепить эти две части вместе. Для этого просверлил требуемые отверстия в дисках.
Закрепил болтами лопасти и диски.
В местном магазине нашел этот колпак для винта.
Сразу подумал о добавлении счетчика. Такая конструкция уже действительно выглядела как профессионально сделанная ветровая электростанция. Вряд ли смогу убедить даже друзей, что построил ее из подручных средств, найденных среди хлама в моей мастерской да сантехнических деталей. Потом нашел сайт, который утверждал, что такие счетчики нарушают циркуляцию воздуха и снижают эффективность лопастей. Кто знает, насколько такое заявление обосновано, но решил отказаться от счетчика, по крайней мере, сейчас.
Теперь нужно установить турбину. Я решил поставить ее на деревянной подставке. Размер досточки был рассчитан путем высокого научного метода да выбора наиболее подходящего куска из имеющегося хлама.
Отрезал кусок пластиковой трубы диаметром 10 см, чтобы сделать щит двигателю, защищающий его от дождя. Для хвостовой части, поворачивающей винты по направлению ветра, просто использовал кусок тяжелого алюминиевого листа. Я переживал, что хвост не достаточно большого размера, но на практике оказалось, работает очень хорошо. Хвост поворачивает ветряную установку прямо навстречу ветру каждый раз, когда он меняет направление.
Кому интересны точные чертежи и схемы - я указал основные размеры хвостовой части на фото. Хотя думаю, вряд ли какие-то из этих размеров являются критическими.
Башня для установкиПроцесс создания подошел к установке на башню. Башня позволит свободно вращаться навстречу ветру. После некоторых размышлений и штурма местных магазинов, наконец, пришел к решению, которое, кажется, должно хорошо работать.
Железная труба диаметром 2.5 см дает хорошее скольжение внутри 3 см стальной ЕМТ электрического трубопровода. Можно было бы взять длинный кусок трубопровода как башню и 2.5 см фитинги труб с обоих концов. Главному устройству подключил 2.5 см железный фланец по центру, 19 см от конца генератора, ввернул конец железной трубы. Провода будут проходить через отверстие по центру трубы, а затем выходить у основания башни.
Для основания вырезал из фанеры диск диаметром 60 см. Сделал U-образную форму сборки из 2.5 см трубопроводной арматуры. Посередине поставил 3.5 см тройник. Теперь он может свободно поворачиваться, а также позволяет поднимать и опускать башню. В деревянном диске просверлил отверстия для стальных вставок, чтобы зафиксировать его к земле.
На фото - верхняя часть с креплением основания. Думаю, вы уже догадались, как они будут стыковаться вместе. Представьте себе трехметровую трубу, соединяющую обе части.
Так как строил ветрогенерор дома, а использовать собирался в горном домике, решил повременить с покупкой опорной трехметровой трубы, пока не приеду к месту. Это означало, что конструкция будет собрана лишь частично, а поэтому провести надлежащее испытание перед установкой на месте не получится. Конечно, такой поворот меня немного беспокоил, поскольку до последнего момента не мог быть уверен до начала испытаний, действительно ли подтвердятся все мои расчеты и система заработает надлежащим образом.
Затем покрыл все деревянные части несколькими слоями белой краски, оставшейся у меня после ремонта, чтобы защитить древесину от дождя и гниения. Прикрутил крылья, добавил к хвостовой части противовес, чтобы сбалансировать систему.
Меня разбирало любопытство, как это все-таки будет работать. Чтобы протестировать систему, выйдя на улицу одним ветреным днем, просто поднял повыше над головой. Лопасти раскрутились за считанные секунды (без подключения к генератору). Я держал в своих руках бешено вращающуюся юлу смерти, не зная, как опустить ее, чтоб лопасти не четвертовали меня. К счастью, в какой-то момент порыв ветра стих и мне удалось остановить эту махину. Вряд ли еще когда-нибудь повторю эту ошибку.
Батареи и электронная система управленияТеперь, когда все механические части готовы, настало время приступить к пятому пункту моего плана - электронная система.
Ветровая электростанция состоит из ветровой турбины; одной или нескольких батарей хранения энергии, произведенной генератором; блокирующего диода, предотвращающего вращение двигателя от запасенной электроэнергии аккумулятора и балластной нагрузки избыточной энергии, когда батареи полностью заряжены; контроллера заряда для запуска всей системы.
Есть много контроллеров солнечных и ветряных электростанций. Anyplace предоставляет механизмы систем получения альтернативной энергии, которые продаются на Ebay. Я решил все же попробовать сделать контроллер своими руками. Погуглив немного, нашел много информации, в том числе некоторые полные схемы контроллера. Они показались не сложными, поэтому довольно легко собрал свой блок.
Так как увлекаюсь электроникой с раннего детства, множество компонентов у меня уже было. Поэтому осталось прикупить самую малость, чтобы завершить систему. Немного изменил схему в соответствии с имеющимся запасом, чтобы использовать уже имеющиеся компоненты. Но все же, мне пришлось купить реле.
Моя схема контроллера
Как уже говорил выше, пришлось изменить найденную схему под себя, чтобы использовать детали, которые у меня есть. Совсем не обязательно все точно дублировать. Большинство значений резисторов не являются критическими. Если у вас есть соответствующие знания, вы можете подобрать свои оптимальные варианты. Не бойтесь экспериментировать.
Решите ли вы купить готовый контроллер, или сделать его самостоятельно, он обязательно необходим для ветроустановки, так как должен контролировать напряжение батареи, либо направлять энергию туда для подзарядки, или балласту избыточной энергии, когда аккумулятор полностью заряжен (чтобы предотвратить чрезмерную зарядку и поломку батареи).
Так выглядит мой контроллер, который я сделал сам. При первоначальном тестировании просто закрепил его болтами к фанере. Впоследствии закрою защищенным от непогоды корпусом.
Наконец, все элементы готовы. Осталось отвезти их в мой домик в горах и установить. Все части устройства аккуратно упаковал, собрал необходимые инструменты, приготовился к поездке с надеждой на этот раз получить электричество для своего удаленного домика.
Окончательная сборка установкиПосле прибытия на место моей первой задачей было создание, а затем крепления несущей башни ветряка. В ближайшем магазине приобрел трубу три метра длиной, 35 мм толщиной, чтобы сделать стояк. Сборка прошла быстро. Я использовал нейлоновые веревки и деревянные колья, чтобы с четырех сторон закрепить стояк.
Это крепление верхней части башни. Немного подумав, приспособил металлические скобы, чтобы закрепить веревки к трубе. Позже планирую заменить веревку стальными тросами. Но чтобы проверить работоспособность системы это было более чем достаточно.
Диск основания башни лежит прямо на земле. Провод выйдет через отверстие наружу для подключения турбины к контроллеру. Чтобы протянуть провод через трубу, воспользовался жесткой проволокой – одним концом проволоки прикрутил провод, вставил проволоку в трубу и протянул провод.
Заработало! Хотя ветерок этим днем был совсем небольшим, лопасти отлично разогнались.
Фото остальных устройств: контроллер, аккумулятор, электроника. 120 вольтный инвертор подключен к батарее, а также мультиметр для отслеживания напряжения батареи и выходного напряжения из ветрогенератора. Помимо этого, к инвертору подключено зарядное устройство, преобразующее 120 вольт переменного тока.
Крупным планом использованная электроника. По данным мультиметра, ветряк вырабатывает 13,32 вольт. Электробритва и зарядное устройство – тестовые приборы, обеспечивающие нагрузку на систему через инвертор переменного тока.
Разумеется, оставлять всю электронику вот так вот на фанерной доске под открытым небом довольно опасно. При таком то высоком напряжении тока, да множестве соединений проводов опасность короткого замыкания слишком высока. После первого тестирования подберу хороший удлинитель и перенесу устройства в защищенное место.
Наконец установка моего самодельного ветряка закончена! У меня есть электричество! Теперь смогу зарядить свой телефон, фотоаппарат, подключить ноутбук и прочую бытовую технику. И больше не зависеть от традиционных источников питания, по крайней мере, пока дует ветер.
Читайте также: Ответы на часто задаваемые вопросы
Видео от ютубера Аромала. Интересно, что его ветряк работает даже в лесу, под деревьями, где кажется, и ветра то нету.
vetrogeneratorsvoimirukami.ru
Делаем для дачи вертикальный ветрогенератор своими руками
Пожалуй, ни один дачник не будет спорить с тем, что сегодня необходимо иметь какой-либо альтернативный источник электроэнергии, ведь свет могут отключить в любую минуту. Большую популярность, как источник бесплатной энергии, сегодня получили самодельные ветрогенераторы. Разнообразные модели таких устройств предлагаются на рынке, а в интернете можно увидеть схемы, чертежи и видео, позволяющие собрать их своими руками.
Стоит отметить, что самодельный ветрогенератор будет очень полезен даже при его небольшой мощности. Уже одно то, что среди кромешной тьмы дача будет освещена, и можно будет без проблем посмотреть телевизор или зарядить мобильное устройство, подстрахует от неприятностей и поднимет престиж перед соседями.
Три маленьких секрета
Первый секрет заключается в том, на какую высоту будет установлен самодельный ветрогенератор. Понятно, что проще смонтировать его на высоте нескольких метров от земли, но и толку от него тогда будет не особенно много. Следует учитывать, что чем выше ветрогенератор, тем сильнее ветер, быстрее крутятся его лопасти, и тем больше энергии можно получить от сделанной своими руками электростанции.
Второй секрет заключается в выборе АКБ. В интернете советуют не мудрить и ставить автомобильный аккумулятор. Да, это проще и, на первый взгляд, дешевле. Но, необходимо знать, что автомобильные аккумуляторы следует устанавливать в хорошо проветриваемом помещении, они требуют ухода, а их срок службы не превышает 3-х лет. Будет лучше приобрести специальный аккумулятор. Хотя он и стоит дороже, но это себя оправдает.
Третий секрет, какой ветрогенератор лучше подходит для изготовления своими руками — горизонтальный или вертикальный? У каждого варианта свои достоинства и недостатки. Мы рассмотрим ветрогенераторы вертикального типа, принцип работы которых показан на рис.2.
Сначала о недостатках: вертикальный ветрогенератор имеет низкий КПД по сравнению с горизонтальными моделями, на его сборку уходит больше материалов, что, соответственно, ведёт к удорожанию конструкции. С другой стороны, вертикальные ветряки могут работать при более слабом ветре, чем их горизонтальные аналоги, что компенсирует их невысокий КПД. Их не требуется поднимать на слишком большую высоту, они проще и дешевле при монтаже и установке, что сводит на нет разницу в стоимости материалов.
Немаловажным фактором является и то, что вертикальный ветрогенератор надёжнее при резких порывах ветра и ураганах, так как его устойчивость растёт с повышением скорости вращения. Кроме того, вертикальные конструкции практически бесшумны, что позволяет устанавливать их в любом месте, вплоть до крыши жилого дома. Всё вышеперечисленное ведёт к тому, что эти установки пользуются растущим спросом и выпускаются в различных модификациях, применительно к требуемой мощности и ветрам, преобладающим в определённых регионах, с чем, кстати, можно ознакомиться на видео ниже.
к содержанию ↑Простейшая конструкция
Маломощный вертикальный ветрогенератор нетрудно собрать своими руками из, без преувеличения, бросовых материалов: большой пластиковой бутылки или жестяной банки, стальной оси и старого электромотора. Достаточно пополам разрезать банку или бутылку и закрепить эти половины на связанной с генератором оси вращения (рис.3). Такой вертикальный ветряк несложно сделать разборным и брать его с собой на рыбалку или в поход, где он не только осветит место ночлега, но и позволит подзарядить телефон или другое мобильное устройство.
Собственная электростанция для дачи
А вот изготовление более мощного ветрогенератора придётся начать с покупки ведра и это не розыгрыш. Да, для начала, придётся купить обычное оцинкованное ведро. Это, конечно, в том случае, если такое прохудившееся ведро не завалялось где-либо в сарае. Размечаем его на четыре части и делаем ножницами по металлу прорези, так, как это показано на рис.4.
Ведро крепится за днище к шкиву генератора. Крепить следует четырьмя болтами, расположив их строго симметрично и на одном расстоянии от оси вращения, что позволит избежать дисбаланса.
Итак, практически всё готово, осталось выполнить следующие действия:
- Отогнуть металл на прорезях, чтобы получить лопасти. Если чаще всего господствует сильный ветер, достаточно слегка отогнуть бока. Если ветер слабый, отогнуть можно и посильнее. В любом случае, величину изгиба можно отрегулировать позднее;
- Соединить все необходимые приборы (кроме генератора) так, как это показано на рис.5;
- Закрепить генератор с идущими от него проводами на мачте;
- Укрепить мачту;
- Подсоединить провода, идущие от генератора, к контроллеру.
Всё. Изготовленный своими руками ветрогенератор готов к работе.
к содержанию ↑Электрическая схема
Рассмотрим подробнее электрическую схему. Понятно, что ветер может в любую минуту прекратиться. Поэтому ветрогенераторы не подключают напрямую к бытовым приборам, а вначале заряжают от них аккумуляторные батареи, для обеспечения сохранности которых, применяется контроллер заряда. Далее, учитывая то, что АКБ дают постоянный ток малого напряжения, в то время как практически все бытовые приборы потребляют переменный ток напряжением 220 вольт, устанавливается преобразователь напряжения или, как его ещё называют, инвертор и только потом подключают всех потребителей.
Для того чтобы ветрогенератор обеспечивал работу персонального компьютера, телевизора, сигнализации и нескольких энергосберегающих ламп достаточно установить аккумулятор ёмкостью 75 ампер/час, преобразователь напряжения (инвертор) мощностью 1,0 кВт, плюс генератор соответствующей мощности. А что ещё нужно, когда отдыхаешь на даче?
к содержанию ↑Подведём итоги
Вертикальный ветрогенератор, который можно сделать по приведённым выше инструкциям, может работать при довольно слабом ветре и независимо от его направления. Его конструкция упрощается за счёт того, что в ней отсутствует флюгер, разворачивающий по ветру винт горизонтального ветрогенератора.
Основным недостатком вертикально-осевых ветряных турбин является небольшой КПД, но это искупается рядом других преимуществ:
- Скорость и простота сборки;
- Отсутствие ультразвуковой вибрации, характерной для горизонтальных ветрогенераторов;
- Нетребовательность к техническому обслуживанию;
- Достаточно тихая работа, позволяющая установить вертикальный ветряк практически в любом месте.
Конечно, сделанный своими руками ветряк может не выдержать излишне сильного ветра, который окажется способным сорвать ведро. Но это не проблема, просто придётся купить новое или приберечь где-либо в сарае отслужившее свой срок старое.
На видео ниже можно посмотреть как запитываются бытовые приборы на даче. Правда, ветрогенератор здесь сделан не из ведра, но тоже своими руками.
mirenergii.ru
Как сделать ветрогенератор своими руками
Экология потребления.Ветряные генераторы с давних пор использовались людьми в качестве недорогих и удобных источников электроэнергии, отличающихся простотой своего изготовления и высокой экологичностью.
Ветряные генераторы с давних пор использовались людьми в качестве недорогих и удобных источников электроэнергии, отличающихся простотой своего изготовления и высокой экологичностью. Ряды так называемых «ветряков», картинно раскинувших свои лопасти на фоне природных ландшафтов, украсили в своё время многие уголки нашей планеты, а их промышленное производство было налажено в кратчайшие сроки. И в наши дни ветрогенераторы промышленного изготовления широко применяются в тех регионах России, где эффект от их использования вполне оправдан.
Конечно же, самодельным ветряным генератором, изготовленным в домашних условиях, сегодня никого не удивишь. Но, тем не менее, к решению вопроса о том, как сделать ветрогенератор своими руками, вам следует отнестись очень серьёзно и приступать к работе лишь после тщательного изучения всего материала по теме. В этой статье мы попытаемся помочь вам в этом и рассмотрим один из возможных вариантов изготовления подобного устройства.
Конструкция ветряного генератора
Предполагается, что рассматриваемая нами конструкция генератора будет состоять из следующих основных частей:
собственно ветрогенератор, собранный на базе двигателя промышленного изготовления;
электронный блок управления зарядкой;
комплект соединительных проводов;
крепёжная мачта;
растяжки.
В качестве электрического привода в рассматриваемой конструкции используется двигатель постоянного тока, которым комплектуются некоторые модели так называемых «бегущих дорожек» (260V, 5A). При этом обратный (генераторный) эффект мы получим за счёт того, что любое устройство подобного типа в отношении формируемого им электромагнитного поля является обратимым. При наличии вращательного усилия на валу двигатель автоматически превращается в генератор.
Используемые материалы
Большую часть материалов, используемых в этом изделии, вы сможете приобрести в любом хозяйственном магазине.
Помимо двигателя от дорожки вам потребуется следующий набор комплектующих изделий и расходных материалов:
специальная нарезная втулка;
мост диодный на токи 30-50A;
кусок полихлорвиниловой трубки.
Кроме того, для изготовления хвостовика и корпуса генератора необходимо подготовить следующие детали и расходный материал:
Труба квадратная 25х25 мм;
Фланец маскирующий;
Патрубок;
Саморезы;
Болты;
Шайбы;
Скотч.
Сборка генератора
Изготовление ветрогенератора начинаем с подготовки лопастей, которые можно вырезать из тонких полосок дюралюминия. Примерная форма лопастей генератора приведена ниже.
Перед креплением заготовки следует тщательно обработать шкуркой до получения необходимого профиля, таким образом, чтобы передняя кромка была закруглена, а задняя – оставалась заостренной.
Хвостовик делаем из жести, причём его размер и форма не играют решающей роли – главное, чтобы он был достаточно жёстким.
Затем берём снятый с беговой дорожки двигатель с прикрепленной к нему втулкой и отмечаем на нём места расположения трёх отверстий на расстоянии примерно 10 см от центра (на равном удалении друг от друга). Затем просверливаем по получившейся разметке отверстия и нарезаем резьбу под крепёжные болты.
Рекомендуем пометить место крепления каждой лопасти к втулке, что позволит вам не спутать их при сборке.
Монтаж ветряного генератора
Окончательную сборку ветрогенератора проводим в следующей последовательности:
Разрежьте трубку ПВХ на две части и проложите полученным материалом то место на квадратной трубе, куда вы собираетесь крепить ваш двигатель. Расположите диодный мостик неподалёку от двигателя и закрепите его при помощи саморезов.
Соедините выходящий из двигателя провод черного цвета с «плюсом» диодного моста.
Присоедините выходящий от двигателя провод красного цвета к «минусу» моста.
Положение хвостовика настройте таким образом, чтобы плоскость всей системы была параллельна земле. Прилаживаем хвостовик к трубе и крепим его на ней при помощи заранее приготовленных саморезов.
Размещаем помеченные ранее лопасти на свои места и крепим их болтами с шайбами на втулку, причём на ближние к оси отверстия устанавливаем по две шайбы (с каждой стороны основания лопасти). Для трех наружных отверстий устанавливаем по одной шайбе (со стороны болта). После этого основательно затягиваем полученные соединения.
Надёжно зафиксировав вал двигателя, надеваем на него втулку с лопастями и с помощью плоскогубцев заворачиваем ее до упора, против хода часовой стрелки.
Затем проворачиваем патрубок к маскирующему фланцу с помощью газового ключа.
После этого проводим балансировку основания трубы с закреплённым на ней двигателем и хвостовиком и отмечаем точку равновесного положения.
В этой точке производим крепление несущего основания к мачте (для удобства вам, возможно, придется открутить для этого втулку и хвостовик).
Закрепляем основание на саморезы и восстанавливаем убранные ранее узлы.
Ветряной генератор может прослужить вам значительно дольше, если вы покрасите не только его лопасти, но также основание, хвостовик и защитный кожух двигателя.
Для включения ветряного устройства в рабочую электрическую сеть вам обязательно понадобится комплект проводов, контроллер зарядки батарей, амперметр и нагрузка (аккумуляторная батарея).
Что касается несущей мачты, то сразу отметим её особое значение для надёжного крепления генератора, что гарантирует его долгую и бесперебойную эксплуатацию. Этот элемент конструкции не только должен быть достаточно прочным, но ещё и обязан иметь хорошую устойчивость. Кроме того, совсем не помешает, если мачта будет оборудована простейшим механизмом опускания и подъёма основания с двигателем.
Отметим также и тот факт, что чем выше мачта – тем более сильные воздушные потоки будут доступны вашей импровизированной электростанции. Используемые для крепления мачты проволочные растяжки можно установить через каждые 5,0-5,5 м по её высоте. опубликовано econet.ru
P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet
Присоединяйтесь к нам в Facebook , ВКонтакте, Одноклассниках
econet.ru
Как сделать вертикальный ветрогенератор своими руками
В последнее время поклонники возобновляемых источников энергии отдают предпочтение вертикальным конструкциям ветряков. Горизонтальные уходят в историю. Дело не только в том, что смастерить вертикальный ветрогенератор своими руками легче, чем горизонтальный. Основным мотивом такого выбора является эффективность и надежность.
Преимущества вертикального ветряка
1. Вертикальная конструкция ветряка лучше ловит ветер: нет необходимости определять, откуда он дует и ориентировать лопасти под воздушный поток. 2. Установка такого оборудования не требует высокого его расположения, а это значит, что вертикальный ветряк своими руками будет легче обслужить. 3. Конструкция содержит меньше движущихся деталей, что повышает ее надежность. 4. Оптимальный профиль лопастей повышает КПД ветряка. 5. Многополюсный генератор, использующийся для выработки электроэнергии, является менее шумным.
Расскажем о том, как изготовить детали и собрать вертикальный ветрогенератор своими руками.
Алгоритм действий при изготовлении турбины своими руками
1. Опоры (верхняя и нижняя) лопастей представляют собой две концентрические окружности одинаковых по размеру. Изготавливают их из ABS пластика – вырезают лобзиком. В одной из них (она будет верхней) проделывают отверстие диаметром 300 мм.
2. Нижняя опора должна опираться на хаб, в качестве которой можно использовать ступицу легкового автомобиля. Для соединения деталей нужно разметить и высверлить 4 отверстия. 3. Собирая вертикальный ветрогенератор своими руками, особое внимание уделяют креплению лопастей. Для правильного расположения лопастей нужен шаблон. На нижней опоре чертим шестиконечную звезду (звезду Давида), углы которой будут находиться на краю окружности. Проецируем чертеж на верхнюю опору. Лопасти изготавливаем из тонкого листового металла в виде полоски длиной 1160 мм, ширина которых – чуть больше стороны луча звезды.
4. Крепят лопасти двумя уголками вверху и внизу, при этом они должны быть изогнуты так, чтобы образовалась четверть круга. Располагают их друг за другом по окружности, устанавливая на грани лучей.
Изготавливаем ротор
1. Основания для ротора диаметром 400 мм выпиливают из фанеры толщиной 10 мм. По внешнему радиусу с помощью жидких гвоздей или эпоксидного клея крепят постоянные неодимовые магниты с высокой индуктивностью. Располагают их аналогично цифрам на часовом циферблате (ровно 12 шт) с соблюдением полярности (их рекомендуется промаркировать). Чтобы магниты не сошли со своего места, их временно фиксируют распорками из деревянных клиньев.
2. Второй ротор делают аналогично и симметрично первому. Разница в полярности магнитов – она должна быть противоположной.
Как собрать статор
Статор собирается из 9-ти катушек индуктивности. Должно быть з группы последовательно соединенных катушек (по 3 шт. в группе): конец предыдущей соединяется с началом следующей (конфигурация «звезда»). Располагаются катушки симметрично в вершинах трех треугольников, вписанных в окружность. Намотка выполняется медным проводом 0,51 мм в диаметре (тип – 24 AWG). Необходимо 320 витков. Это позволит получить на выходе генератора напряжение 100 В при 120 об/мин. турбины. Вертикальный ветрогенератор своими руками можно смастерить с различными параметрами выходного напряжения и тока путем уменьшения/увеличения количества витков и диаметра намоточного провода статора. Витки катушек наматываются одинаково. Необходимо соблюдать направление намотки и отмечать ее начало и конец. Поверх наружного витка наносится эпоксидный клей и наматывается в четырех местах изолента – для препятствования разматыванию.
Правила и нюансы соединения катушек
Концы катушек необходимо очистить от лаковой изоляции. Соединения выполняются пайкой. Подготовленные таким образом катушки укладывают на бумажный лист, на который наносят схему их расположения (в соответствии с положением постоянных магнитов ротора). Фиксируют их скотчем. Все свободные поля бумаги (кроме центров катушек) заклеивают стеклотканью, заливая эпоксидную смолу с отвердителем. Выводы обмоток должны располагаться снаружи или внутри статора. Для крепления кронштейна в статоре проделывают отверстия.
Окончательная сборка и установка
На одну ось собираются (сверху – вниз): нижняя опора лопастей, диск с постоянными магнитами (верхнее основание ротора), статор, нижнее основание ротора и ступица. Все составляющие крепятся шпильками к кронштейну. Для хорошего контакта используем болты из нержавеющей стали. Доработав остальные мелочи, получаем готовое устройство. Вертикальный ветряк своими руками следует устанавливать на отрытой местности, там, где сила ветра наибольшая. Желательно, чтобы вблизи не было высоких сооружений. Тогда ветрогенератор будет эффективно вырабатывать электроэнергию, что поможет сэкономить средства.
Источник
Это интересно:Дачный ветрогенератор своими руками из подручных материаловБыстро и просто делаем солнечные батареи своими рукамиБесплатный подогрев воды или как изготовить солнечный коллектор своими руками
Это интересно:
www.energya.by
Как сделать ветряк своими руками. Возможен ли вообще самодельный ветрогенератор? CAVR.ru
Некоторые любознательные граждане не раз задумывались над вопросом: "Как сделать ветряк своими руками, какие чертежи необходимы и насколько сложно его изготовление?"
Кажется невероятным, но самодельный ветрогенератор своими руками можно изготовить из обыкновенного велосипедного колеса. Главное - это немного разбираться в физике и иметь "золотые" руки.
На велосипедное колесо устанавливаются лопасти, количество которых может быть от трех до шести, в зависимости от замысла изобретателя. Балку для хвоста можно изготовить из ПВХ трубы. Велосипедное колесо крепится к торцевой заглушке трубы, в которой предварительно сверлится отверстие. Генератором служит двигатель, рабочее напряжение которого имеет параметр 24В. Раньше такие движки широко применялись в старых компьютерах для привода диска. Скорее всего, такие моторчики не составит труда подыскать на "барахоловках" компьютерной техники.
Далее, генератор необходимо при помощи обыкновенного уголка прикрепить к ветряку. Итогом должна стать прочная палочка, которая закрепляется с помощью хомутов. Этот шест предназначается для того, чтобы ветряные электростанции своими руками находились на достаточной возвышенности и могли взаимодействовать с потоками ветра. Кроме того, внутри него также прокладывается вся электропроводка.
Самодельный ветрогенератор должен полностью уравновешиваться хвостом, для чего заранее просчитывается его вес. В качестве генератора в данном примере был использован двигатель, работающий на постоянных магнитах, а также приводной ремень, устойчивый к длительному солнечному воздействию.
Характеристики разработанной конструкции способны составить конкуренцию солнечным батареям, а выходных параметров вполне хватает для обеспечения автономного энергоснабжения жилого дома. Общая стоимость самодельного аппарата при условии, что все комплектующие были приобретены в магазине, окупается за несколько месяцев его работы.
По данной технологии можно изготавливать также и ветрогенераторы вертикальные, но длина шеста в этом случае должна быть в 1.5 раза больше.
С каждым днем возрастают цены на традиционные носители энергии. В связи с этим в современное время особой актуальностью пользуется альтернативная, нетрадиционная энергетика, как более экономный способ обеспечения энергоресурсами потребностей населения. Естественно, что энергия ветра не осталась без внимания, так как это неиссякаемый источник для получения электричества и, к тому же, абсолютно бесплатный.
Ветроэнергетика - отрасль энергетики, основной специализацией которой является возможность использования ветровой энергии, вырабатываемой кинетической энергии от движения всех воздушных масс в слоях атмосферы.
Уже никого не удивляют загадочные конструкции, представляющие собой мельницы на длинных столбах, которые можно встретить на возвышенной местности. Все знают, что это ветровые электростанции, предназначенные для выработки электрической энергии из движения воздушных масс. Когда-то давно они считались экзотикой и устанавливались только на крупных предприятиях, способных позволить себе такое дорогостоящее оборудование.
На сегодняшний день ситуация кардинально изменилась. Данные конструкции можно встретить на сельскохозяйственных и промышленных территориях, а также в частных секторах, где иногда легче позаботится об автономной системе энергоснабжения, чем зависеть от централизованных линий.
Ветроэнергетические установки являются экономичными, а главное, экологически чистыми, так как при их использовании полностью исключается возможность выброса токсичных отходов в атмосферу. Также следует учитывать, что для работы таких электростанций нет необходимости использовать какие-либо топливные ресурсы, что, учитывая всевозрастающие цены на бензин и дизельное топливо, ставят ветер вне конкуренции.
Нельзя исключать и технические аспекты: отпадает необходимость в традиционной электроэнергии, что позволяет обустраивать бесперебойное энергоснабжение даже в местах, где его полного отсутствия. Ветроустановки способны обеспечивать предприятия или частные постройки электричеством на долгие годы при условии минимальной скорости ветрового потока 9м/с.
Ветряные генераторы считаются одним из наиболее перспективных на сегодняшнее время систем, способных вырабатывать электроэнергию в автономном режиме. Наиболее оптимальным и мощным по количеству вырабатываемой энергии является система ветрогенераторов, объединенных в одну сеть при помощи компьютерной системы. Это дает возможность управления несколькими сотнями ветровых турбин одновременно.
Прежде чем устанавливать данные устройства, необходимо произвести некоторые расчеты. Прежде всего, нужно будет определить, каким ветропотенциалом обладает местность в районе, где планируется возводить автономные источники энергии. Также особое внимание следует уделить разработке схемы размещения турбин, учитывая характеристики площадки.
В большинстве случаев ветряки, ветряные электростанции для дома или для промышленных предприятий состоят из следующих основных компонентов: ветротурбины, включающей в себя генератор и поворотное устройство, блоков управления и преобразования, мачты, на которую крепится турбина и аккумуляторной батареи.
Как правило, ветротурбины состоят из трех лопастей, хотя, теоретически, возможно любое их количество. Во избежание возникновения частых неисправностей турбины, используется аэромеханическая система, предназначенная для стабилизации частоты вращения.
За производство электроэнергии отвечает генератор, который подсоединен к турбине. В зависимости от модели установки, возможно его подсоединение как напрямую, так и через трансмиссию.
Для возможности ориентирования ветротурбины в зависимости от направления ветровых потоков в данный момент времени, предусмотрено специальное устройство, расположенное на мачте.
Ветрогенераторы для дома, дачи имеют отличную от профессионального оборудования комплектацию и являются менее мощными устройствами. Однако, они прекрасно справляются с проблемой энергообеспечения отдельно стоящих домов во время обесточивания централизованной линии. Они могут вырабатывать энергию круглосуточно, являются экономичными, экологичными, а также достаточно красивыми.
На сегодняшний день ветрогенераторы с вертикальной осью вращения можно встретить гораздо реже, чем с горизонтальной. Однако, они также заслуживают внимания потребителей. В отдельных случаях их установка - это наиболее оптимальное решение проблемы автономного энергоснабжения.
По принципу работы они подразделяются на:- тихоходные;- быстроходные.
Наиболее распространенным примером вертикальной ветровой установки являются ветряки карусельного типа.
Ниже приведены усредненные рабочие параметры такого рода конструкции, которые могут незначительно меняться в зависимости от конкретной модели:- оптимальная мощность - 1кВт;- установлено два ветромодуля;- в конструкции отсутствуют растяжки;- средняя высота установки составляет 12 метров;- полностью бесшумна;- минимальная скорость ветра, при которой осуществляется выработка энергии, составляет 3 м/с.
В современное время данные установки пользуются особой популярностью в США, Японии, Канаде и Англии, где их производство поставлено на массовый поток. Вертикальные ветрогенераторы являются простыми в эксплуатации, не требуют сложного технического обслуживания и способны прекрасно справляться даже с приземными часто меняющимися воздушными потоками.
В случае возрастания скорости ветра, данная система способна моментально нарастить силу тяги. После этого скорость вращения будет автоматически стабилизирована. К числу особенностей данной установки также можно отнести их тихоходность, что позволяет применять к ним простейшие электрические схемы. При этом полностью исключается риск повреждения агрегата в случае резкого порыва ветра.
Также существует ортогональный тип ветроустановок, который, в основном, используется в крупной энергетике. Данный тип ветрогенераторов имеет один, но очень существенный недостаток: ему необходим "разбег". Другими словами, чтобы перевести аппарат в режим генератора из режима двигателя, необходимо подвести к нему энергию, чтобы осуществить его раскрутку до необходимых аэродинамических параметров.
Оказывается, что самодельный генератор для ветряка своими руками способен изготовить человек, даже далекий от инженерной деятельности. Для этого необходимо раздобыть тормозные диски автомобиля, у которых следует отшлифовать внутреннюю сторону. Это необходимо сделать для того, чтобы обеспечить магнитам лучшее крепление.
В процессе изготовления к статору необходимо приварить оси для дисков ротора, а в просверленные заранее отверстия обязательно нужно будет вставить шпильки для возможности его крепления.
Все катушки статора должны наматываться в одном и том же направлении, а начало обмоток рекомендуется сразу же помечать, чтобы впоследствии их удалось правильно соединить. На данном этапе придется потрудиться над изготовлением приспособления для намотки. После того, как катушки намотаны, их необходимо покрыть клеем. В итоге должно получиться девять катушек. После этого необходимо приступать к изготовлению формы для отливки статора. В качестве материала для ее изготовления лучше всего подойдут фанерные листы.
Катушки следует равномерно разложить по отмеченной окружности и залить эпоксидной клеем. Для придания статору максимальной прочности, с обеих сторон делаются прокладки из стекловолокна.
Итогом всех манипуляций будет являться трехфазный генератор - основное устройство ветрогенератора, без которого он просто не сможет функционировать.
Конечно, можно избежать всех этих утомительных операций и изготовить ветряк из автомобильного генератора, который, в принципе, удовлетворяет всеми необходимыми характеристиками для данных целей.
Лопасти для ветрогенератора можно изготовить из фанеры, листового пластика или даже из кровельного железа. Главное - позаботиться о том, чтобы они были подходящего размера. В любом случае, по возможности необходимо избегать чрезмерно толстых заготовок, так как ротор должен иметь малый вес. Это уменьшит трение, возникающее в подшипниках и, как следствие, весь барабан будет намного легче раскручиваться ветровыми потоками.
Для тех, кто всерьез задумался обеспечить свое жилище постоянным автономным энергоснабжением и при этом использовать бесплатную энергию ветра, особый интерес представляет самодельный ветрогенератор на постоянных магнитах, который возможно изготовить самостоятельно.
Для него необходимо раздобыть велосипедную втулку от заднего колеса. Магниты для генератора можно найти в старых громкоговорителях (колокольчиках), которые и на сегодняшний день можно увидеть на вокзалах, в общественных местах и везде, где обустраивали раньше громкую связь.
Как показывает практика, вполне хватит четырех сгоревших динамиков. Далее, их следует распилить на 16 частей и установить таким образом, чтобы они были направлены друг на друга одинаковыми полюсами.
Соединение катушек можно выполнять двумя способами: последовательным и параллельным. Следует учитывать, что при первом способе соединения увеличивается сила тока, а при втором - напряжение. Какой из этих вариантов будет наиболее оптимальным в конкретной ситуации, следует подбирать экспериментальным методом.
Данный тип ветровой мини-электростанции является достаточно простым, практичным и не требует материальных затрат на его изготовление. Но перед тем, как сделать ветряк, ветрогенератор, необходимо рассчитать его необходимые параметры и учесть планируемые условия эксплуатации.
Также самостоятельно можно изготовить и ветрогенераторы вертикальные. Обычно на них устанавливают четыре лопасти, каждая из которой имеет 1 метр в высоту и ширину 0.8 метра. Материалом для их изготовления могут служить крыши легковых автомобилей, скрепляемых между собой металлическими крестовинами.
Крепление крестовин проводится к трубе, которою можно раздобыть в старых строительных лесах. Основание такой электростанции будет представлять собой пирамидальную сварную конструкцию.
Основными преимуществами такой конструкции являются маленькая стоимость расходных материалов, надежность, простота сборки, возможность перемещения агрегата из одной точки в другую, простое техническое обслуживание.
Для обеспечения бесперебойным автономным электроснабжением различных промышленных и сельскохозяйственных предприятий используются специальные установки, способные получать электричество из энергии ветра. На сегодняшний день ветрогенераторы промышленные устанавливаются за средства, выделенные государством или крупнейшими корпорациями. Зачастую, отдельные устройства объединяют в цепи с компьютерным управлением. Так получаются ветроэлектростанции.
Основным преимуществом ветра, как источника энергии, является полное отсутствие как исходного сырья для питания генераторов, так и отходов, которые могли бы нанести вред окружающей среде.
К сожалению, и в настоящее время промышленные установки такого плана, преимущественно, производят за рубежом ввиду необходимости использования масштабной ресурсоемкости производства. Плюс к этому, в некоторых странах наблюдаются серьезные проблемы с энергообеспечением, и такие установки представляют собой единственный выход из сложившейся ситуации.
Применимо к промышленным агрегатам для выработки энергии из ветра, по конструкции наиболее распространены трехлопастные ветрогенераторы с осью вращения, расположенной горизонтально. Прежде чем переходить к их установке на местности, необходимо произвести полные исследования площадей, а также выполнить ряд сложных подготовительных и монтажных работ.
Большая мощность ветрогенератора, достигающая 6 Мвт - вот отличительная особенность электростанций, работающих на энергии ветра, что, естественно, сказывается на их стоимости.
Для населения промышленные агрегаты являются недоступными по цене, поэтому среди обычных потребителей наиболее распространены установки небольшой мощности порядка 2-5 кВт. Если скорость ветра будет достигать 4 м/с, такая миниэлектростанция вполне способна будет обеспечить электричеством загородный коттедж или частный дом со всеми установленными в нем бытовыми приборами. Последний вид данного такого устройства также применяется к общественным местам небольших площадей, например, кафе, частных гостиницах и т.д.
Работа любой ветровой электростанции, независимо от того, предназначена ли она для энергообеспечения целого города или это всего лишь ветрогенератор для дачи, сводится к одним и тем же принципам:
- необходимо, чтобы дул ветер;- при помощи хвоста генератора конструкция разворачивается по ветру;- лопасти, которые присоединены к генератору, под воздействием ветра приходят в движение;- за счет вращения лопастей осуществляется выработка электричества, которое потребители могут использовать в своих бытовых целях.
Такой простой принцип действия и объясняет популярность установки среди потребителей, желающих даже в дачном домике иметь автономное бесперебойное энергообеспечение. Для таких целей идеально подходит мини ветряк, мощность которого составляет всего лишь 2 кВт. Данное устройство прекрасно подойдет для обеспечения освещения и работы необходимых бытовых приборов: холодильника, телевизора и т.д. Такой автономный источник энергии может установить даже один человек.
Небезынтересно будет узнать, что можно изготовить ветрогенератор из автомобильного генератора. Конечно, точную себестоимость данного проекта предварительно назвать не представляется возможным. Все зависит от того, какие комплектующие и детали имеются в арсенале у мастера, а какие ему необходимо будет приобрести в магазине. Если придется все покупать, то рекомендуется идти не в магазин, а на рынок, где возможно приобрести б/у детали хорошего качества. Приведем некоторые расценки: б/у генератор мощностью 3-4кВт можно купить за 30-40 у.е. Также необходимо будет обзавестись конденсаторами (металлобумажными или бумажными определенной емкости), схемами подключения конденсатора к обмотке и схемой блока управления, которая состоит из трех рубильников. На данном этапе можно считать, что генераторная установка готова.
Своими руками также можно сконструировать бытовой ветрогенератор вертикальный бесшумный, основное отличие которого заключается в положении оси вращения. Обладатель такой установки, безусловно, оценит все ее преимущества: долговечность, стабильность выдаваемого тока, полное отсутствие шума.
Самым тихоходным ветрогенератором является, безусловно, парусный ветряк. Однако, из-за колоссальной аэродинамики его быстроходность находится в пределах 1- 1,5. Но, несмотря на это, у него существует масса достоинств, основным из которых является чрезвычайная чувствительность. Он реагирует на малейшее движение воздушных масс, начиная от 1 м/с. Это преимущество особенно важно для российской местности, где редко встречается ветер, скорость которого превышает 4-5 м/с. Именно в таких ситуациях, когда более быстроходные ветряки простаивают без дела, данные ветряные электрогенераторы прекрасно справляются с поставленной перед ними задачей.
Еще одним безусловным достоинством данного рода конструкции является элементарность его изготовления. Составляющие данного агрегата можно пересчитать по пальцам: вал установки на подшипниках, на валу находится ступица, к ней, в свою очередь, крепятся мачты, количество которых может варьироваться от 8-ми до 24-х. К мачтам крепятся паруса, которые изготовляются из тонкой, но очень прочной материи, преимущественно синтетической. Противоположный конец паруса прикрепляется при помощи штоков, выполняющих одновременно две роли: противоштормовой защиты и регуляторов углов поворота.
Именно такое элементарное изготовление ветряков объясняет их использование и в современное время, когда, по логике, такие установки должны были давным-давно быть вытесненными из употребления более технологичными агрегатами.
Кроме того, такие миниэлектростанции являются идеальным вариантом для походов и путешествий, так как в сложенном виде имеют размеры небольшого чемодана, паруса можно свернуть, а мачты - сложить. И хотя их эффективность остается невысокой, для подзарядки аккумулятора мобильного телефона ее вполне хватит.
Как вариант, предлагается использовать в качестве материала изготовления парусов пластик, что может способствовать увеличению быстроходности в несколько раз. Однако, это неминуемо должно привести к снижению мобильности, то есть в разобранном виде данная конструкция будет занимать гораздо больше места.
www.cavr.ru
