Ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора

Содержание

Как работает ветрогенератор

Ветрогенератором (ветроэлектрической установкой – сокращённо ВЭУ) называют устройство, которое используя потоки ветра, преобразует механическую энергию в электрическую.

Есть три типа ВЭУ:

  1. Промышленные – отличаются большой мощностью (до 8 МВт). Используются госкомпаниями или крупными промышленными организациями. Часто объединяются в единую сеть.
  2. Коммерческие – средние по габаритам и выдаваемой энергии. Применяются небольшими компаниями.
  3. Бытовые – устанавливаются на территории дачных участков, возле частных домов.

Общая схема работы:

  • Ветер раскручивает винт установки, воздействуя на его лопасти;
  • Через вал (и/или редуктор) крутящий момент сообщается генератору, который вырабатывает переменный ток;
  • При помощи инвертора характеристики тока стабилизируются;
  • Происходит зарядка аккумулятора, а от него запитываются потребители электроэнергии.

Самодельный ветрогенераторВетрогенератор можно изготовить самостоятельно

Ветрогенераторы отличаются тем, что для их работы не требуется топливо, при функционировании нет отходов, не выделяются выхлопные газы. Кроме периодического технического обслуживания, ВЭУ не требуют никаких вложений финансов.

Но есть и минусы: в маловетреных регионах работа таких установок не будет эффективной.

Конструкция ветрогенератора

Существует огромное видовое разнообразие ветрогенераторов и чертежей их изготовления. Но любая конструкция включает в себя следующие обязательные элементы:

  • генератор;
  • лопасти;
  • накопительная батарея;
  • мачта;
  • электронный блок.

ветрогенератор своими рукамиОбладая некоторыми навыками, можно смастерить ветрогенератор своими руками

Кроме этого, необходимо заранее продумать систему управления и распределения электроэнергии, начертить схему монтажа.

Условия работы ветрогенератора

Ветряная электростанция — это устройство, преобразующее ветряную энергию в электроэнергию. Есть 2 вида ветряных электростанций:

  • где ротор расположен горизонтально;
  • где ротор расположен вертикально.

Типы ветряных электростанций

Чаще всего применяются генераторы первого типа. Они отличаются высоким коэффициентом полезного действия (КПД — до 50%). Их основными недостатками являются:

  • высокая степень шума и вибрации;
  • их установка требует большого количества свободного пространства (до 100 м) или наличие мачты от шести метров высотой.

КПД ветрогенератора с вертикальным ротором в три раза меньше, чем у горизонтального аналога.

Схема вертикального ветрогенератора

Схема вертикального ветрогенератора своими руками

Работа генератора ветра состоит из 5 ключевых стадий:

  • Под воздействием ветра лопасти ветрогенератора начинают крутиться.
  • В результате начинают работать электрогенератор и ротор.
  • Произведенная энергия передается на конвертер заряда, а потом на автоаккумулятор.
  • Потом энергия поступает к инверторам и происходит ее преобразование из 12 (24) Вольт в 220 (380) B.
  • Электроэнергия передается в электросеть.

Как работает ветрогенератор

Принцип работы

Схема работы ветрогенератора

Когда начинает действовать подъемная сила ротор генератора начинает вращаться. Эта сила возникает, когда лопасти начинают обтекать ветровым потоком. При этих обстоятельствах генератор начинает вырабатывать переменные и нестабильные потоки тока, которые выпрямляются в контроллере.

Этот ток предназначается для зарядки аккумуляторов. Единовременно к аккумуляторам подсоединено второе устройство – это инвертор, преобразовывающий постоянное напряжение аккумуляторного оборудования в переменное однофазное или трехфазное, которым пользуется потребитель.

Ветрогенератор в нормальных случаях совершает свою работу с контроллером и инвертором, однако имеется возможность других путей его использования:

  1. Автоматическая работа с аккумулятором.
  2. Автоматическая работа с аккумулятором и солнечной батареей.
  3. Автоматическая работа с аккумулятором и резервным на дизельной основе генератором.
  4. Ветряк, который совершает свою работу параллельно с сетью.

Преимущества ветроэнергии безусловно хороши. Ветровая энергия обильна, не наносит вреда окружающей среде, полностью безопасна и надежна как ресурс для получения электроэнергии.

Составные части без которых не обойтись ветрогенератору:

  • фундаментного основания;
  • электрического шкафа;
  • башни;
  • лестниц;
  • вращающегося механизма;
  • гондол;
  • электрогенератора;
  • анемометра;
  • тормозной системы;
  • трансмиссии;
  • лопастей;
  • системы изменения углов атаки лопастей;

Необходимые инструменты:

  • электродрель со сверлами (5,5 – 7,5 мм);
  • газовый и разводной ключ;
  • электролобзик с пилкой по металлу;
  • отвертка;
  • рулетка;
  • транспортир;
  • циркуль;
  • маркер;
  • метчик на ¼ ×20;

Двух-лопастной винт на генератор без переделки

В принципе если на генератор поставить скоростной двух-лопастной винт диаметром 1-1.2 метра, то такие обороты легко достигаются при ветре 7-8м/с. Значит можно сделать ветряк и не переделывая генератор, только работать он будет на ветре от 7м/с. Ниже скриншот с данными двух-лопастного винта. Как видно обороты такого винта при ветре 8м/с составляют 1339 об/м.

двух-лопастной винт>

Так-как обороты винта растут линейно в зависимости от скорости ветра, то (1339:8*7=1171 об/м) при 7м/с начнётся зарядка АКБ. При 8 м/с ожидаемая мощность опять-же по расчёту должна быть (14:1200*1339=15.6 вольт) (15.6-13=2.6:0.4=6.5 ампер*13=84.5 ватт). Полезная мощность винта судя по скриншоту 100 ватт, по-этому он свободно потянет генератор и должен недогруженный выдать даже больше оборотов чем указано. В итоге 84 .5 ватт должно быть с генератора при 8 м/с, но катушка возбуждения потребляет около 30-40 ватт, значит в аккумулятор пойдёт всего 40-50 ватт энергии. Совсем мало конечно так-как переделанный на магниты генератор и перемотанный при этом-же ветре на оборотах 500-600 об/м выдаст в три раза больше мощности.

При ветре 10 м/с обороты будут (1339:8*10=1673 об/м), напряжение в холостую (14:1200*1673=19.5 вольт), а под нагрузкой АКБ (19.5-13=6.5:0.4=16.2 ампер*13=210 ватт). В итоге получится 210 ватт мощности минус 40 ватт на катушку и полезной мощности останется 170 ватт. При 12 м/с будет примерно так 2008 об/м, напряжение без нагрузки 23.4 вольта, ток 26 ампер, минус 3 ампер на возбуждение, и того 23 ампер ток зарядки аккумулятора, мощность 300 ватт.

Если сделать винт меньшего диаметра, то обороты ещё возрастут, но тогда винт не потянет генератор когда достигнет порог зарядки акб. Я посчитал разные варианты во время написания этой статьи и дву-лопастной винт оказался самым оптимальным для генератора без переделки.

В принципе если рассчитывать на ветра от 7м/с и выше, то такой ветрогенератор будет хорошо работать и выдавать 300 ватт при 12 м/с. При этом стоимость ветряка будет совсем небольшой, по сути только цена генератора, а винт и остальное можно сделать из того что есть. Только винт нужно делать обязательно по расчётам.

Переделанный правильно генератор начинает давать заряду уже с 4 м/с, при 5 м/с ток зарядки уже 2 ампера, при этом так-как ротор на магнитах, то весь ток идет в АКБ. При 7 м/с ток зарядки 4-5 ампер, а при 10 м/с уже 8-10 ампер. Получается что только при сильном ветре 10-12 м/с генератор без переделки может сравнится с переделанным, но он ничего не даст на ветре меньше 8 м/с.

Генератор ветра своими руками сделать не так уж и сложно

Как всем известно, электроэнергия дорожает и людям приходится нелегко. Для того чтобы предоставить себе хорошие услуги, необходимо за это платить не малые деньги. Несмотря на время года, человек нуждается в определенном комфорте. Наша страна довольно большая, соответственно климат везде различный. Местами бывает сильный ветер. Поэтому для такого случая, необходимо установить ветрогенератор. Устройство ветрогенератор, выбирают по определенным признакам.

Технология проведения работ

ветрогенератор из автомобильного генератора

Мастер должен увеличить число витков в 5 раз, это позволит уменьшить диаметр провода. На холостых оборотах напряжение будет равно 20 В. Если произвести загрузку с помощью электрической лампочки, позаимствованной от автомобильной фары на 60 свечей, то вольтметр покажет 12 В, тогда как амперметр – 5 А. Если вам покажется незначительным, что 1,3-киловаттный генератор выдает 60 ватт, можно использовать редуктор. Это обусловлено тем, что 600 оборотов в минуту является слишком маленьким показателем для сравнения с генератором автомобиля. Мощность будет расти пропорционально по отношению к количеству оборотов. Если удастся приобрести неодимовые магниты, размер которых составит 50 x 20 x 5 миллиметров, в количестве 12 штук, то можно изготовить новый ротор.

Ветровое колесо

Лопасти, пожалуй, самая важная часть ветрогенератора. От конструкции будет зависеть работа остальных узлов устройства. Изготавливают их из разных материалов. Даже из пластиковой канализационной трубы. Лопасти из трубы просты в изготовлении, стоят дёшево и не подвержены воздействию влаги. Порядок изготовления ветроколеса следующий:

  1. Необходимо рассчитать длину лопасти. Диаметр трубы должен быть равен 1/5 от общего метража. К примеру, если лопасть будет метровая, то подойдёт труба диаметром 20 см.
  2. Разрезаем трубу лобзиком вдоль на 4 части.
  3. Из одной части изготавливаем крыло, которое послужит шаблоном для вырезания последующих лопастников.
  4. Заусенца на краях сглаживаем абразивом.
  5. Лопасти фиксируют к алюминиевому диску с приваренными полосами для крепления.
  6. Далее к этому диску прикручивается генератор.

ec70fe2e96b66d012e5c170854021923.jpgЛопасти для ветрового колеса

После сборки ветроколесо нуждается в балансировке. Его закрепляют на штативе горизонтально. Операцию проводят в закрытом от ветра помещении. В случае правильно проведённой балансировки колесо не должно двигаться. Если же лопасти вращаются сами, то их требуется подточить до придания равновесия всей конструкции.

Только после успешного завершения данной процедуры следует перейти к проверке точности вращения лопастей, они должны крутиться в одной плоскости без перекоса. Допускается погрешность в 2 мм.

a2787d8d70b7ef277f9ef25b2fb1936f.jpgСхема сборки генератора

Хвост а-ля флюгер

Ветродвигатель должен автоматически устанавливаться по ветру. При небольшой мощности это достигается размещением ветроколеса позади башни, на которой установлен электродвигатель (рис. 2, а). Используют также хвост, который действует как флюгер.

Рис.2. Схема установки ветроколеса по ветруРис.2. Схема установки ветроколеса по ветру (нажмите, чтобы увеличить):
а — автоматическая; б — с помощью хвоста; 1 — башня; 2 — ветроколесо; 3 — хвост; V — направление ветра

Ветроколесо приобретает устойчивость при определенной величине площади хвоста, которую рассчитывают по формуле:

Формула №4. Определение величины площади хвостаФормула №4. Определение величины площади хвоста.
Где: D — диаметр ветроколеса; L — расстояние от плоскости вращения ветроколеса до вертикальной оси поворота ветродвигателя, м (рис. 2, б); I — расстояние от центра хвоста до вертикальной оси поворота ветродвигателя, м; µ — коэффициент трения головки двигателя по опорной плоскости (при использовании шарикоподшипников м = 0,03–0,05); G — вес головки ветродвигателя, Н; r — средний радиус окружности, по которой возникают силы трения, м; p — давление ветра при пуске ветродвигателя, Н/м2 (см. таблицу).

Основной показатель силы ветра — его скорость ориентировочно можно установить по определенным внешним признакам, по шкале Бофорта.

Таблица. Определение скорости ветра по шкале Бофорта
Сила ветра в баллах Название Признаки для оценки Скорость ветра в м/сек Скорость ветра в км/час Скорость ветра в миль/час
0 штиль Листья на деревьях не колеблются, дым сигареты поднимается вертикально, огонь от спички не отклоняется 0 0 меньше 1
1 тихий Дым сигареты несколько отклоняется, но ветер не ощущается лицом 1 3,6 1-3
2 легкий Ветер чувствуется лицом, листья на деревьях колышутся (шелестят) 2-3 5-12 4-7
3 слабый Ветер качает мелкие ветки и колеблет флаг 4-5 13-19 8-12
4 умеренный Качаются ветки средней величины, поднимается пыль 6-8 20-30 13-18
5 свежий Качаются тонкие стволы деревьев и толстые ветви, образуется рябь на воде 9-10 31-37 19-24
6 сильный Качаются толстые стволы деревьев, ветер «гудит» в проводах 11-13 38-48 25-31
7 крепкий Качаются большие деревья, против ветра трудно идти 14-17 49-63 32-38
8 очень крепкий Ветер ломает толстые стволы 18-20 64-73 39-46
9 шторм Ветер сносит легкие постройки, валит заборы 21-26 74-94 47-54
10 сильный шторм Деревья вырываются с корнем, сносятся более прочные постройки 27-31 95-112 55-63
11 жестокий шторм Ветер производит большие разрушения, валит телеграфные столбы, вагоны и т. д. 32-36 115-130 64-72
12 ураган Ураган разрушает дома, опрокидывает каменные стены Более 36 Более 130 73-82

Переделка автогенератора

В настоящее время ветряк из автомобильного генератора основательно разработан для изготовления своими руками. У многих автолюбителей он может лежать без дела в гараже. Даже если у него есть какая-либо неисправность, детали могут пригодиться, поскольку всё равно потребуется основательная переделка. Для генератора требуются большие обороты, которые смогут обеспечить только сильные ветра. При преобладании слабого ветра это устройство как ветрогенератор не подходит, даже с переделкой на меньшие обороты.

Перед тем как начать изготавливать ветрогенератор своими руками, надо иметь в виду, что для него дополнительно потребуются контроллер, АКБ и инвертор, последовательно расположенные друг за другом.

Ветроустановка

Как выглядит ветроустановка в полном комплекте

В целом конструкция обойдётся недёшево. Кроме того, батареи придётся время от времени менять на новые.

Преимущества и недостатки использования автомобильного генератора

Использование автомобильного генератора как элемента ветроэлектростанции дает существенные преимущества:

  • Имеется готовый генератор, который может использоваться без вмешательства в конструкцию или с некоторой модернизацией.
  • Автомобильный генератор выдает стабильное напряжение, что важно для ветряков с их постоянно меняющейся скоростью вращения.
  • Используется стандартное оборудование, доступное и не нуждающееся во вмешательстве в конструкцию.
  • Автомобильные генераторы широко распространены, что делает их ремонтопригодными и доступными для замены при необходимости.

Наряду с достоинствами имеются и некоторые недостатки:

  • Автомобильный генератор нуждается в высокой скорости вращения, что требует использования повышающего редуктора или изменений в конструкции устройства.
  • Ресурс автомобильного генератора ограничен примерно 4000 часами работы (в среднем). Даже новый генератор не выдержит и года непрерывной работы и потребует ремонта.
  • Система возбуждения некоторых генераторов требует подачи напряжения на катушку, что вынуждает изменять конструкцию и устанавливать постоянные магниты.

Несмотря на имеющиеся недостатки, автомобильный генератор считается оптимальным вариантом, возможным при самостоятельном создании ветроэлектростанции.

maxresdefault-7.jpg

Работа над ротором

самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора

Если вы решили сделать ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками, то сможете изготовить ротор. Для этого нужно подготовить лом алюминия, в качестве которого способны выступить старые поршни от двигателя внутреннего сгорания. В стальной кружке можно переплавить лом алюминия, а из полученной болванки – выточить основание ротора, этот элемент можно будет насадить на старый вал от первого ротора. С одной стороны следует оставить бортик, ширина которого составит 8 миллиметров, а остальной алюминий нужно снять резцом, углубившись на такое расстояние, которое будет равно габаритам магнитов и металлического бандажа. К данным параметрам необходимо будет добавить по 5 миллиметров.

Порядок изготовления ветряка

Ротор ветрогенератораПрежде чем приступить к строительству ветряка, следует подобрать подходящий генератор, который обеспечит энергией на малых вращениях. Хорошим генератором является автомобильный, однако прежде чем его использовать необходимо осуществить перемотку статора и вживить неодимовые магниты.

Если не имеется автогенератора, то можно сварить корпус для статора.

План действий таков:

  1. Взять лист из стали толщина которого 2 мм.
  2. Вырезать болгаркой 2 восьмиугольника, которые будут превышать внешний диаметр статора на 2 сантиметра.
  3. Отрезать 2 полосы, ширина которых составит 1.5 сантиметра.
  4. Сжать полосы по статору и приварить к восьмиугольникам.
  5. Сделать 2 фланца из стали 2 мм.
  6. Насверлить отверстия под 201-е подшипники, чтобы прикрепить фланцы с подшипниками.

Изготовление ротора:

  1. Найти пруток из металла, толщина которого составит 12 мм.
  2. Нарезать резьбу на шпильке для крепежа винта.
  3. Достать металлическую гильзу, толщина которой составит 76 мм.
  4. Взять отрезок 72-й трубы и сделать кольцо 2 мм.
  5. Обжарить хомутами и приварить.
  6. Залить гильзу эпоксидной смолой на шпильку.
  7. Наварить на шпильке пластинки, для того чтобы она не крутилась.
  8. Вырезать из жести 2 круга по внешнему диаметру гильзы.
  9. Вставить шпильку в отверстия и залить эпоксидной.
  10. Ротор отшлифовать до блеска.

Данный ротор поможет сэкономить энную часть денежных средств.

Когда корпус приобрел нормальный вид необходимо переходить к статору. Для начала требуется убрать старую обмотку и отскрести старый лак из пазков. Затем следует приобрести 200 эмаль-провод в 200 витков 0,56 мм.

Статор необходимо намотать каждой катушке прямо на зуб, чтобы получилось плотно и ровно, а также влезло много витков. В качестве изоляционного материала можно применить картон от тетради. Провод необходимо мотать пофазно, следует перешагивать через каждые 2 зуба. Затем следует проверить фазы не коротят ли они и обмазать лаком. Должно получиться 12 катушек по 3 фазы.

На роторе необходимо создать 24 полюса, так как соотношение магнита к катушкам составляет 2/3. Далее следует наклеить 24 магнита на ротор через одинаковое расстояние и залить эпоксидом.

После всех проделанных действий необходимо собрать генератор, соединить фазы в звезду и прокрутить. Получится около 2000 оборотов в минуту с выдачей 13 вольт.

Лопасти ветрогенератораИзготовление лопастей:

  1. Взять бочку.
  2. Разделить маркером и рулеткой на 4 части, которые будут равны.
  3. Вырезать лопасти.
  4. Прикрепить их болтами ко дну и шкиву.
  5. Отогнуть лопасти, делая это аккуратно для избегания резкого порыва ветра.

После этого, нужно смонтировать колесо и произвести его балансирование. Балансирование ветряного колеса следует осуществлять при закрытом и просторном помещении. Важной частью будет служить неподвижность воздуха.

Балансировка:

  1. Подвесить колесо в рабочем положении на высоте, чтобы не было препятствий для свободного вращения.
  2. Остановить колесо до полной неподвижности и отпустить.
  3. Провернуть колесо ручным способом на угол, который равен 360/3.
  4. Остановить и отпустить.
  5. Повторить наблюдение снова до полного поворота колеса вокруг оси.

Если остановившееся и отпущенное колесико начинает самопроизвольное вращение, говорит о том, что часть колеса, которая устремляется вниз имеет более тяжелый вес. Нужно сделать облегчение данной части путем стачивания края одной из лопастей.

Аналогичные испытания на том же стенде покажут, все ли части лопасти «укладываются» в плоскость вращения колеса. Для этого необходимо полностью остановить колесо и с обеих сторон лопасти поместить две планки, которые не будут мешать вращению планки на расстоянии в 2-ух мм от лопастей. При вращении колесика лопасть не должна касаться планки.

Особенности конструкции лопастей

Относительно конструктивных особенностей лопастей будущего генератора следует отметить, что они не должны быть слишком длинными, а их общее количество обычно не превышает трёх. Подобный выбор объясняется тем, что вес вращающихся элементов в этом случае будет меньше, и риск их разрушения резко снижается.

Обратите внимание! В ряде промышленных образцов используются длинные и сравнительно тяжёлые лопасти, но при этом в их конструкции предусмотрен изменяющийся угол наклона плоскости вращения.

Такое устройство подвижного механизма позволяет менять обороты с одновременным снижением уровня шумности.

Примерная стоимость самого недорого образца промышленной ветроустановки мощностью до 1 кВт составляет около 50-ти тыс. руб. и более. Для большинства пользователей такая сумма оказывается абсолютно «неподъёмной». Этим объясняется желание многих из них попытаться изготовить ветряной агрегат самостоятельно, воспользовавшись возможностями старого, но ещё рабочего автогенератора.

Принцип действия самодельного ветрового устройства на базе автомобильного генератора.

Принцип работы этого устройства очень прост. Ветер нужной скорости воздействует через лопасти на автомобильный генератор, заставляя его крутится. В процессе вращения генерирующего устройства вырабатывается электрический ток, поступающий к нагрузке потребителя через инверторное устройство.

Стоить отметить очень важную деталь в работе ветрового устройства – это наличие флюгера, который обеспечивает вращение лопастей по ходу ветра.

Ветряк из автомобильного генератора stronews.ru

Законность установки

Установки с выходной мощностью до 75 кВт устанавливать на собственной территории не запрещается, и никаких согласований проводить не потребуется (факт, закреплённый в Постановлении кабинета министров России).

А если нужно поставить мощный генератор промышленного или коммерческого типа, то понадобится специальная подготовка, связанная с созданием фундамента и ограждения участка – а это уже считается капитальным строительством.

Рекомендуется перед установкой ВЭЛ прочитать местные законодательные акты, касающиеся энергетики и предоставления коммунальных услуг. В разных регионах могут быть свои правила.

Это важно! Изделия мощностью до киловатта рассматриваются как бытовые электроизделия и не требуют ни сертификации, ни каких-либо ограничений на использование.

Изготовление мачты

Для изготовления мачты подойдёт старая водопроводная труба диаметром не менее 15 см, длиной около 7 м. Если в пределах 30 м от предполагаемого места монтажа есть постройки, то высоту конструкции корректируют в сторону увеличения. Для эффективной работы ветроустановки лопастник поднимают выше препятствия минимум на 1 м.

Основание мачты и колышки для закрепления растяжек бетонируют. К кольям приваривают хомуты с болтами. Для растяжек применяют оцинкованный 6 мм трос.

Совет. Собранная мачта обладает немалым весом, при ручной установке понадобится противовес из трубы с грузом.

Пошаговое описание процесса переделки

Переделывает автомобильный генератор за несколько доступных шагов:

  • 1-й шаг. Изготовить новый вал из немагнитного материала, например, титана на подобии старого.
  • 2-й шаг. Перемотать статор автогенератора, увеличив количество витков в семь раз, а диаметр уменьшить. Это нужно, чтобы увеличить генерацию энергии на малых оборотах.
  • 3-й шаг. Изготовить новый ротор можно или из алюминиевого ведра, разделив на 4 лопасти, или вырезать из водопроводной трубы. Прикрепить к генератору болтами.
  • 4-й шаг. Установить бандаж, например, из трубы, и приклеить парное число неодимовых магнитов, чередуя полюса.

Как сделать ветрогенератор своими руками

Для создания и монтажа конструкции могут понадобиться инструменты:

  • Дрель (также удобно использовать сверлильный станок);
  • Болгарка – пригодится для нарезания заготовок;
  • Набор гаечных ключей – потребуется при сборке ВЭУ;
  • Паяльник – для надёжного монтажа электропроводки.

Это важно! При работе с металлическими элементами может пригодиться сварочный аппарат, а для манипуляций с древесиной – электролобзик и рубанок.

Большую часть материалов для ветрогенератора можно отыскать на строительном рынке, в хозяйственных отделах гипермаркетов и автомагазинах.

Общее устройство:

  • Пропеллер (чаще всего берут двух или трёхлопастные);
  • Ротор турбины;
  • Редуктор;
  • Контроллер;
  • Генератор;
  • Инвертор;
  • Аккумулятор.

Аппаратура монтируется на каркасе, устройство которого необходимо разработать заранее. Маломощные ВЭУ устанавливают на одиночной стойке с растяжками.

Роторное устройство

Основной принцип работы схемы заключается в том, что лопасти винта автоматически становятся в такое положение, которое требуется для его вращения – это происходит из-за некоторого смещения оси в краю лопасти и благодаря ограничителю вращения.

Что потребуется:

  • Металлические (либо алюминиевые) профили или трубы – для мачты и винта;
  • Болты диаметром 6–12 мм;
  • Плотная ткань для лопастей (не потребуется, если винт решено делать из пластика или цельного металла);
  • Стальной трос для растяжек (усиления конструкции) – 4 одинаковых отрезка;
  • Электрогенератор – можно взять мотор от стиральной машины или любой другой.

Каркас винта собирается из металлических профилей, каждая лопасть покрывается тканью. Неплохим решением станет использование прочного пластика – он лёгок и не подвержен деформациям (трубы ПВХ, пластмассовые ёмкости).

Роторное устройствоСхема сборки роторного устройства

Некоторые мастера делают лопасти из металлических бочек или комбинируют элементы из дерева и металла. Важно создать такую конструкцию, которая могла бы выдержать сильные порывы ветра.

Пропеллер следует закрепить на главном вале с использованием шарикоподшипников. На нижней его части ставится шкив, который будет соединяться с валом генератора при помощи ременной передачи. Это требуется для увеличения скорости вала генератора – недостаточное возбуждение обмоток не позволит получить ток. Рекомендуемое соотношение передач (диаметров шкивов) – 1 к 10. То есть шкив генератора должен быть в 10 раз меньше шкива рабочего вала.

Генератор следует использовать низкооборотный. Например – Г.964.3701 с магнитным возбуждением. В конструкции отсутствуют щётки и имеется встроенный выпрямитель. При необходимости собрать генератор можно самостоятельно.

Генератор Г.964.3701Генератор Г.964.3701 с магнитным возбуждением

Для изготовления мачты лучше взять прочную металлическую трубу (около 4–5 метров). Её следует зафиксировать на поверхности любым удобным способом. На ней устанавливается рабочий вал с пропеллером.

На уровне нижнего конца рабочего вала следует закрепить генератор так, чтобы их шкивы располагались на одном уровне.

Крепление генератораКрепление генератора к рабочему валу

К клеммам генератора присоединяются провода и протягиваются к дому, подключаются к аккумулятору.

От аккумулятора два провода присоединяются к инвертору (к клеммам входа).

От «выхода» инвертора пара проводов протягивается к потребителям энергии или к общей электросети дома.

Ветрогенератор с редукторомСхема сборки ветрогенератора с редуктором

Аксиальная конструкция

Лопасти пропеллера можно сделать, разрезав металлическую бочку 100–200 литров при помощи болгарки. Края лопастей рекомендуется усилить прутками арматуры, также подойдут толстые стальные полосы. Далее следует закрепить пропеллер на двух крестовинах из швеллера, нижняя из которых должна быть особенно прочной – основная часть нагрузки будет приходиться именно не неё. Как вариант – пропеллер из пластиковых труб, которые режут пополам и скрепляют болтами на металлическом основании. Конструкция монтируется на главном валу.

Теперь делаем генератор на неодимовых магнитах.

Для изготовления ротора годится лист железа толщиной около 10–20 мм. Должны получиться 2 диска с диаметрами 150 мм и 1 – 170 мм. Для этого придётся использовать токарный станок или заказать изделия у профессионалов.

Неодимовые магнитыНеодимовые магниты отличаются мощностью притяжения и высокой стойкостью к размагничиванию

Неодимовые магниты можно заказать в интернет-магазинах. Лучше приобрести дисковые 25 х 8 мм.

Магниты следует разместить на выточенных дисках и залить эпоксидным клеем.

Полярность на магнитахРекомендуется указать на каждом магните полярность – это облегчит дальнейший монтаж

Для обмотки статора берём медную проволоку 0,95 мм. Следует изготовить 12 одинаковых катушек 12 катушек (по 60 витков на каждую – это позволит получить на выходе около 100 Вт). Для намотки придётся сделать шаблон, чтобы катушки получились одинаковыми. Можно наматывать их вручную или (при наличии возможности) изготовить особый станочек.

Медная проволокаКатушки из медной проволоки

Полученные элементы нужно разместить на картонном шаблоне, скрепить их изоляционной лентой. Выводы катушек следует последовательно спаять: начало с началом, конец – с концом.

Форму для катушек делают из листа фанеры (около 10 мм). В заготовке вырезается отверстие 200 мм, а в центре полученного диска – 60 мм. Форму нужно залить эпоксидным клеем на 50%, выложить стеклоткань, затем – катушки, сверху – ещё кусок стеклоткани и залить клеем до конца.

Заготовка из фанерыФорма для катушек из куска фанеры

Через сутки нужно обработать полученное изделие, по центру вырезать отверстие.

Для изготовления ступицы генератора следует взять трубу с внутренним диаметром 63 мм (например – кусок буровой трубы НКТ). К заготовке необходимо приварить гнёзда для будущих подшипников – 204 (их параметры: наружный диаметр – 47 мм; внутренний – 20 мм; толщина обоймы – 15,5 мм).

На тыльной части узла должна располагаться крышка (с креплением тремя болтами). Обязательно установить прокладку из толстого паронита, чтобы не вытекало масло, которое будет залито внутрь.

С наружной части должна быть установлена крышка с сальником. После сборки узла в него следует залить масло (подойдёт жидкое автомобильное) – для этого рекомендуется заранее просверлить отверстие и подобрать пробку.

На вал нужно надеть заготовку из диска с магнитами, но до этого следует сделать шпоночный паз на валу – отверстие 3,5 мм. А на дисках – соответственно отверстия сверлом 7 мм. В качестве шпонки потребуется взять шарик от подшипника 202.

Статор нужно закрепить шпильками из латуни, вставить промежуточное кольцо так, чтобы статор не затирало. Затем необходимо установить второй диск с приклеенными магнитами.

Это важно! Магниты должны иметь противоположную полярность.

Основа конструкции ВЭУ – толстая стальная труба, все провода нужно проложить внутри.

Ветрогенератор своими рукамиСамодельный ветрогенератор

Электрическую часть (аккумулятор, контролёр) лучше собрать на отдельной рамке, дополнительно можно установить амперметр.

Выбор генератора

Создание генератора собственного изготовления потребует навыков, которые есть не у всех. Например, выполнение токарных работ. Поэтому нужно рассмотреть проблему приобретения заводского устройства, которое можно было бы использовать на ВЭУ.

Виды и особенности:

  1. Генераторы переменного тока (асинхронные) очень легко найти и приспособить для ветрогенератора. Минусы – недостаточная мощность, агрегат потребует доработок при монтаже.
  2. Генераторы постоянного тока отлично работают при небольших оборотах, почти не требуют доработок. Недостатки – трудно отыскать генераторы большой мощности.
  3. Асинхронные – не проблема купить генератор за небольшие деньги, но такие агрегаты малоэффективны при высокой скорости вращения вала, а внутреннее сопротивление ограничивает их мощность.

Генераторы делят на два типа по количеству фаз на выходе. Однофазные генераторы простые по конструкции, но под высокими нагрузками сильно вибрируют и могут гудеть. Трёхфазные устройства лишены этих недостатков, а при некоторых режимах более эффективно работают.

Особенности установки мачты

Чаще всего мачту делают из металлических заготовок – либо в виде сложного каркаса (для крупных и мощных установок), либо используют одну трубу (круглого/квадратного сечения), которую вкапывают в землю. В обоих случаях рекомендуется усилить мачту 3–4 растяжками из металлического каната.

Окончание сборки ветряной установки

Для изготовления рамы генератора используется профильная труба, для хвоста – оцинкованная жесть. Конструкция поворотной оси состоит из трубки с двумя подшипниками. Крепление генератора к мачте осуществляется таким образом, чтобы расстояние от мачты до лопастей составляло не менее 25 см. В целях обеспечения безопасной сборки и монтажа, все работы следует выполнять в безветренную погоду. Сильный ветер может погнуть лопасти, и они разобьются о мачту.

Ветряк из автомобильного генератора

Если для питания потребителей, работающих от сети 220 вольт, планируется использовать аккумуляторы, то в этом случае потребуется установка инвертора, выполняющего преобразование напряжения. Емкость аккумуляторной батареи подбирается в зависимости от технических характеристик генератора. На этот показатель оказывают влияние скорость ветра в данной местности, общая мощность подключаемых потребителей и частота их использования.

Для того чтобы предотвратить выход аккумуляторов из строя под влиянием чрезмерной зарядки, необходимо использовать контроллер напряжения, который бывает самодельный или заводского изготовления. Готовый ветряной генератор необходимо периодически обслуживать и своевременно производить регламентные работы.

Инструкция по сбору и установке

После перемотки или установки неодимовых магнитов генератор собирается обычным образом. Гайки на соединительных элементах надежно затягивают, исключая возможность расшатывания собранной конструкции. Провода качественно изолируют, по возможности помещают в гофрированную трубу. Снаружи корпус генератора неплохо защитить корпусом, в качестве которого можно использовать отрезок полипропиленовой трубы с заглушками, в которых проделаны соответствующие отверстия.

Монтаж устройства к ветряку производится согласно выбранной конструкции. Поскольку оптимальным способом является непосредственная установка крыльчатки на вал генератора, следует заранее предусмотреть способ крепления и изоляции от атмосферной влаги. В идеале вращающиеся части должны быть надежно закрыты от доступа внешнего воздуха, что предотвратит появление коррозии, обледенение, появление пылевых наносов.

Оптимальным способом монтажа принято считать фиксацию на опорной штанге при помощи хомутов. Такой вариант не нуждается в использовании крепежных болтов, опасных из-за возможности появления ржавчины и сложностей при ремонте. Проблемы, возникшие с хомутами, решить намного проще – их всегда можно срезать и заменить новыми.

Иногда приходится использовать соединительную муфту. Она устанавливается как переходный элемент с вала ротора ветряка на вал генератора, установленных соосно. Требуется точное соблюдение размеров и прочность крепления муфты, иначе передача вращения прекратится или будет происходить с большими потерями.

Рекомендации специалистов

Специалисты рекомендуют правильно выбирать мощность генератора.

Принцип чем мощнее, тем лучше здесь не работает. Нужно обязательно сбалансировать оборудование ветроколеса, чтобы не произошло разрыва редуктора и мачты.

В интернете огромное количество умельцев советуют «свой» тип конструкции, используя различные генераторы, приведем особенности нескольких.

  1. Генератор на базе асинхронного двигателя:
  • на выходе 220 вольт;
  • не стабильное напряжение;
  • к нему обязательно нужен трансформатор.

  1. Генератор постоянного тока.
  • высокие обороты;
  • дорогое устройство;
  • сложный щеточный механизм.
  1. генератор отечественного производства.
  • доступность;
  • простота в сборке;
  • удобство.

Важно, что автомобильный генератор, должен быть с мощного автомобиля или трактора. Поднять ветрогенератор надо высоко, по возможности на возвышенности и подальше от построек. Не забываем про очень нужную деталь ветрогенератора – флюгер, который позволит вращать лопасти по ходу ветра.

Ветрогенератор сделать не трудно, имея у себя автомобильный генератор, алюминиевое ведро, водопроводные трубы, усердие и немного времени. Это сэкономит Вам деньги на покупке уже готового оборудования, а проработает оно долгие годы.

Чтобы ветрогенератор прослужил долго, его нужно периодически проверять на наличие каких-либо поломок и проводить обслуживающие работы:

  1. Проверять токосъемник, чистить щетки генератора, смазывать для профилактики раз в два месяца.
  2. При первых признаках неисправности лопасти, такие как дрожание и разбалансировка колеса необходимо сразу провести ремонт и при необходимости заменить лопасти.
  3. Раз в три года металлические детали покрывать антикоррозийной краской.
  4. Регулярно проверять крепления и натяжение тросов.

Как сделать генератор из автомобильного, смотрите в следующем видео:

Преобразуем постоянный ток в переменный

Для преобразования энергии постоянного тока напряжением 12 или 24 В в переменный ток напряжением 220 В используют преобразователь напряжения (инвертор). Сегодня в продаже есть преобразователи, используемые для бесперебойного питания компьютерных систем мощностью от нескольких сотен ватт до сотен киловатт.

Электрическая схема ветроэлектростанции с автомобильным генератором и преобразователем напряжения постоянного тока в однофазный переменный напряжением 220В приведена на рис. 4.

Электрическую часть станции можно составить из таких узлов: генератора Г273А от автомобиля КамАЗ напряжением 24 В и мощностью 2200 Вт при 5000 об/мин, аккумуляторная батарея емкостью 180 ампер-часов и инвертор 024Е230/6,5 с выходной мощностью 1500 ВА.

Генератор Г273А при частоте вращения 2200 об/мин может развивать мощность 560 Вт, если хотя бы 4 ч в сутки дул ветер со скоростью 6 м/с.

Рис.4. Схема генераторной установки с преобразователем напряженияРис. 4. Схема генераторной установки с преобразователем напряжения:
1 — генератор; 2 — аккумуляторная батарея; 3 — преобразователь напряжения; 4 — обмотка возбуждения генератора; 5 — обмотка статора; 6 — выпрямитель; 7 — регулятор напряжения; C — конденсатор подавления радиопомех; S—выключатель обмотки возбуждения генератора; QF1, QF2, QFЗ — автоматические выключатели; FU — плавкий предохранитель

Энергии такой электростанции достаточно для питания домашнего холодильника, 5 ламп мощностью 60 Вт, маломощного насоса (до 600 Вт) и др.

Статья посвящена Дню Земли, который отмечается каждый год 22 апреля. Этой статьей мы открываем цикл публикаций, посвященный альтернативной энергетике, рациональному использованию энергии природы, ресурсосбережения и др. Если у вас есть пожелания по конкретным технологиям, пожалуйста, сообщите их нам.

Класс!

Отправить

Отправить

Основные проблемы и распространённые ошибки

Главной проблемой, с которой сталкиваются создатели самодельных ВЭУ, является недостаточная мощность тока на выходе. Такое возможно, если при сборке использовался слабый генератор. До начала монтажа следует тщательно просчитать электрическую схему ветрогенератора. Если же узел собирается самостоятельно – с намоткой катушек – важно правильно вычислить диаметр проволоки и количество витков.

Частые ошибки, которые допускают при сборке:

  1. Неправильный выбор материалов приводит либо к полному, либо к частичному разрушению. Чаще всего это происходит с пропеллером. Рекомендуется опираться на существующий опыт, полученный при создании работающих конструкций.
  2. Слабое укрепление мачты грозит обрушением ветрогенератора. Большинство мастеров применяет дополнительные растяжки, которые занимают дополнительную площадь, но зато гарантируют устойчивость ВЭУ.
  3. Отсутствие в генераторах механизма торможения приводит к преждевременному износу подшипников и посадочных мест, а также к перегреву всего узла при сильном ветре. В некоторых случаях возможно заклинивание вала.
  4. Проблемы с электрической частью возникают при нарушении правил сборки или использовании негодных комплектующих.

Флюгерный ветрогенераторЕсли прибор собран правильно, проблем в его работе возникнуть не должно

На ВЭУ флюгерного типа, которые вращаются вокруг своей оси, обязательно устанавливать ограничитель, который предотвратит раскручивание во время сильного ветра.

Сделать ветряк самостоятельно – посильная задача для человека, умеющего пользоваться бытовым электроинструментом. В сети есть множество схем и конструкций, среди которых можно выбрать подходящий вариант для конкретной ситуации. Возможны комбинации ВЭУ с системами солнечных батарей, это сделает домашнюю энергосистему более эффективной.

Главный плюс самодельных устройств заключаются в том, что владелец прекрасно осведомлён об устройстве установки и способен в короткие сроки модернизировать её или произвести ремонт.

  • Автор: OKM
  • Распечатать
Оцените статью:

(2 голоса, среднее: 5 из 5)

Как выбрать между роторным и барабанным ветрогенератором?

Ветрогенератор своими руками может быть выполнен на основе барабанной или роторной конструкции. Коэффициент съема воздушных масс будет всегда ниже у барабанных конструкций по сравнению с пропеллерными. Если же попытаться приблизить данный параметр, то устройство получится довольно сложным. При этом никак не избежать чрезмерных финансовых затрат при одинаковой мощности. Помимо прочего у барабанного агрегата должна быть очень сложная система защиты, которая исключает разнос. Ввиду этого мастера довольно часто отказываются от данного элемента в конструкции.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...