Как сделать ветряной генератор своими руками: Ветрогенератор своими руками

Содержание

Как сделать вертикальный ветрогенератор на 220В для дома своими руками

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

Ветряк #1 — конструкция роторного типа

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

Подробнее о других видах альтернативных источников энергии можно прочитать в данной статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/alternativnye-istochniki-energii.html

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

Подготовка деталей и расходников

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

  • генератор от автомобиля 12 V;
  • кислотный или гелиевый аккумулятор 12 V;
  • преобразователь 12V – 220V на 700 W – 1500 W;
  • большая ёмкость из алюминия или нержавеющей стали: ведро или объёмистая кастрюля;
  • автомобильное реле зарядки аккумулятора и контрольной лампы заряда;
  • полугерметичный выключатель типа «кнопка» на 12 V;
  • вольтметр от любого ненужного измерительного устройства, можно автомобильный;
  • болты с шайбами и гайками;
  • провода сечением 2,5 мм2 и 4 мм2;
  • два хомута, которыми генератор будет крепиться к мачте.

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

Большинство владельцев частных домов не признают использование геотермального отопления, однако подобная система имеет перспективы. Подробнее о преимуществах и недостатках данного комплекса можно прочитать в следующем материале: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/geotermalnoe-otoplenie-doma-svoimi-rukami.html

Ход конструкторских работ

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

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

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

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

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

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

Чтобы подсоединить аккумулятор, используем провода 4 мм2, длина которых не должна быть более 1-го метра. Нагрузку (электроприборы и освещение) подключаем с помощью проводов сечением 2,5 мм

2. Не забываем поставить преобразователь (инвертер). Его включают в сеть к контактам 7,8 проводом 4 мм2.

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

Достоинства и недостатки такой модели

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

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

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

Изготовить солнечную батарею возможно и самостоятельно. Пошаговая инструкция расположена здесь: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html

Ветряк #2 — аксиальная конструкция на магнитах

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

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

Что необходимо подготовить?

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

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

Распределение и закрепление магнитов

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

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

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

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

Трехфазные и однофазные генераторы

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

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

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

Процесс наматывания катушек

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Заключительный этап — мачта и винт

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

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

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

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

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

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как сделать ветрогенератор своими руками: видео, схема, фото

С давних пор человечество использует силу ветра в своих целях. Ветряные мельницы, парусные корабли знакомы многим, про них пишут в книгах и снимают исторические фильмы. В наше время ветряной электрогенератор не потерял свою актуальность, т.к. с его помощью можно получить бесплатное электричество на даче, которое может пригодиться, если отключат свет. Поговорим о самодельных ветряках, которые можно собрать из подручных материалов и доступных деталей с минимумом затрат. Для вас мы предоставили одну подробную инструкцию с картинками, а также видео идеи еще нескольких вариантов сборки. Итак, давайте рассмотрим, как сделать ветрогенератор своими руками в домашних условиях.

Инструкция по сборке

Существуют несколько типов ветряных установок, а именно – горизонтальный, вертикальный и турбина. У них есть принципиальные различия, свои плюсы и минусы. Однако принцип работы всех ветрогенераторов одинаков — энергия ветра преобразуется в электрическую и накапливается в аккумуляторах, а уже с них уходит на нужды человека. Самый распространенный вид — это горизонтальный.

Он знаком и узнаваем. Преимущество горизонтального ветрогенератора — более высокий КПД по сравнению с другими, так как лопасти ветряка всегда находятся под действием воздушного потока. К недостаткам можно отнести высокое требование к ветру – он должен быть сильнее 5 метров в секунду. Этот тип ветряка сделать проще всего, поэтому его часто берут за основу домашние мастера.

Если вы решили попробовать свои силы в сборке ветрогенератора своими руками, вот несколько рекомендаций.

Начинать нужно с генератора — это сердце системы, от его параметров будет зависеть конструкция винтового узла. Для этого подойдут автомобильные генераторы отечественного и импортного производства, есть сведения о использовании шаговых двигателей от принтеров или прочей оргтехники. Велосипедное мотор-колесо также можно использовать, чтобы самому сделать ветряк для получения электричества. В целом, может подойти практический любой мотор или генератор, однако его обязательно необходимо проверить на эффективность.

Определившись с преобразователем энергии, нужно собрать редукторный узел для повышения оборотов на валу генератора. Один оборот пропеллера должен равняться 4-5 оборотам на валу генераторного узла. Однако эти параметры подбираются индивидуально, исходя из мощности и особенностей вашего генератора и лопастного узла. В качестве редуктора может выступать деталь от болгарки или система ремней и роликов.

Когда собран узел редуктор-генератор, приступают к выяснению его сопротивления крутящему моменту (грамм на миллиметр). Для этого нужно сделать плечо с противовесом на валу будущей установки, и с помощью груза выяснить при каком весе плечо пойдет вниз. Приемлемым результатом считается менее 200 грамм на метр. Размер плеча в этом случае принимается за длину лопасти.

Многие думают, что чем больше лопастей, тем лучше. Это не совсем верно. Нам нужны большие обороты, а много винтов создают большее сопротивление ветру, так как изготавливаем мы их в домашних условиях, в результате чего в какой-то момент набегающий поток тормозит винт и КПД установки падает. Вы можете использовать двухлопастной винт. Такой пропеллер при нормальном ветре может раскрутиться более 1000 оборотов в минуту. Сделать лопасти самодельного ветрогенератора можно из подручных средств — от фанеры и оцинковки, до пластика от водопроводных труб (как на фото ниже). Главное условие – материал должен быть легким и прочным.

Легкий винт повысит КПД ветряка и чувствительность к воздушному потоку. Не забудьте сбалансировать воздушное колесо и убрать неровности, иначе во время работы генератора будете слушать завывание и вой, а вибрации приведут к быстрому износу деталей.

Следующий важный элемент, это хвост. Он будет держать колесо в потоке ветра, и поворачивать конструкцию в случае изменения его направления.

Делать токосъемник или нет, решать вам. Это усложнит конструкцию, однако избавит от частых скручиваний провода, что чревато обрывами кабеля. Конечно, при его отсутствии вам придется иногда самостоятельно раскручивать провод. Во время пробного запуска ветрогенератора не забудьте о технике безопасности, крутящиеся лопасти представляют большую опасность.

Настроенный и сбалансированный ветряк устанавливают на мачту, высотой не ниже 7 метров от земли, закрепленную распорными тросами. Далее не менее важный узел — накопительный аккумулятор. Чаще всего используют автомобильный кислотный аккумулятор. Подключать выход самодельного ветрогенератора непосредственно к батарее нельзя, это нужно сделать через реле зарядки или контроллер, который можно собрать самому или же приобрести готовый.

Принцип работы реле сводится к контролю за зарядом и нагрузкой. В случае полного заряда батареи, оно переключает генератор и аккумулятор на нагрузочный балласт, система стремится всегда быть заряженной, не допуская перезаряда, и не оставляет генератор без нагрузки. Ветряк без нагрузки может достаточно сильно раскрутиться и повредить выработанным потенциалом изоляцию в обмотках. К тому же высокие обороты могут стать причиной механического разрушения элементов ветряного генератора. Далее стоит преобразователь напряжения с 12 на 220 вольт 50 Гц для подключения бытовых приборов.

Сейчас в интернете полно схем и чертежей, где мастера показывают, как сделать ветрогенератор на мощных магнитах самостоятельно. Настолько ли они эффективны, как обещают – вопрос спорный. Но попробовать собрать ветряную электрогенерирующую установку для дома стоит, а потом решить, как ее улучшить. Важно получить опыт и тогда уже можно замахнуться на более серьезный аппарат. Свобода и многообразие самодельных ветряков настолько обширна, а элементная база разнообразна, что нет смысла описывать их все, основной смысл остался тем же — поток ветра раскручивает винт, редуктор повышает обороты вала, генератор выдает напряжение, далее контроллер держит уровень заряда на аккумуляторе, а с него уже идет отбор энергии для различных нужд. Вот по такому принципу можно сделать ветрогенератор своими руками в домашних условиях. Надеемся, наша подробная инструкция с фото примерами разъяснила вам, как изготовить подходящую модель ветряка для дома или дачи. Также рекомендуем ознакомиться с мастер-классами по сборке самодельного устройства в видео формате.

Наглядные видеоуроки

Чтобы легко сделать ветрогенератор для получения электричества в домашних условиях, рекомендуем ознакомиться с готовыми идеями на видео примерах:

Вот мы и предоставили все наиболее простые и доступные идеи сборки самодельного ветряка. Как вы видите, некоторые модели устройств сможет легко изготовить даже ребенок. Существует множество других вариантов самоделок: на мощных магнитах, со сложными лопастями и т.д. Эти конструкции стоит повторять только при наличии некоторого опыта в этом деле, начинать следует с простых схем. Если вы хотите сделать ветрогенератор, чтобы он работал и использовался по назначению, действуйте согласно предоставленной нами инструкции. Если у вас остались вопросы – оставляйте их в комментариях.

Будет интересно прочитать:

как сделать самодельное устройство на 220 В (Вольт) для частного дома самому, и чертеж, условия и простая инструкция изготовления

Некоторые природные явления могут стать отличными источниками для выработки альтернативной электроэнергии. Генераторы, работающие от ветра, являются довольно практичными и не очень сложны в построении даже в домашних условиях. Поэтому в данной статье рассмотрим, как в домашних условиях построить ветрогенератор для собственных нужд, какие материалы и инструменты нам понадобятся.

Законность: насколько мощное устройство можно сделать?

Производство и монтаж самодельного ветрогенератора не попадает под статьи административного или уголовного наказания, если его мощность составляет не более 5 кВт. Также налогообложение производимой электроэнергии не предусматривается, так как её ресурсы расходуются на бытовые нужды дома.

По этой же причине для установки ветряка не требуется согласование с местной энергетической компанией. Однако перед изготовлением ветряка следует проверить наличие или отсутствие ограничительных субъектовых и муниципальных нормативно-правовых актов.

Также вопросы могут возникнуть со стороны соседей, которые могут испытывать неудобства, связанные с работой ветряка. Поэтому, если вы собираетесь создать ветрогенератор, то нужно обратить внимание на такие параметры, как:

  1. Высота мачты. Существуют определённого рода ограничения на высоту данных построек. Например, постройку с высотой более 15 метров нельзя устанавливать рядом с мостами, аэропортами и тоннелями.
  2. Шум от редуктора и лопастей. Необходимо, чтобы эти характеристики не превышали шумовые нормативы. Параметры вырабатываемого шума можно зафиксировать при помощи специализированного прибора, показания лучше задокументировать.
  3. Эфирные помехи. Некоторые ветряки могут создать телепомехи, поэтому лучше предусмотреть защиту от них.
  4. Претензии экологических служб. Данные организации могут препятствовать в эксплуатации ветряка, если она препятствует миграции перелётных птиц. Но, так как высота самодельных ветряков, как правило, небольшая, то эта проблема не возникнет.

Разновидности

По расположению генератора данный агрегат может быть:

  1. Горизонтальной конструкции. В данном устройстве ось вращения располагается параллельно земле, а плоскость лопастей – перпендикулярно. Что позволяет осуществлять свободное вращение вокруг вертикальной оси.

    Принцип действия вертикальных генераторов заключается в перемене направления ветра, который воздействует на хвостовую плоскость, таким образом, ось вращения генератора будет располагаться по вектору движения потока воздуха.

    Внимание! Проблемой в использовании горизонтальных генераторов является присоединение силовых кабелей, так как провода могут наматываться на мачту и рваться. Однако эта проблема также решаема при помощи установки ограничителя.

  2. Вертикальной конструкции. В данном варианте ось вращения вала располагается перпендикулярно земле, что позволяет устройству не зависеть от направления ветра. Преимущество данной установки состоит в том, что её чертежи представлены в свободном доступе из технической литературы. Сам генератор не требует установки ограничителей вращения, как в горизонтальных конструкциях.

Эффективная установка роторного типа для частного дома: из чего можно собрать?

Установка данного типа рассчитана на обеспечение электричеством садового домика, хозяйственных построек и подсвечивания в ночное время территории. Для изготовления ветроэлектрической установки роторного типа с максимальной мощностью в 1,5 кВт будет необходим ряд устройств:

  • генератор на 12 В.;
  • гелиевый или кислотный аккумулятор на 12 В.;
  • полугерметичный выключатель-кнопка на 12 В.;
  • преобразователь 700 →1500 Вт и 12→ 220 В.;
  • автомобильное реле контрольной лампы заряда или зарядки аккумулятора;
  • вольтметр;
  • болгарка или ножницы по металлу;
  • дрель.

Также дополнительно необходимы будут:

  • ёмкость из нержавеющей стали или из алюминия большого объёма;
  • болты с гайками и шайбами;
  • провода сечением 4 мм2 и 2,5 мм2;
  • хомуты для закрепления генератора на мачте;
  • карандаш или маркер;
  • рулетка, кусачки, сверло, ключи, отвёртка.
Преимущества и недостатки роторной модели ветряка

Достоинствами роторной модели ветрогенератора являются:

  • экономичность;
  • элементы легкозаменяемые и хорошо поддаются ремонту в случае поломки;
  • отсутствие особых условий для работы;
  • надёжность в эксплуатации;
  • достаточно тихая работа.

Недостатки также присутствуют:

  • производительность ветряка не очень большая;
  • ветрогенератор сильно зависит от внезапных порывов ветра, что может даже привести к срыву пропеллера.

Однофазный и трёхфазный

  • Генераторы однофазного вида при нагрузке издают вибрационные колебания, причиной которых является разница в амплитуде тока.
  • Генераторы трёхфазного вида не издают вибрационные колебания, что увеличивает акустический комфорт при их работе. Это позволяет генератору работать почти бесшумно, к тому же чем меньше вибрации, тем больше он прослужит.

Как видим, при сравнении обоих типов генераторов, лучшие характеристики имеет трёхфазный вид.

Номиналы генерируемого напряжения на 220 Вольт (В)

Самодельным ветрогенераторам на 220 В не нужны дополнительные преобразователи величины напряжения. Однако их работа зависит от силы ветра, поэтому требуется установка стабилизатора на выходе. Ведь при отсутствии ветра, генератор не будет работать. На самодельных ветряках используются мощные электродвигатели, благодаря которым можно установить винт, прикрепив его прямо к валу ротора.

Мощный электродвигатель можно не приобретать за большие деньги, а приобрести уже бывший в употреблении от списанной электроустановки, стиральной машины или пылесоса.

Также можно смастерить ветрогенераторы на основе автомобильного генератора в комплекте с преобразователем напряжения. На выходе образуются 12 или 14 вольт необходимые для питания энергосистемы. Такие конструкции можно использовать и в качестве непосредственного подключения, и в автомобильном режиме. Например, взяв питание напрямую с клемм аккумулятора.

Калькулятор расчёта прогнозируемой мощности

Теоретически мощность ветрового генератора рассчитывают по формуле:

N=p*S*V3/2, где:
  • N – мощность потока воздуха;
  • p – плотность воздушных масс;
  • S – общая обдуваемая площадь лопастей винта;
  • V – скорость воздушного потока.

Стартовый этап изготовления в домашних условиях: как изготовить самому?

Начальный этап производства ветровой установки состоит из следующих действий:

  1. Большую ёмкость цилиндрической формы из металла разделяем на 4 равнозначные части, используя рулетку и карандаш.

    В качестве металлической ёмкости могут выступать выварки, вёдра или кастрюли.

  2. Затем по намеченным линиям вырезаем болгаркой будущие лопасти, не прорезая их до конца.
  3. Займёмся работами по переделке шкива генератора. Для этого на дне кастрюли и в шкиве нужно отметить и проделать симметричные отверстия, в которые будут вкручиваться болты.
  4. В зависимости от стороны, в которую будет вращаться ветрогенератор, отгибаем лопасти.
  5. На шкиве закрепляем ведро с лопастями.
  6. Генератор крепим на мачту, фиксируя его хомутами, затем присоединяем провода и собираем цепь.

    Внимание! Обязательно при сборке цепи нужно зафиксировать в письменном виде схему соединения, цвета проводов и маркировку контактов.

  7. Провода закрепляем на мачте генератора.
  8. Присоединяя аккумулятор, используем 1 метр провода с сечением 4 мм². Для установки преобразователя также можно использовать данный вид провода.

Инструкция сборки аксиальной ВЭУ на неодимовых магнитах: как собрать своими руками?

Ветроэлектрическая установка на основе неодимовых магнитов представляет собой аксиальный ветрогенератор с безжелезными статорами. Ступицу от старого автомобиля с тормозными дисками можно использовать, как основу аксиального генератора. Её нужно разобрать, тщательно вычистить и смазать подшипники. Затем генератор следует покрасить.

Как разместить и закрепить магниты?

Распределение и закрепление магнитов осуществляется в несколько этапов:

  1. Магниты размером 25х8мм размещаются по методу чередования полюсов, то есть у противостоящих магнитов должны быть противоположные полюса. Для этого можно заготовить шаблон-подсказку или нанести сектора прямо на диск, а также сами магниты пометить знаками минус или плюс.
  2. Для закрепления магнитов нужно использовать хорошо фиксирующий клей. Для ещё большей удерживающей силы можно использовать эпоксидную смолу, которой залить диск целиком.

    Перед нанесением эпоксидной смолы форму лучше смазать вазелином, воском или средствами на их основе, чтобы она не прилипла к форме.

    Правила наматывания катушки

    1. Намотку можно осуществлять как вручную, так и с помощью специального станочка.
    2. Круглые катушки можно слегка вытянуть, что позволит сделать витки более прямыми. Но важно, чтобы они в размере были чуть больше магнитов или одинаковой с ними величины.
    3. При использовании провода с крупным сечением для намотки катушек, сила тока увеличится, а сопротивление уменьшится.
    4. Форму для статора можно изготовить из фанеры, а сектора для катушек отметить на ней. Бордюром может служить пластилин или плёнка. Стеклоткань, наложенная поверх катушек, повысит прочность конструкции.
    5. Статор, увеличенный при помощи количества витков в катушках, может уменьшить магнитопоток. Это приведёт к подаче меньшего тока на выходе.
    6. Катушки между собой закрепляют в неподвижном состоянии, выводя концы фаз наружу. Эти провода нужно соединить звездой или треугольником.

    Окончательная сборка устройства

    Мачта должна быть длиной около 6-12 метров с забетонированной основой и ветряком, закреплённым на её верхней части. В основание мачты нужно вмонтировать специальное крепление для поднятия и спуска трубы при помощи ручной лебёдки. Оно пригодится в случае поломки ветряка.

    Для изготовления винта используем трубу из поливинилхлорида диаметром 160 мм и длиной 2 метра. Всего из трубы будут вырезаны 6 лопастей. Винт-пропеллер нужно защитить от сильного ветра, используя складной хвост.

    Чертеж простой действующей самоделки

    Далее можно ознакомиться с чертежом ветрогенератора:

    Из чего состоит самодельный шедевр?

    Конструкция ветрогенератора одинакова, не зависимо от выбранной модели, и в неё входят следующие элементы:

    • пропеллер;
    • генератор;
    • инвертор/ регулятор напряжения/ стабилизатор;
    • буферный элемент;
    • мачта.

    Пропеллер

    Пропеллера можно изготовить из следующих материалов:

    • пластиковых бутылок;
    • кулер для воды;
    • алюминиевые листы;
    • жестяные банки или стальные бочки.

    Генератор

    Генераторы, как правило, используются уже готовые из старых электроприборов. Например, автомобильный или электродвигатель из бытовой техники. Генератор также можно попробовать собрать вручную. Вот несколько примеров:

    • ветрогенератор на неодимовых магнитах;
    • перебрать ротор любого генератора;
    • индивидуальная конструкция с обмотками.

    Мачта

    От прочности мачты зависит, насколько долго прослужит вся конструкция. Мачта высотой в 12–15 метров потребует предусмотреть растяжки и противовесы, так как такой высокой конструкции тяжело удержаться и даже сильный ветер может её повалить. Если же высота мачты ниже, то и вес конструкции не будет таким тяжёлым и дополнительные меры предпринимать не потребуется.

    В заключении можно сказать, что ветряные генераторы не очень сложны в конструкции, и их можно сделать в домашних условиях. Они прекрасно подойдут для ветреных регионов, в которых условия созданные природой окупят счета за электричество.

Ветряки для дома своими руками. Выбираем генератор.

В связи с постоянно растущими ценами на электричество, все большее количество владельцев частных домов и дачных участков задумываются об установке источников альтернативного электропитания. Ветряки для дома своими руками являются отличным решением, как для выработки дополнительного электричества, что сможет снизить счета за коммунальные услуги, так и для обеспечения бесперебойным питанием загородные дома, к которым не подключили энергосети

Территория Россия, благодаря преимущественно равнинной местности и обширной площади, круглый год омывается большим количеством ветров, другое дело, что потенциал силы ветра оставляет желать лучшего, так как ветер чаще всего медленный и слабый. Другое дело – это необжитые территории России, где ветры гораздо большей силы. В любом случае, установка ветрогенератора даже при слабых ветрах, сможет обеспечить дом своего хозяина бесперебойной, и главное – бесплатной энергией.

Какой мощности выбрать ветрогенератор?

Первое, что стоит запомнить – ветряки для дома, как и любые другие источники альтернативного электричества, не смогут производить колоссальное количество электроэнергии. Многие начинающие конструкторы стремятся создать максимально мощный ветрогенератор, который сможет обеспечить электричеством не только освещение на дачном участке или зарядить аккумуляторные батареи, но также будет поддерживать абсолютно все электропитания дома, включая нагрев бойлера и отопительных систем. В принципе, это вполне возможно, если построить ветровой генератор мощностью более 2 киловатт модели W-HR2. Для строительства такого промышленного ветряка необходимы огромное количество денег, сил и расчетов. Соорудить его в одиночку непрофессионалу практически невозможно.

Оптимальным решением будет установка ветрогенератора мощностью до 500 ватт, этого вполне достаточно для обеспечения электроэнергией маленького загородного участка, а при необходимости большей мощности, всегда можно соорудить еще несколько ветряков и создать из них единую электростанцию.

Ниже представляем таблицу мощности ветряков в зависимости от кол-ва лопастей и диаметра всего ветроколеса при скорости ветра 4 м/с

Со стороны может показаться, что показатели несколько завышены, но не стоит забывать, что 4 м/с – это обычная скорость ветра на равнинной территории и чаще всего он достигает порывов выше, чем данная отметка. А чем больше скорость ветра, тем больше дает энергии самодельный ветряк.

Выбираем тип ветроколеса

Именно ветряное колесо является самым важным элементом всей конструкции, так как за счет его движения энергия ветра преобразовывается в механическую.

Самые популярные типы ветроколеса:

  1. Парусные
  2. Крыльчатые

Преимущества парусного ветроколеса заключается в их дешевизне и простоте установке: достаточно на лопасти прикрепить парусный материал и разместить под небольшим углом к ветру, такая конструкция будет в точности повторять старинные ветряные мельницы. К ее недостаткам относится большое аэродинамическое сопротивление воздушному потоку, который будет возрастать при ветре, идущем диагонально относительно лопастей.

Намного более эффективными являются лопасти крыльчатого типа, они немного дороже и сложнее в изготовлении, но устойчивы к силам трения или аэродинамическим потерям. Именно поэтому крылья самолетов имеют похожую форму. К дополнительным преимуществам крыльчатых лопастей относят небольшую затрату материалов для их изготовления, для сравнения можно привести вертикально осевой тип лопастей, чья эффективность будет сравнима с крыльчатыми, но при этом будет гораздо больший расход материалов.

Оптимальное количество лопастей на ветроколесе

При создании ветряков для дома своими руками можно сэкономить на материалах и обойтись всего 2-3 лопастями, но данное решение будет чревато несколькими неприятными моментами:

  • Чем меньше лопастей, тем они быстрее вращаются и создают лишнюю центробежную нагрузку на ветрогенератор, что может привести к поломке мачты и узлов крепления ветряка
  • При высокой частоте оборотов ветроколесу приходиться противодействовать большой силе трения воздуха, которые могут привести к разрушению лопастей. Поэтому лопасти приходиться изготавливать из крепких и дорогостоящих материалов
  • Высокий шум при работе

Исходя из всего вышеперечисленного, наиболее оптимальным числом лопастей будет 5 или 6. Когда определились с количеством лопастей, нужно определиться с диаметром ветроколеса исходя из данных таблицы выше. Следует учитывать, что чем больше длина лопастей, тем массивней конструкция, следовательно придется дополнительно укреплять ветряк и проводить работы по уравновешиванию винта. Наиболее оптимальный диаметр ветроколеса – это 2 метра.

Конечно, чем больше лопастей, тем большая эффективность ветрогенератора, но вместе с тем усложняется и общая конструкция ветряка и будет необходима установка дополнительного редуктора.

Выбираем генератор

При выборе генератора необходимо отталкиваться от скорости вращения ветроколеса. Ниже в таблице приведено количество оборотов зависимости от скорости ветра для ветроколеса с 6 лопастями.

Исходя из данных выше, наилучшим выбором будет веломотор или электродвигатель от ленточного накопителя данных. Преимущество таких двигателей в том, что они имеют низкие рабочие обороты и смогут раскрутить ветряк без установки редуктора.

Создаем ветровые генераторы для дома своими руками

При изготовлении ветрогенератора будем придерживаться данной таблицы. Конечно, способы крепления и расположение узлов может быть несколько изменено, но в целом, для создания эффективного ветряка лучше не отступать от представленной конструкции.

Примечание: Расстояние между мачтой и лопастями должно быть не менее 25 см, если меньше, то есть вероятность того, что лопасти прогнувшись под ветром разобьются о мачту.

Изготовление лопастей

Лучше всего крылья для ветряка вырезать из толстостенной ПВХ трубы. Конечно, можно изготовить лопасти из древесины, но это гораздо более трудозатратно, а также древесина может прийти в негодность под воздействием влаги.

Для лопастей следует использовать трубы с толщиной не менее 4 мм, иначе они будут без проблем прогибаться под ветром и быстро придут в негодность.

Высчитывание оптимальной формы лопастей чаще всего проводится эмпирическим путем при вырезании нескольких образцов разного размера. Но такой способ требует затрат времени и приводит к излишнему переводу материала. Поэтому мы предоставляем Вам ниже шаблон лопасти для трубы диаметром 16 см и длинной в 1 метр.

После того, как вы вырежете 6 лопастей по шаблону, необходимо максимально отполировать их поверхность и сточить края, чтобы они меньше сопротивлялись воздушному потоку.

Теперь изготавливаем головку электродвигателя, к которой будут крепиться лопасти. Для этого берем диск из стали толщиной не более 10 мм и привариваем к нему несколько полос длинной до 30 см, на которых высверливаем отверстия для крепления лопастей.

Чтобы повысить эксплуатационные характеристики ветряка, головку электродвигателя обязательно нужно сбалансировать. Для этого головка крепится вертикально в безветренном помещении. Необходимо следить за тем, чтобы ни одна из сторон головки самопроизвольно не двигалась и находилась в неподвижном состоянии. Если заметно движение, то полосы головки стачиваются до того состояния, пока движение не прекратиться при любом положении головки в пространстве.

Закрепляем генератор на раме

Генератор принимает вращательный момент от лопастей и постоянно находится под давлением больших центробежных и гироскопических нагрузок. Чтобы ветряк раньше времени не вышел из строя, генератор следует плотно закрепить на раме. Сама рама представляет собой пластину из метала, на которой располагаются главные узлы ветряка, а также станину из дюралалюминия с резьбовым отверстием. На станину накручивается вал генератора, а для его лучшего крепления следует использовать на конце соединения гайку с контршайбой.

Укрепление ветрогенератора от штормовых ветров

Рассматриваемый нами в этой статье ветряк не обладает высоким числом оборотов и вряд ли будет достигать таких частот вращения, что составляющие ветряка начнут приходить в негодность. Но при частых переменах направления ветра, хвост ветряка будет резко поворачиваться, что может привести к расшатыванию элементов крепления конструкции. Помимо этого, лопасти ветряка при сильном ветре будут сопротивляются поворотам, что вместе с подвижным хвостом ветрогенератора будет создавать высокую нагрузку в месте соединения рамы и генератора.

Чтобы значительно повысить срок службы ветровой электростанции, необходимо устанавливать специальную защиту от сильного ветра. Такой защитой выступает боковая лопатка – простенькое устройство, собираемое из минимума материалов, но удачно зарекомендовавшая себя во множестве ветровых установках.

С помощью боковой лопатки регулируется наклон ветряка по вертикали и при сильном ветре устанавливает лопасти параллельно ветру. То есть при умеренной силе ветра ветряк находится в стандартном положении перпендикулярно относительно земли, но при штормовых воздушных потоках, ветряк складывается на 90 градусов относительно своего рабочего положения, из-за чего его работа прекращается.

Боковая лопатка состоит из небольшой профильной трубы скрепленной с тонкой металлической пластиной, пружины и растяжки располагающейся между лопаткой и хвостом. Растяжка нужна для того, чтобы контролировать угол складывания ветряка.

В лопатке необходимо использовать крепкую пружину из углеродистой стали, которая в крайней точке выдерживает нагрузку до 12 кг. Растяжку изготавливают из тонкого велосипедного троса.

Устанавливаем мачту

Мачта является опорой для ветряка и на этом этапе ни в коем случае не стоит экономить. Лучше всего будет установить мачту на открытой территории, где в радиусе нескольких десятков метров не будет никаких строений. Сама мачта изготавливается из металличесской водопроводной трубы длинной в 7 метров. Если же возле ветряка находятся строения или деревья, то мачту следует сделать хотя бы на метр выше относительно их уровня. На пути к лопастям ветрового генератора не должно быть никаких препятствий, а иначе КПД ветряка будет значительно меньше ожидаемого.

Ветровой генератор – это массивная конструкция весом в несколько сотен килограмм, поэтому, чтобы он не проседал в почве, его необходимо устанавливать на крепком бетонном фундаменте. Помимо закрепления основы мачты в фундаменте, ветряк дополнительно фиксируется несколькими растяжками из монтажных тросов шириной не менее 5 мм. Растяжки крепятся к мачте хомутов, вытягиваются на максимальную длину и крепятся к колышкам, которые забиваются в землю на глубину не менее метра.

Устанавливать мачту с генератором можно как с помощью автокрана, так и в ручную. Для этого используется противовес, изготовленный из тяжелого деревянного бруса.

Аккумуляторные батареи и электронная система ветряка

Чтобы хранить энергию выработанную ветровой электростанцией, используют небольшие аккумуляторные батареи, емкость которых должна быть не меньше 120 а\ч. Рекомендуется также взять батарею до 300 а/ч, и уже в процессе эксплуатации определить сколько времени необходимо для ее зарядки. На выбор батареи также влияет сфера применения АКБ: если батарея используется для обеспечения электрическом нагревательных приборов, то следует отдать предпочтение более емким аккумуляторам.

Чтобы питать аккумулятором технику работающую при напряжении тока 220 В, необходимо установить специальный инвертор преобразователя напряжения. Инверторы различаются между собой уровнем пиковой мощностью, на которой они могут питать технику. Так, если подключать к АКБ компьютер вместе с монитором, то будет достаточно инвертора рассчитанного на 1000 Вт, если же от аккумуляторной батареи будут работать строительные инструменты, такие как перфоратор, то придется взять инвертор на 2000 Вт.

На рисунке ниже Вы можете видеть простейшую схему для зарядки аккумуляторов ветряком: от генератора идут три вывода, которые подключаются к параллельно идущим трем диодным полумостам. От генератора будет вырабатываться напряжение равное 26 В, поэтому к диодным полумостам будет достаточно последовательно подключить две батареи напряжением 12 В.

Основным преимуществом такой схемы является ее легкость сборки и минимум используемых материалов. Ее недостатком будет то, что при небольших ветрах аккумуляторы практически не будут заряжаться. Процесс зарядки начнется только при ветре в 7 м/с, который не так уж и часто можно встретить на равнинных территориях России.

Как ухаживать за ветрогенератором

Ветряки не требуют включения от внешних источников питания, они полностью автономны, благодаря чему запускаются самостоятельно даже при очень слабом ветре. Ветрогенераторы для дома своими руками могут прослужить десятки лет, для этого следует придерживаться нескольких правил:

  1. Чтобы металлические компоненты ветровой электростанции не сгнили под атмосферными осадками, их стоит красить каждые 2 года
  2. Дважды в год смазывать подшипники в генераторе и поворотном узле
  3. Ветроколесо – самое уязвимое место всей конструкции и может с легкостью разбалансироваться при сильном ветре. Примером разбалансировки может служить излишнее дрожание лопастей. Если дефект ветроколеса был обнаружен, то его следует немедленно снять и провести ремонтные работы

Вам понравится

Как сделать ветрогенератор своими руками

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 сегодня никого не удивишь. Но перед тем как сделать ветрогенератор своими руками, следует тщательного изучить данную инструкцию.

Конструкция

Конструкция ветрогенератора

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

Материалы для ветряка 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

Сборка ветрогенератора

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

Монтаж ветрогенератора

Окончательную сборку ветрогенератора проводим в следующей последовательности:

  1. Разрежьте трубку ПВХ на две части и проложите полученным материалом то место на квадратной трубе, куда вы собираетесь крепить ваш двигатель. Расположите диодный мостик неподалёку от двигателя и закрепите его при помощи саморезов.
  2. Соедините выходящий из двигателя провод черного цвета с «плюсом» диодного моста.
  3. Присоедините выходящий от двигателя провод красного цвета к «минусу» моста.
  4. Положение хвостовика настройте таким образом, чтобы плоскость всей системы была параллельна земле. Прилаживаем хвостовик к трубе и крепим его на ней при помощи заранее приготовленных саморезов.
  5. Размещаем помеченные ранее лопасти на свои места и крепим их болтами с шайбами на втулку, причём на ближние к оси отверстия устанавливаем по две шайбы (с каждой стороны основания лопасти). Для трех наружных отверстий устанавливаем по одной шайбе (со стороны болта). После этого основательно затягиваем полученные соединения.
  6. Надёжно зафиксировав вал двигателя, надеваем на него втулку с лопастями и с помощью плоскогубцев заворачиваем ее до упора, против хода часовой стрелки.
  7. Затем проворачиваем патрубок к маскирующему фланцу с помощью газового ключа.
  8. После этого проводим балансировку основания трубы с закреплённым на ней двигателем и хвостовиком и отмечаем точку равновесного положения.
  9. В этой точке производим крепление несущего основания к мачте (для удобства вам, возможно, придется открутить для этого втулку и хвостовик).
  10. Закрепляем основание на саморезы и восстанавливаем убранные ранее узлы.
Форма лопастей 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.

Ветрогенератор 💨 своими руками — самый простой способ создания

В этой статье мы подробно разберем, как сделать ветрогенератор своими руками. Ведь быт современного человека без электроэнергии – трудно представим. И даже небольшие перебои в подаче электричества становятся порой «парализующим моментом» для нормальной жизни в собственном доме. А такие неполадки, приходится признать, для некоторых загородных поселков или населенных пунктов в сельской местности – увы, не редкость. Значит, необходимо каким-то образом обезопасить себя от неприятностей, обзавестись резервным источником энергии. А если принять в расчет еще и постоянно растущие тарифы, то наличие собственного источника, да еще и работающего практически «забесплатно», становится заветной мечтой многих владельцев домов.

Ветрогенератор своими руками

Одним из направлений развития «бесплатной энергетики» в наше время является использование энергии ветра. Многие, наверное, видели впечатляющие картины огромных ветряков, успешно применяемых в некоторых странах Европы – кое-где доля выработанной ветром энергии уже достигает нескольких десятков процентов от общего объема. Вот и возникает соблазн – а не попробовать ли и мне сделать ветрогенератор своими руками, чтобы раз и навсегда получить независимость от электросетей?

Вопрос резонный, но следует сразу несколько охладить пыл «мечтателя». Чтобы создать действительно качественную, производительную установку по выработке электроэнергии, требуются немалые знания в механике и электротехнике. Нужно быть весьма опытным мастером на все руки – предстоит целый ряд операций высокой сложности, требующих точного проектирования  и квалифицированного подхода в исполнении. По совокупности этих причин, как можно судить по обсуждениям на форумах, довольно много «соискателей» либо не получили ожидаемого результата, либо и вовсе отказались от задуманного проекта.

Поэтому в данной статье будет дана обзорная картина, показывающая общие проблемы и направления их решения в процессе создания ветрогенераторов. Можно будет примерно оценить масштабность работ и трезво взвесить свои возможности – стоит ли браться самому.

Что это такое – ветрогенератор? Общее устройство системы

Существует несколько способов получения электрической энергии – за счет воздействия потоком фотонов (световой, например, солнечные батареи), за счет определенных химических реакций (широко применяется в элементах питания), за счет разницы температур. Но шире всего в настоящее время используется преобразование кинетической энергии в электрическую. Это преобразование происходит в специальных устройствах, которые как раз и называются генераторами.

Принцип работы генератора преобразователя кинетической энергии в электрическую, раскрыт и описан еще в XIX веке Фарадеем.

Принцип устройства простейшего электрического генератора

Он заключается в том, что если проводящую рамку разместить в изменяющемся магнитном поле, то в ней будет индуцироваться электродвижущая сила, которая при замыкании цепи приведет к появлению электрического тока. А изменение магнитного потока можно добиться вращением этой рамки в магнитном поле, или создаваемом постоянными магнитами, или появляющегося в обмотках возбуждения. При изменении положения рамки меняется величина пересекающего ее магнитного потока. И чем выше скорость изменения, тем больше показатели и наводимой ЭДС. Таким образом, чем больше оборотов передается ротору (вращающейся части генератора), те большего напряжения можно добиться на выходе.

Схема, безусловно, показана с большими упрощениями, просто для уяснения принципа.

Передача вращения на ротор генератора может осуществляться по-разному. И один из путей найти бесплатный источник энергии, который приведет в движение кинематическую часть устройства – это «поймать» силу ветра. То есть примерно так же, как это удалось сделать когда-то создателям ветряных мельниц.

Таким образом, устройство ветрового генератора подразумевает наличие генерирующего устройства и механизма передачи его статору вращательного движения, то есть ветряка. Кроме того, обязательным условием становится конструкция, обеспечивающая надежную установку системы, так как ее часто приходится размещать на немалой высоте, чтобы полноценной «ловле ветра» не мешали естественные или искусственные препятствия. В ряде случаев используется еще и кинематическая передача, предназначенная для повышения количества оборотов ротора.

Один из примеров повышающей передачи вращения от ветряка на генератор

Но и это – еще не все. Наличие и скорость ветра – величины чаще всего крайне непостоянные. И ставить потребление выработанной энергии в зависимость от «капризов погоды» — дело неразумное. Поэтому ветрогенератор обычно работает в связке с системой аккумуляции энергии.

Примерная схема организации питания приборов потребления от электроэнергии, выработанной ветрогенератором

Выработанный ток выпрямляется, стабилизируется и через специальное устройство-контроллер или поступает непосредственно на дальнейшее потребление, или перенаправляется на зарядку включённых в схему мощных аккумуляторов. С аккумуляторов через инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный нужного напряжения и частоты, питание поступает к точкам потребления. Аккумуляторы становятся своеобразным буферным звеном: если текущая нагрузка меньше текущей (очень зависимой от силы ветра) мощности генератора, или если на протяжении какого-то времени и вовсе не подключены приборы потребления, то идет зарядка батарей. Если нагрузка становится выше вырабатываемой мощности –  батареи разряжаются.

Интересный момент – именно эта особенность ветровой энергетической установки позволяет планировать мощность самого генератора, не исходя из пиковых показателей нагрузки (за это будет отвечать в большей мере инвертор), а отталкиваясь из прогнозируемого потребления энергии в течение определенного периода (например, месяца).

Безусловно, в быту могут использоваться и более простые схемы. Например, ветровая установка просто обслуживает какое-то низковольтное осветительное оборудование и т.п.

Плюсы и минусы ветровых электростанций

Для примера посмотрим вначале на простейшую конструкцию ветрогенератора, которую сможет собрать даже школьник средних классов. Практическое применение такой «электростанции» – не особо широкое, но просто чтобы расширить свое понимание и обрести некоторые навыки – почему бы и нет?

Узнайте, как сделать солнечный воздушный коллектор своими руками, а также ознакомьтесь с подробным руководством, в специальной статье на нашем портале.

Миниатюрный ветрогенератор из старых компьютерных комплектующих

Понятно, что надеяться на сколь-нибудь значимое подспорье в плане экономии электроэнергии с такой «мини-электростанцией» — по меньшей мере наивно. Но задача иногда ставится иначе – создать источник питания для походных условий, например, для подключения небольшого фонаря  подсветки в палатке, для обеспечения работы радиоприемника, для возможности подзарядить гаджеты.

Встречается немало предложений использовать для подобных целей генератор, изготовленный из компьютерного кулера или электромотора от отслужившего свое принтера. Давайте посмотрим, что из этого может получиться.

ИллюстрацияКраткое описание выполняемой операции
Для начала – попытка сделать что-либо серьезное их обычного корпусного кулера.
Питается такой вентилятор постоянным током, 12 вольт.
В качестве привода используется бесщёточный двигатель, с обмоткой на статоре…
…и расположенными кольцом постоянными магнитами на роторе.
Некоторым может показаться, что достаточно совершить обратные действия, то есть подать вращающий момент на крыльчатку – и спокойно снять генерированное напряжение с контактов на входе (который превратиться в выход). Однако, это не совсем так.
Простенький опыт показывает, что если раскрутить крыльчатку и подсоединить какой-нибудь маломощный светодиод к контактам разъема кулера, то, да, можно будет наблюдать не особо яркое его свечение.
Но это, увы, предел возможностей такого «генератора».
Причина – в нерациональной для генерации тока схеме расположения обмоток статора. Наводимые в них ЭДС в значительной мере «гасят» друг друга, и суммарные показатели напряжения получаются очень «скромными».
Можно попробовать перемотать катушки статора – хотя бы в целях эксперимента.
Для этого кулер придется разобрать.
Вначале аккуратно поддевается ножом и снимается круглая наклейка, закрывающая все «внутренности» этой сборки.
Вот что открылось под ней.
Снимается центральная заглушка, под которой расположен подшипник крыльчатки-ротора с фиксатором.
Производится разборка этого узла – снимается стопорная шайба, а затем аккуратно извлекаются шайбы подшипника скольжения.
После этого крыльчатка-ротор свободно вынимается из корпуса-статора.
Вот так выглядят обмотки статора, которые придется заменить.
С платы аккуратно выпаиваются провода питания кулера.
Чтобы снять старую обмотку, проще всего будет просто перерезать витки ножом…
…а затем постепенно аккуратно удалить обрезки проволоки.
В итоге должен получиться вот такой голый якорь статора.
Как видно, на нем четыре сердечника, расположенных крестом. На них и будет наматываться новая обмотка.
Работа несложная, но может показаться утомительной.
Все четыре обмотки должны быть выполнены из одного провода, без разрывов. То есть их расположение будет последовательным.
Число витков – чем больше, тем лучше. Соответственно, чем тоньше будет провод для намотки – тем больше получится витков.
Естественно, количество витков на каждом из сердечников должно быть одинаковым – так что при выполнении операции намотки придется внимательно их считать.
А вот направление обмотки будет меняться. На первом сердечнике витки ложатся по направлению часовой стрелки.
Следующий сердечник: направление намотки витков – против часовой стрелки.
На третьем сердечнике – вновь по часовой стрелке.
И последний сердечник – витки против часовой стрелки.
Статор после намотки.
С двух концов этой обмотки будет сниматься сгенерированное напряжение – все по схеме простейшего генератора переменного тока.
Плата, которая стояла в статоре кулера (с электролитическими конденсаторами) в данном случае не нужна – ее можно просто удалить.
Статор заводится в свое гнездо – для его точной посадки там имеются шлицы.
Концы проводов через окошко в корпусе выводятся вниз.
К ним можно после зачистки и облуживания сразу припаять провода, которые пойдут на выпрямитель.
Затем на место устанавливается крыльчатка-ротор.
Производится сборка подшипника и фиксация стопорной шайбой – в противоположном проведенной разборке порядке
Получившийся генератор будет выдавать переменное напряжение. То есть необходимо установить выпрямитель – диодный мост.
Можно использовать готовую сборку, либо спаять самостоятельно из четырех диодов.
Для сглаживания пульсации рекомендуется дополнить схему электролитическим конденсатором, естественно, с соблюдением полярности контактов.
На иллюстрации показана очень упрощенная сборка схемы, так как вся работа проводится, по сути, лишь в экспериментальных целях.
В качестве нагрузки к выпрямителю подключено четыре параллельно соединенных светодиода.
Теперь – практическая проверка возможностей получившегося ветрогенератора. Крыльчатке рукой придается максимально возможное вращение.
Да, светодиодная сборка отреагировала свечением, но назвать это успехом – вряд ли можно. Свечение неустойчивое, довольно тусклое.
А замер напряжения показывает, что на максимальных оборотах оно едва достигает 2.3 вольт. Про силу тока и говорить не приходится.
Возможные причины – слишком большой просвет между якорем статора и постоянным магнитом ротора. Для режима электропривода – достаточно, а вот для генератора – явно нет. Кроме того, и магнитные качества ротора – весьма слабенькие. И плюс ко всему – часть выработанной энергии неизбежно теряется в выпрямителе.
Имеет ли смысл проводить в данном случае какую-либо доработку такого генератора? – наверное, нет. Вряд ли из подобной схемы можно будет «выжать» что-нибудь серьезное.
Теперь – попытка использовать в качестве генерирующего устройства электропривод от разобранного принтера.
Электродвигатель здесь коллекторный, со щетками, и это позволяет снимать постоянное напряжение, не прибегая к применению диодного моста. То есть потери однозначно будут меньше.
Кроме того, никаких переработок (перемоток, перепаек контактов) при этом не требуется.
Соединение вала электромотора (генератора) с крыльчаткой (опять же, взятой от обычного кулера), произведено с помощью муфты-переходника, на которой расположены две пары симметрично расположенных фиксирующих винтов.
Одной парой винтов поджимается ось крыльчатки, второй – вал электромотора.
Сам электродвигатель после припаивания проводов размещается в штатном цилиндрическом кожухе.
При желании несложно придумать для такого ветрогенератора дополнительный корпус со стойкой (кронштейном) для закрепления, например, к оконной раме на балконе, или с подставкой, для временной установки, скажем, «на природе».
Кроме того, как видно на иллюстрации, мастер придумал для своей модели еще и обтекаемый аэродинамический колпак.
Что показали испытания этой модели?
Если скорость ветра менее 4÷5 метров в секунду, то просто рабочей площади крыльчатки становится недостаточно, чтобы придать генератору сколь-нибудь значимую для выработки электроэнергии угловую скорость.
При скорости в 5 м/с и выше ветрогенератор «оживает». Например, обеспечивает достаточно яркое свечение светодиодного фонаря.
Вполне может он служить при таких условиях и источником питания для обычного небольшого радиоприемника.
Уже положительный результат!
А вот эксперимент с зарядкой мобильного телефона, увы, окончился неудачно.
Да, на дисплее мобильника появляются признаки подключения зарядного устройства. Но этим все и ограничивается – самой зарядки не происходит.
Объясняется просто – при вполне приемлемом напряжении на выходе сила тока в цепи зарядки, как показали замеры, не превышает 50 мА.
То есть такой силы просто недостаточно, чтобы «впихнуть» заряд в аккумулятор. Для этого требуется хотя бы 0,5 А, то есть вдесятеро больше.

Но все же найти применение такому мини-ветрогенератору можно – в качестве источника питания дежурного освещения, светового маячка во дворе (в саду) или, опять же, радиоприёмника при выездах на природу.

Ну и плюс опыт выполнения подобных электромонтажных работ – он для многих начинающих вообще бесценен.

Но это, конечно, «игрушки» и пора перейти к более серьезным задачам.

Какие могут быть препятствия к установке личного ветрогенератора?

Прежде чем приступать к реализации такого довольно масштабного проекта, хозяину было бы логичным поинтересоваться, не будет ли к этому препятствий, так сказать, административного плана. Что об этом говорит законодательство?

  • А говорит оно то, что если выходная мощность планируемого к установке ветрогенератора не превышает 1 кВт, то это вообще рассматривается, как одна из разновидностей бытовых приборов. То есть никак не попадает ни под какую регламентацию.

А что такое мощность в 1 кВт? Не слишком много, но вполне достаточно, например, для дачного или даже небольшого жилого дома. Если не применять отопительные электрические приборы, электроплиту, бойлер и иную мощную технику, то совокупно на все освещение, питание телевизора, ноутбука, на зарядку гаджетов – с лихвой будет хватать. И даже некоторый домашний электроинструмент, при разумном подходе к одновременному подключению устройств, можно будет использовать.  А с мощной аккумулирующей установкой откроются и более широкие возможности – за счет накопления энергии в периоды, когда потребление отсутствует или минимально.

Мощности ветрогенератора в 1 кВт, при которой он вообще с точки зрения закона рассматривается как бытовой прибор, порой бывает вполне достаточно для полного обеспечения небольшого загородного домика
  • Не стоит переживать и хозяевам участков, собравшимся устанавливать более мощную систему. Порог, определяющий необходимость сертификации энергетических установок – 75 кВт. То есть никакие чиновники местной власти не имеют права своим решением потребовать прохождения каких-то разрешительных процедур.

Правда, перед началом реализации проекта стоит все же поинтересоваться особенностями регионального законодательства – нет ли там какой-то лазейки для «чиновничьего беспредела».

  • Не облагаются такие электростанции и никакими налогами. Ветер пока что еще остается «бесплатным ресурсом», и если генератор используется исключительно для личного потребления энергии, то претензий к владельцам возникать не должно.
  • Иное дело – конструкционные особенности ветряка. Иногда могут быть установлены ограничения на высоту мачты – этим стоит поинтересоваться заранее. Например, вблизи линий электропередач, вышек связи, аэродромов и т.п. Возможны и иные ограничения на высоту индивидуальных построек и сооружений. Иногда претензии приходят и со стороны экологических служб – дескать, самостоятельно установленные мачты могут стать помехой свободному перелету птиц. Маловероятно – но все же…
  • Установленный и работающий ветрогенератор не должен стать причиной конфликта с соседями по участку. А вот здесь разнообразие претензий, в том числе и надуманных, бывает очень широким.

— Так, соседям может внушать опасение установленная мачта – что она в случае падения рухнет на забор и их участок. Вполне закономерная претензия.

— Далеко не все ветрогенераторы работают тихо. Наоборот – от некоторых исходит весьма внушительный низкочастотный шум и вибрация. И если хозяева, бывает, с этим готовы мириться, то соседям такой раздражающий фактор – совсем ни к чему. Значит, придется или договариваться, или принимать какие-то меры для недопущения сильного шума, или отказываться от ветряка.

Мощные промышленные ветровые турбины вообще по нормативам не должны располагаться ближе 300 метров от жилых домов. И даже на таком расстоянии шум и вибрации могут ощущаться.

Если вы уверены в своей правоте в этом вопросе, то уровень шума желательно измерить с помощью специального прибора — пригласить для этого специалиста и зафиксировать показатели документально. Появится весомый аргумент при решении возможных конфликтов.

— Не исключены претензии (возможно, что и «высосанные из пальца»), что после запуска такой мини-электростанции у соседей ухудшился прием телевизионного или радиосигнала, снизилось качество мобильной телефонной связи.

— Возможны и иные претензии, степень серьезности которых во многом зависит от уровня «мирного сосуществования» с соседями.

Узнайте, какие автономные электростанции для загородного дома возможно выбрать, в специальной статье на нашем портале.

Как быть? Выход видится один – договариваться заранее, а со своей стороны – постараться смонтировать систему так, чтобы она действительно причиняла минимум беспокойства (для себя же лучше). Если договоренность достигнута, и претензий к работающему вертогенератору у соседей нет, то это будет разумным закрепить каким-то произвольным, но письменным соглашением. Ощущения – дело субъективное, и то что сегодня кажется приемлемым, однажды, в период плохого настроения соседей, может «сменить полярность». И даже если вы будете уверены в том, что предъявляемые претензии надуманные – доказать обратное будет практически невозможно или чрезвычайно сложно.

  • Кстати, еще раз вспомним о вибрации. Ветряки с мощностью более 1,5÷2 кВт ни в коем случае не рекомендуется устанавливать на крыше дома. Вибрационное воздействие вполне способно сделать свое «черное дело», постепенно расшатывая стропильную систему с кровлей или даже другие конструктивные элементы здания.
  • При выборе места установки ветряка следует не упускать из виду и вопросы личной безопасности. Вращение лопастей даже при умеренном ветре происходит с очень высокой линейной скоростью. Случайно отколовшийся осколок или элемент крепежа может развить скорость более 100 км/час, то есть представлять весьма серьезную опасность для человека.

Насколько выгодной (или наоборот) может оказаться реализация проекта?

Как уже становится потихоньку понятно, проблем с установкой ветровой электростанции – больше, чем хотелось бы. И при этом еще необходимо трезво оценивать реальные условия. Прежде всего – средний уровень ветров, характерных для данной местности. Иногда просто не имеет смысла связываться.

Карта-схема среднегодовой скорости ветра на территории России

На карте-схеме выше показаны примерные значения среднегодовой скорости ветра по регионам России. Понятно, что эти данные – ну очень ориентировочные. Но их всегда можно уточнить в местной метеорологической службе. Или, наверняка, их знают и в строительных компаниях города (района).

Плюс к этому (точнее сказать – минус) – свободному движению ветра могут мешать естественные (складки рельефа, высокие деревья и т.п.) или искусственные (высокая застройка) препятствия. В таких условиях приходится увеличивать высоту мачты, чтобы «поймать» ветер над препятствием, но это превращается в очень сложную, дорогостоящую и небезопасную технологическую проблему.

Наверное, будет интересно заранее посмотреть, на что можно рассчитывать. То есть какой ожидаемый приток бесплатной энергии возможен в зависимости от мощности генератора и среднегодовой скорости ветра.

Смотрим в таблицу.

(Значения паспортной мощности указаны для скорости ветра в 12 м/с – именно такой показатель очень часто встречается в технических характеристиках установок, предлагаемых в продаже – от него идёт расчет номинальных значений).

Ожидаемое количество выработанной электроэнергии (кВт в месяц) в зависимости от номинальной мощности ветрогенератора и среднегодовой скорости ветра в месте его установки.

Номинальная мощность ветрогенератора, кВт, рассчитанная для скорости ветра 12 м/сСреднегодовая скорость ветра в месте установки ветрогенератора, м/с
2,02,53,04,05,06,0
0,31.534.51236108
1,04.89.614.438.4115345
2,09.619.228.876.8230690
3,014.428.843.21153451035
5,02448721925751725

И видим, что ожидать каких-то чудес – не приходится.

Например, довольно мощный, недешевый и сложный в установке ветрогенератор паспортной номинальной мощностью в 3 кВт, размещенный на местности, где среднегодовая скорость ветра не превышает 3 м/с, выработает в течение месяца всего 43,2 кВт электроэнергии. И это еще – в лучшем случае, и без учета неизбежных потерь при передаче и преобразовании электрического тока.

Вот и считайте, какова предполагается экономия, выраженная в рублях (с привязкой к местным тарифам), и за какое количество лет ветровая энергетическая установка в таких условиях себя окупит…

Такая таблица хороша в том случае, если известна номинальная мощность приобретаемой готовой модели. А как спрогнозировать мощность, если ветрогенератор планируется изготавливать самостоятельно?

Подсчитать мощность ветрового потока можно по следующей формуле:

W = 0.5 × ρ × Sr ×

Символами в формуле обозначены:

W — мощность ветрового потока, проходящего через определенную площадь.

ρ — плотность воздуха (можно принять усредненное значение 1,25 кг/м³).

Sr — площадь, с которой «снимается» энергия ветра. В приложении к горизонтальным ветрогенераторам – это площадь ротора, то есть круга, ограниченного длиной лопастей.

V -— расчетная скорость ветра.

Понятно, что далеко не вся энергия, переносимая ветром, будет преобразована в электрическую. Часть воздушного потока расходуется на образование завихрений, на обтекание конструкции. Кроме того, неизбежны потери общего плана, свойственные для любых механизмов – преодоление силы трения, нагрев и т.п. В итоге обычно можно всерьез говорить о полезном использовании всего порядка 30÷40% от потенциала ветрового потока.

Поэтому формулу лучше представить вот в таком виде:

Wg = 0.5 × ρ × ξ × Sr × V³ × ηg × ηr

Разбираемся с добавившимися в формулу величинами:

ξ — это коэффициент использования ветровой энергии. С некоторой долей условности его можно назвать и коэффициентом полезного действия ветрогенератора. В реальных условиях эксплуатации даже для быстроходных установок с лопастями аэродинамического профиля, при номинальных показателях скорости ветра значение коэффициента обычно лежит в пределах 0,35÷0,45. Для расчетов прогнозируемой мощности энергоустановки можно взять усредненное значение — 0,4. Только в некоторых высокотехнологичных ветрогенераторах с практически идеальными аэродинамическими формами лопастей удается достичь значения этого коэффициента в 0,5 или даже несколько выше.

ηg — коэффициент полезного действия самого генератора. Обычно не поднимается выше 0,85.

ηr — коэффициент полезного действия редуктора (если он используется в схеме). Тоже обычно ограничивается показателем 0,9. Если вращение передается на генератор напрямую, без механического преобразования, то эту величину можно оставить равной 1,0.

Вот с этой формулой уже можно подсчитать более приближенные к реалиям показатели мощности планируемого к установке ветрогенератора.

Чтобы облегчить читателю задачу, составлен специальный онлайн-калькулятор, который выполнит расчеты буквально за секунды.

Калькулятор расчета прогнозируемой мощности ветрового генератора

Перейти к расчётам

Обычно расчеты проводят для двух скоростей ветра.

  • При указании среднегодовой скорости можно представить, на какое количество выработанной энергии можно рассчитывать в определенный период времени – обычно это исчисляется месяцами или даже полным годом.
  • Номинальная же мощность установки обычно вычисляется по так называемой расчётной скорости ветра, которая, впрочем, не должна превышать среднегодовую более, чем в 1.5 ÷ 2.0 раза.

Итак, прежде чем приступать к реализации задуманной установки ветрогенератора, стоит все же просчитать, на что можно рассчитывать при его дальнейшей эксплуатации. В большинстве случаев говорить о реальном режиме экономии материальных средств – неблагоразумно. Затраты на приобретение системы (или комплектующих для ее создания) и ее установку ожидаются немалые, а отдача, как видно по расчетам – не особо впечатляющая.

Иными словами, такой проект можно назвать, скорее, инвестицией в будущее, но никак не ожидать от запуска энергетической установки сиюминутной отдачи. Правильнее, наверное, ее будет рассматривать в качестве вспомогательного источника энергии или резервного, на случаи перебоев в линиях электропередач, если этим грешат местные электросети.

Цены на солнечные модули DELTA

Солнечный модуль DELTA

Иное дело, если по каким-либо причинам подведение ЛЭП к объекту (дому) становится или невозможным, или чрезвычайно затратным. Тогда, действительно, приходится рассчитывать только на автономные источники электроэнергии. В таких ситуациях видится оптимальным сочетание ветрового генератора и дизельной (бензиновой) энергетической установки. При хороших показателях скорости ветра энергообеспечение ложится на ветрогенератор, в периоды штиля или очень слабого ветра придётся переходить на жидкотопливный агрегат.

Примерная блок-схема автономной системы энергоснабжения дома с использованием нескольких источников выработки энергии

Кстати, еще одним помощником в общей схеме энергообеспечения дома могут стать и солнечные батареи – этот источник при создании полностью автономной системы тоже никак нельзя сбрасывать со счетов.

Основные узлы и агрегаты самостоятельно создаваемого ветрогенератора

Еще раз повторимся – целью статьи не является публикация точных чертежей и инструкций по самостоятельной сборке ветрового генератора. По мнению автора – это и вовсе сделать невозможно, по крайней мере в полном отрыве от информации о конкретных условиях установки такой системы. А тот массив публикаций в интернете, который преподносится в качестве руководств к созданию ВУЭ своими руками – по большей части таковым не является.

Без расчетов, без детально продуманного проекта, без багажа определённых знаний и умений приступать к такому делу и вовсе не стоит. А проектирование действительно работающей и приносящей ощутимый эффект системы – все же задача для специалистов.

Но народный энтузиазм – неистребим, и многие домашние мастера на свой страх и риск все же стремятся создать такие источники автономного питания. И если желание попробовать собственные силы преобладает, то можно подсмотреть, как это уже пытались сделать другие.

Итак, конструктивно всю систему можно разделить на несколько основных узлов и агрегатов:

  • Ветряк с устройством стабилизации положения и с передачей вращательного момента на вал генератора.
  • Конструкция, обеспечивающая установку ветряка с генератором на требуемой высоте.
  • Собственно, само генерирующее устройство, в котором происходит преобразование вращательного движения в электрическую энергию.
  • Электрическая схема, обеспечивающая контроль и дальнейшее использование выработанной энергии.

Электрическую часть «оставим в покое» — здесь вообще отдельный вопрос, требующий очень пристального профессионального рассмотрения. А с остальными попробуем внести некоторую ясность.

Конструкция ветряка

Ветряк – самая заметная часть общей конструкции. Именно ему «поручается» преобразовать поступательно перемещение воздуха (ветра) во вращательное движение ротора генератора. И, как мы видели из расчетов, размеры ветряка напрямую влияют на мощностные показатели энергоустановки — чем больше площадь охватывания ветром, тем больших результатов можно ожидать.

По расположению оси вращения ветряки могут быть горизонтальными и вертикальными.

Ветряки с горизонтальной осью вращения

Ветряки горизонтального исполнения отличаются большим количеством оборотов и более высокими показателями мощности. Опять же, в силу немалой площади, с которой снимается кинетическая энергия ветра.

Ветряк с горизонтальным расположением оси вращения. Такие модели обычно отличаются более высокими показателями скорости и преобразуемой энергии.

Лопасти ветряка могут быть жесткими или парусного типа. Но парусные, хотя они зачастую бывают и легче, и проще в изготовлении, не показывают нужных для эффективного ветрогенератора значений скорости вращения. Обычно их применяют в тех механизмах, где важно само стабильное вращение, так сказать, «ради вращения». Классическим примером могут служить ветряные мельницы или помпы.

Ветряк с лопастями парусного типа – высоких скоростей и показателей мощности от такого ожидать не приходится

Кроме того, парусные лопасти не столь долговечны и требуют довольно частного ремонта – перетяжки.

А для выработки электроэнергии оптимальным вариантом все же считаются жесткие лопасти с аэродинамическим профилем. При нормальном ветре за счет сочетания приложения нескольких сил они способны создавать скорость вращения в 1000 и даже более оборотов в минуту.

Кстати, гнаться за количеством лопастей – совершенно бессмысленное занятие. Оптимальную производительность как раз показывают ветряки с  двумя или тремя лопастями. Если посмотреть на многочисленные иллюстрации в интернете, то видно, что преимущественно ветрогенераторы заводского изготовления – трехлопастные.

Среди великого многообразия моделей горизонтальных ветряков преобладают все же трехлопастные

Можно, безусловно, встретит и другое количество лопастей – есть модели и вообще с одной. Но именно трехлопастные считаются той «золотой серединой», которая обеспечивает и эффективность работы, и высокие скорости, и простоту в балансировке.

Такое тоже встречается, но уже значительно реже

А вот возрастание числа лопастей (парадоксально, но факт) только ухудшает показатели ветровой установки. Возникающие завихрения и зоны разряжения воздуха приводят к лишнему торможению вращения. Так что определяющими становятся не количество, а длина лопастей и скорость их вращения.

Несмотря на то что конфигурация лопастей – довольно сложная штука, их успешно мастерят и самостоятельно, например, раскраивая жесткие пластиковые трубы среднего диаметра. Например, канализационная труба, распущенная вдоль на четыре одинаковых сектора, послужит заготовкой для изготовления трех лопастей. (Один сектор останется в запасе – можно из него сделать лекало, чтобы в любой момент по имеющемуся образцу вырезать новую лопасть для замены вышедшей из строя).

Если в качестве исходного материала решено использовать пластиковую трубу, то лучше взять оранжевую – она и прочнее, и долговечнее

Стоят трубы недорого, так что с формами лопастей вполне можно поэкспериментировать. Обычно вначале вырезается и обрабатывается одна лопасть. А в дальнейшем – она уже служит шаблоном для изготовления остальных.

Опытные мастера, уже опробовавшие эту схему, рекомендуют придерживаться определённого соотношения длины лопасти и диаметра предназначенной для ее изготовления трубы – 5:1. То есть, например, для метровой лопасти лучше применить трубу диаметром 200 мм.

Цены на ПВХ трубы

ПВХ труба 200 мм

В интернете можно отыскать уже готовые рекомендуемые лекала для изготовления лопастей из трубы. В таких схемах просчитаны и проставлены оптимальные размеры, и остается только перенести их на заготовки.

Для примера – парочка таких лекал для трехлопастного ветряка разного диаметра:

Чертеж 1 – лопасть из трубы 200 мм для ветряка диаметром 1700 мм

Лекало для лопасти длиной 850 мм

Чертёж 2 – лопасть из трубы 250 мм для ветряка диаметром 2300 мм

Лекало для лопасти длиной 1150 мм

Естественно, изготовленные лопасти следует тщательно обработать, придав им обтекаемую форму. В ход последовательно идут напильники, надфили, мелкозернистая наждачная бумага.

Если оставить лопасти вот в таком, необработанном виде, то ничего хорошего от работы ветряка ждать не приходится – сопротивление из-за создаваемых завихрений будет слишком большим, что скажется и на эффективности, и на шумности работы энергетической установки.

Имеет значение и профиль обрабатываемой кромки. По той стороне, которая будет «разрезать» воздух, кромка шлифуется до обтекаемой округлой формы. С противоположной стороны делается заострение на внешнюю сторону – для облегчения схода с плоскости лопасти воздушного потока.

Профили обработки кромок лопасти

Существует и немало других, правда – более сложных в исполнении, но и более надежных вариантов изготовлении лопастей. Так, хорошими показателями традиционно обладают алюминиевые «крылья», которым может придаваться или такая же, как у трубчатых, изогнутая форма в сечении, или даже коробчатая.

Можно отыскать интересный материал по изготовлению объемных лопастей из стеклоткани с последующей пропиткой эпоксидной смолой. Для этого сначала изготавливается матрица – деревянный шаблон, выполненный точно по форме будущей лопасти.

Затем по этой матрице изготавливаются две стеклотканевые детали одной лопасти, которые впоследствии склеиваются в одну полую, очень легкую и, вместе с тем, прочную деталь. Но это уже, если честно, «высший пилотаж» мастерства, доступный только для опытных мастеров.

Стеклотканевые заготовки – из таких половинок будет склеиваться цельная полая лопасть ветряка

Лопасти после тщательно проведенной разметки крепятся к ступице винта – обычно для этого используют резьбовое соединения. А ступица уже будет непосредственно соединяться с валом генератора, или через систему передачи с повышением числа оборотов.

Один из вариантов крепления лопастей в ступице ветрякаМноголопастный винт неспособен давать большое количество оборотов, но зато чутко реагирует на небольшой ветер. Повысить угловую скорость вала генератора можно и вот таким нехитрым способом. Ступица ветряка, кстати, изготовлена из обычного велосипедного колеса, которое стало одновременно шкивом для ременной передачи.Вариант зубчатой повышающей передачи вращения на вал генератора. Как видно, в ход пошли запчасти от старого шуруповерта. Хорошо видна хвостовая часть флюгерной станины с вертикальным килем.
  • Важным элементом конструкции ветряка всегда является вся флюгерная часть — поворотная станина, на которой, собственно, и размещаешься сам винт, передача и генерирующее устройство. Естественно, и материал изготовления, и сама сборка должны выдерживать немалые нагрузки, в том числе – и динамические, и вибрационного плана.

В задней части предусматривается хвостовик, который оснащается вертикальной пластиной – килем. Это позволяет правильно позиционировать винт ветряка относительно направления ветра – перпендикулярно ему. Естественно, хвостовик еще и играет роль противовеса – для балансировки всей флюгерной части ветрогенератора относительно оси мачты.

Кстати, в «продуманных» моделях ветрогенератора предусматривается система изменения угла атаки ветра – это позволяет сохранить целостность конструкции при резких порывах или аномально сильном ветре. Один из вариантов показан на схеме ниже.

Механизм изменения положения плоскости вращения ветряка относительно направления ветра (вид сверху)

Сам ветряк (поз. 1) соединён с хвостовиком, оснащенным килем (поз. 2), не жестко, а через шарнир. Кроме того, в конструкцию добавлен еще один элемент – боковая лопатка (поз. 4), которая в точке шарнира жестко соединена с ветряком и расположена перпендикулярно ему. Исходное, нормальное положение роторной части обеспечивается усилием пружины (поз. 5).

Если скорость ветра – в пределах нормы, то ветряк и хвостовик с килем, как им и положено, расположены соосно. И плоскость вращения винта – перпендикулярна направлению ветра.

При усилении ветра лопатка, за счет своей парусности, начинает, растягивая пружину, отклоняться назад, и тем самым ветер попадает на винт уже не перпендикулярно, а под определенным углом. Снижается площадь «контакта», соответственно – и мощность генератора. То есть происходит своеобразное предохранение и конструкции всего ветряка в целом, и генерирующего устройства – от перегрузки и перегорания. При очень больших скоростях лопатка и вовсе выведет ветряк из работы – плоскость вращения встанет параллельно направлению ветра.

Ветряки с вертикальной осью вращения

Такую схему тоже применяют достаточно часто, так как она обладает рядом преимуществ. Ветряки такой компоновки (их обычно называют роторными) очень чувствительны даже к небольшим скоростям ветра. Достоинством является и то, что их работа сопряжена с гораздо меньшим уровнем шума и вибрации, поэтому их зачатую без особой опаски монтируют на крышах, что для осевых ветряков, как мы помним, противопоказано. Мало того, нередко такие ветряки, исполненные «с любовью» и проявлением креативности мышления, становятся даже оригинальным украшением внешнего облика дома.

Несколько примеров ветряков с вертикальной осью вращения

Вертикальная ось позволяет разместить тяжеловесное генерирующее устройство не на большой высоте, а в более удобном для эксплуатации и регулярного обслуживания месте. Это снимает ряд проблем, касающихся конструкции мачты.

Для самостоятельного изготовления лопастей таких ветряков широко используются разрезанные на сектора емкости – старые металлические или пластиковые бочки, выварки, баки и т.п. Вполне можно применить и обычные листы оцинкованного металла, закрепив их на рамах. Нет особых ограничений по конструкции ступицы с рамами для размещения лопастей.

Примеры самодельных ветряков вертикального расположения – изготовлены из бочек и из металлических оцинкованных листов

Одним словом, просторов для творчества, применимого к имеющимся в хозяйстве материалам — здесь намного больше.

Но есть у них и главный недостаток, который во многом перечеркивает достоинства. Просто по своей конструкции такие энергетические установки значительно уступают в показателях мощности осевым горизонтальным. Упоминавшийся выше коэффициент использования энергии ветра при таком расположении ветряка обычно не превышает 0,2, то есть практически вдвое ниже. Да и по показателям скорости вращения они несопоставимы. Линейная скорость такого ветряка у края лопасти просто физически не может быть выше скорости ветра. А при довольно большом радиусе колеса угловая скорость и вовсе получается совсем незначительной.

А для генерирующих устройств количество оборотов зачастую является определяющим моментом, от которого зависит их возможность выработки электроэнергии. Значит, придется применять довольно сложную систему передачи вращательного момента. Это и усложняет конструкцию, и приводит к дополнительным потерям.

Впрочем, немало сторонников и именно у такой схемы – умельцы находят способы минимизировать ее негативные качества.

В контексте данной статьи к этой схеме мы больше возвращаться не станем – она требует и отдельных расчётов (показанный выше алгоритм для нее не подходит), и более глубокого изучения особенностей конструкции. Так что лучше ей отвести отдельную публикацию, которая обязательно появится на страницах нашего портала.  А пока – заполним «вакуум» небольшим видеосюжетом на эту тему.

Видео: Самодельный вертикальный ветрогенератор в работе

Мачта и поворотное устройство

Ветрогенератор должен быть поднят на нужную высоту, и всей флюгерной части необходимо предоставить возможность вращаться в горизонтальной плоскости, следуя за направлением ветра.

  • Мачта – один из очень непростых в изготовлении и монтаже элементов конструкции ветрогенератора. Особенно если обстоятельства вынуждают поднимать ветряк с генератором на большую высоту. Саму-то мачту порой установить не так просто – а здесь еще и массивный габаритный груз на верхушке!

Очень удачный вариант – это готовая мачта, специально предназначенная для подобных целей. В ней уже заложена шарнирная или телескопическая конструкция для последовательных действий при монтаже – крепления нижней части и затем – установка верхней части с «полезным грузом» на нужную высоту.

Установка мачты с ветрогенератором с шарнирным соединением нижней и верхней секции и общим их креплением к фундаменту

Такие мачты, безусловно, недешевы, но нечто подобное можно смастерить и самостоятельно из труб разного диаметра.

В любом случае мачту, конечно, в грунт не воткнешь и просто на голую землю не поставишь. Значит, ей необходим достаточно мощный фундамент. В процессе его армирования укладывается или закладная гильза, в которую впоследствии будет вставляться труба мачты, или закладные анкеры с резьбовой частью – для последующего соединения с основанием мачты.

Подготовленный к заливке бетоном армированный каркас фундамента мачты – с закладной трубой-гильзойДругой подход – на фундаменте через закладные анкеры зафиксировано основание, с которым шарнирно связана сама мачта. Остается ее аккуратно поднять растяжками и зафиксировать мощными болтами.

После установки мачты она должна сразу же быть дополнительно зафиксирована растяжками. Количество и высота ярусов, количество растяжек в ярусе и удаление точек из крепления определяется специальными расчетами. Это зависит и от высоты мачты, и от материала ее изготовления, и от особенностей местности. Так что этот вопрос лучше не пускать на самотёк, а уточнить у специалистов в местной строительно-монтажной организации. Кстати, противоположный конец каждой растяжки, если он крепится на уровне грунта, потребует и себе отдельного анкерного фундамента. Так что работы предстоит много.

В качестве примера – рекомендуемая схема установки и фиксации растяжками мачты высотой 15 м для ветрогенератора «Бриз 5кВт»

При необходимости большой высоты подъема ветрогенератора порой прибегают к монтажу сложной каркасной конструкции из стального проката. Надо полагать, что в таких случаях без квалифицированного проектирования и вовсе не обойтись. Такие мачты обычно имеют секционную конструкцию и последовательно монтируются от фундамента до верхушки. Хотя может быть и цельная конструкция, устанавливаемая разом.

Монтаж каркасной мачты
  • Безусловно, должно быть продумано подвижное соединение флюгерной части ветрогенератора с мачтой, на которой он устанавливается – для изменения положения при перемене направления ветра. Конструкция этого вертлюга может быть разной – от подшипникового узла (предпочтительно) до простейших схем «труба в трубе» или «штырь в трубе» (слишком примитивно — не исключено заклинивание).

Часто очень даже подходящие детали для такого соединения можно подыскать на барахолке старых автомобильных запчастей, а то и вовсе в своем гараже. Например, это могут быть старые ступицы колес. Кроме того, полностью готовый узел заводской сборки, с качественной системой подшипников, защищенных от внешнего воздействия, стоит поискать в каталогах – это будет проще и надежнее.

Очень здорово, если удастся найти готовый вертлюг для флюгера – проблема снимается автоматически
  • Одной из проблем становится расположение кабеля, по которому выработанный ток должен поступать в электрическую схему системы.

Если просто пропустить кабель в полости трубы мачты – проблема не решится. Вращение флюгерной части может привести к перекручиванию проводов, что заканчивается или их обрывом, или коротким замыканием. А проконтролировать состояние становится весьма сложной задачей.

Внешнее размещение кабеля дает возможность контроля. Но от закручивания вокруг мачты все равно никуда не деться, и это запросто можно упустить из виду. Последствия будут ничуть не лучше. Кроме того, оставлять кабель, открытый все морозам и дождям — наверное, не лучшее решение.

Выход – установка подвижных коллекторно-щеточных токосъёмников. Вариантов здесь может быть немало. Так, в интернет-магазинах (на том же «Али») предлагаются готовые решения. Нередко такой токосъемный узел уже входит в состав приобретаемого поворотного механизма.

Примеры токосъемных узлов заводского и кустарного изготовления.

Но многие умелые мастера вполне справляются с задачей и самостоятельно. И их токосъемники ничуть не уступают в надежности и долговечности заводским моделям. А по стоимости получается гораздо выгоднее.

Пример изготовления токосъёмного узла показан на видео.

Видео: Изготовление токосъемника для ветрогенератора

Генерирующее устройство

Дошли, наконец, до «сердца» ветровой энергетической установки. Что же предпочесть в качестве прибора, где, собственно, и будет происходить процесс преобразования кинетической энергии в электрическую.

Раз тема – «своими руками», то готовые модели генераторов заводского изготовления, предназначенные именно для монтажа на ветровых установках – не рассматриваем. Чем же можно их заменить?

Вариантов предлагается немало. Но остановимся на двух – применение прошедшего доработку асинхронного трехфазного двигателя и самостоятельное изготовление так называемого аксиального генератора.

Переделка асинхронного двигателя в генератор

Асинхронные двигатели – наиболее распространенные. И найти (приобрести) такое устройство для последующей переделки в генератор – несложно.

В отличие от представленной в начале статьи принципиальной схемы генератора, наведение ЭДС будет происходить в обмотках статора. А ротор будет создавать необходимое для этого процесса вращающееся магнитное поле. Очень удобно с той точки зрения, что отпадает необходимость щеточно-коллекторного механизма со всеми присущими ему недостатками.

В исходном виде ротор асинхронного двигателя представляет собой совокупность короткозамкнутых обмоток. Чтобы он стал источником вращающегося магнитного поля используются два пути. Первый — с применением конденсаторной схемы, обеспечивающей необходимый «пусковой момент» генерации тока, то есть требуемое опережение фазы вращения магнитного поля ротора над полем статора.

Второй вариант – создание требуемого для генерации вращающегося поля высокой напряженности с помощью мощных постоянных магнитов (неодимовых). Именно этот пример рассмотрим несколько пристальнее.

Достоинством этого метода можно считать отсутствие необходимости довольно сложной в выполнении перемотки статора. То есть все ограничится только переделкой ротора. А работать такой генератор способен даже на небольших оборотах.

ИллюстрацияКраткое описание выполняемой операции
Переделываться в генератор будет вот такой трёхфазный асинхронный двигатель 5АИ 90L6 У2.
Он в полной мере соответствует поставленной задаче.
Достоинство этой модели еще и в том. Что она имеет влагозащищённый корпус с показателем IP55.
В том числе предусмотрена герметизация кабельных выходов…
…имеются надежные уплотнения под крышками, сальники с обеих сторон вала.
Такой генератор не будет бояться ни атмосферной влаги, ни прямого попадания осадков. Да и профилактическое его обслуживание можно проводить не столь часто.
Сняты крышки с обеих сторон корпуса.
Хорошо видна обмотка статора. Но она остается как есть – не делается никаких изменений.
Все последующий работы будут касаться исключительно ротора.
Его для начала отправили к токарю. Задача – проточить, снять верхний слой, уменьшить диаметр исходя их следующих соображений:
— После проточки на статор должна быть надет на горячую посадку стальной цельный цилиндрический стакан, с толщиной стенок, допустим, 4 мм.
— На этот стакан будут наклеиваться неодимовые магниты (в рассматриваемом примере – толщиной 5 мм).
— И после этого итоговый диаметр ротора должен получиться таким же, каким был до доработки, то есть с минимальным зазором от зубьев статора.
Ротор, пришедший после токарной обработки.
Хорошо виден гладкий стакан, пришедший на смену короткозамкнутым обмоткам.
На поверхность этого стакана и будут приклеиваться постоянные магниты.
Но для начала необходимо измерить линейные параметры стакана (длину по оси и длину окружности) и составит схему расположения магнитов. Она как раз должна уместиться в прямоугольнике с этими снятыми размерами.
Необходимо определиться с количеством полюсов. Можно встретить разные рекомендации.
Например, количество полюсов должно соответствовать количеству полюсов двигателя (оно указывается в маркировке, и в данном случае об этом говорит цифра 6).
Другой совет – подсчитать количество зубьев обмотки статора и уменьшить его на четверть. Например, 16 зубьев – значит оптимально будет сделать на роторе 12 полюсов (два магнитных полюса ротора на три катушки статора).
Полюс – это одна или несколько линий магнитов вдоль оси вращения, по длине ротора.
Количество линий зависит от количества полюсов, размеров приобретённых магнитов и длины окружности – так, чтобы поместилось как можно больше магнитов с шагом примерно в 0,5 диаметра.
Между полюсами может быть промежуток и несколько больше, но только равный на всех границах полюсов.
В данном случае мастер делает шесть полюсов по четыре линии магнитов в каждом. Используются магниты толщиной 5 мм и диаметром 9 мм. В линии умещается 14 магнитов. Значит, общее количество – 336 шт.
Получилось довольно удачно – при соблюдении равного расстояния между магнитами между полюсами отсутствуют расширенные просветы. То есть равный шаг выдерживается и вдоль оси, и по окружности.
Но нередко получается и так, как показано на иллюстрации. Каждый случай в этом вопросе – индивидуален.
Еще один нюанс.
Чтобы исключить залипание ротора, рекомендуется линии магнитов делать не строго параллельными оси, а с небольшим скосом, примерно на ширину одного магнита.
На иллюстрации (взятой из другого примера) весьма наглядно показано – и расположение одного полюса из пяти линий магнитов, и скос этих линий относительно осевой линии.
Следующая проблема – как перенести разметку на цилиндрическую поверхность ротора?
Один их способов – это изготовление специальной «шубы»-шаблона.
На поверхности ротора вначале простилается слой полиэтиленовой пленки, а затем производится намотка нескольких слоев бинта (марли). После этого (или в ходе намотки, как удобнее) ткань обильно пропитывается эпоксидной смолой.
Когда смола полностью застынет, поверхность слегка дорабатывается на токарном станке до идеальных форм. После этого получившуюся цилиндрическую шубу можно снять.
Далее, на нее наклеивается составленный в графическом редакторе и распечатанный на принтере шаблон. Затем с помощью шуруповерта (дрели) со вставленным сверлом нужного диаметра (по размеру магнитов) по шаблону сверлятся отверстия.
Следующим шагом «шуба» вновь надевается на ротор, и в проделанных гнездах к корпуса ротора на эпоксидку вклеиваются магниты.
Другой способ – наклеивание магнитов на суперклей к стакану ротора прямо через бумажный шаблон.
Много возни, правда, с вырезанием в напечатанной схеме большого количества аккуратных небольших отверстий, так чтобы не случилось разрывов между соседними ячейками.
Но выход всегда найдется. Например, мастер вспомнил из своего детства, как можно «прорезать» бумагу, несколько раз проведя по одной линии шариковой ручкой.
Изготовлен из стальной пластинки небольшой шаблон – и вперед…
Готовый шаблон.
Шаблон ровно наклеен на стакан ротора.
Очень важный момент – в одном полюсе, независимо от количества линий в нем, магниты должны быть сориентированы одинаково. Например, северным полюсом вверх. На следующем – наоборот, и так далее по окружности.
Если не полагаетесь на свою внимательность, чтобы не допустить ошибки, на бумажном шаблоне можно заранее провести границы полюсов с указанием, какой стороной вверх должны расположиться магниты.
И перед каждым вклеиванием очередного магнита – убеждаться, что он становится правильно.
Наклеивание производилось на обычный суперклей «Момент».
Надо правильно понимать, что это пока – временная фиксация.
Начинается вклеивание – по линиям, с соблюдением полярности.
Работа, конечно, утомительная, требующая внимательности и аккуратности, и заняла она у мастера практически два дня.
Вот что получилось в итоге.
Кстати, на иллюстрации хорошо видно, как мастер отмечал маркером границы полюсов, по четыре линии.
Получившийся ротор будет заливаться эпоксидной смолой.
Но прежде мастер решил выполнить армирование конструкции с помощью толстой капроновой нити. Как у него получилось – показано на иллюстрации.
Мера, может быть, и необязательная, но то, что она даст выигрыш в прочности ротора при любых скоростях вращения – это неоспоримо.
Так что можно только позавидовать основательности подхода.
Далее, делается опалубка для заливки эпоксидки.
С нижнего торца устанавливается кружок, вырезанный их картона. Все щели между ним и валом ротора заклеиваются пластилином.
По поверхности цилиндра опалубкой станет слой наклеенного прозрачного скотча.
А с верхнего торца намеренно оставленный излишек скотча становится своеобразной воронкой, в которую как раз и будет заливаться эпоксидка.
Ротор устанавливает вертикально, и в воронку сверху заливается подготовленная эпоксидная смола.
Эпоксидка, хоть и не быстро, но уверенно протекает вниз, заполняя все полости и пропитывая капроновую нить армирования. Так продолжают, пока вся опалубка не будет заполнена доверху.
После этого эпоксидке дают нужное время на полное застывание.
А это – ротор уже после снятия картонной опалубки.
Согласитесь – получилось замечательно.
И никаких опасений за то, что какой-то магнит вдруг вылетит при работе генератора, быть не должно.
На вал ротора вновь запрессованы подшипники, вставшие на свои места…
…и можно устанавливать ротор в корпус двигателя (точнее – уже генератора).
Кстати, очень ответственный момент.
Ротор нужно очень крепко удерживать в руках. Притягивающая сила магнитов настолько велика, что известны случаи, когда ротор вырывался из рук и даже выламывал неснятую крышку электродвигателя.
Все, ротор заведен в статор генератора.
Можно устанавливать и фиксировать болтами переднюю и заднюю крышку генератора.
После установки крышек, когда подшипники точно займут свое место, ротор и статор должны встать строго соосно.
Необходимо сразу проверить свободу вращения ротора – не задевает ли он зубья обмотки статора. При правильных расчетах размеров и аккуратном исполнении – не должен.
Не должно быть и чувствительных залипания положения статора – этому способствует выполненный скос линий магнитов.
Ну что ж, можно переходить к проверке работоспособности получившегося генератора.
Крутящий момент на его вал будет передаваться с помощью мощной электродрели. Она способна выдать до 1000 оборотов в минуту.
Подключаются щупы тестера.
В данном случае генератор выдает переменное трехфазное напряжение, схема выполнена «звездой». То есть проверку напряжения можно проводить между любыми из двух фаз.
Мультиметр переводится в режим измерения переменного напряжения (ACV) с пределом 750 вольт.
Включается питание на приводе – электродрели.
И уже в момент страгивания ротора и первичного набора оборотов на дисплее прибора уже показывается напряжение более 60 вольт.
А когда обороты набраны и стабилизировались, мультиметр показывает устойчивое напряжение в 375÷377 вольт.
Можно смело констатировать, что генератор получился вполне работоспособным и готовым к дальнейшему использованию в ветровой энергетической установке.

Безусловно, скорости вращения в 1000 оборотов в минуту от ветряка ожидать сложно. Но и того, что будет на выходе в реальных условиях эксплуатации при нормальном ветре должно с лихвой хватать для зарядки аккумуляторов и для подключения довольно значительной нагрузки.

Чтобы несколько расширить информацию о переделке асинхронного двигателя в генератор, предлагаем посмотреть еще один видеосюжет на эту тему. Там мастер дает некоторые разъяснения по часто возникающим вопросам.

Видео: Вариант переделки асинхронного двигателя в генератор переменного тока

Изготовление аксиального генератора

С появлением в свободном доступе мощных неодимовых магнитов появилась возможность самостоятельного изготовления производительных генерирующих устройств или, как мы видели на предыдущем примере – совершенствования имеющихся изделий. Одной из схем, набирающих популярность, является так называемый аксиальный генератор.

Эта схема привлекает тем, что ее полностью, от начала до конца, можно изготовить самостоятельно. То есть для этого не требуется ни старых генераторов, ни электродвигателей. Могут оказать помощь некоторые автомобильные запчасти (колесная ступица, например), но только в плане облегчения создания системы взаимно вращающихся узлов.

О самостоятельном изготовлении аксиального генератора много говорить не будем. По той причине, что на предлагаемом видео очень подробно показаны все моменты, от принципа устройства прибора и до запуска в эксплуатацию.

Видео: Принцип работы и устройства компактной ветровой энергетической установки с аксиальным генератором

Видео: Подробное разъяснение процесса изготовления аксиального генератора

Видео: Схема подключения и проведение тестирования аксиального генератора.

*  *  *  *  *  *  *

Итак, на этом закончим получившийся довольно объемным обзор, касающийся проблемы самостоятельного изготовления ветровой энергетической системы. Читатель, должно быть, смог убедиться в том, что задача эта – из разряда повышенной сложности. Кроме того, она неизбежно потребует немалых финансовых и трудовых затрат. А ожидать какого-то скорого эффекта от личной ветровой электростанции – пока не приходится.

Однако, уверен, что некоторых домашних мастеров ни один из перечисленных аргументов не остановит. Что ж, хочется искренне пожелать им удачи! А если им будет, чем поделиться (неважно, успехом или неудачным опытом) – с удовольствием предоставим им для этого страницы нашего портала.

И еще одно. Автор публикации будет считать свою миссию выполненной в обоих случаях. И тогда, когда приведенные доводы несколько охладят пыл слишком рьяного искателя бесплатной энергии. И в том случае, если после прочтения статьи найдутся те, кто скажет – «Как же все это интересно! Обязательно попробую!»

Как сделать ветрогенератор — правила изготовления домашнего ветрогенератора своими руками

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

Как работает ветрогенератор?

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

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

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

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

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

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

Из каких элементов состоит домашний ветрогенератор?

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

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

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

Сколько лопастей должно быть у ветрогенератора?

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

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

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

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

Этапы создания ветрогенератора своими руками

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

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

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

Основные условия эксплуатации самодельного ветрогенератора

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

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

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

Ветряк своими руками — возобновляемые источники энергии

Может быть, вы живете на лодке, отдыхаете в уединенной хижине или живете вне сети, как я. Или, может быть, вы просто хотите снизить счет за электроэнергию. В любом случае, с помощью горстки недорогих и легких материалов, вы можете построить самодельный ветрогенератор, который сделает электричество вашим, пока дует ветер. Вы сможете осветить эту кладовую, включить электричество в свой сарай или использовать генератор, чтобы поддерживать все аккумуляторные батареи вашего автомобиля.

Электроэнергия для моей автономной кабины поступает от солнечной и ветровой энергии, хранящейся в группе из четырех 6-вольтовых батарей для гольф-каров, подключенных к 12-вольтовой системе. Контроллер заряда и аккумуляторная батарея предохраняют мою систему от недостаточной или чрезмерной зарядки. Весь шебанг обошелся мне менее чем в 1000 долларов, и у меня есть освещение, вентиляторы, телевизор и стереосистема, холодильник и дискотечный шар, который поднимают для особых случаев.

Если вы можете поворачивать гаечный ключ и работать с электродрелью, вы можете построить этот простой генератор за два дня: один день на поиск деталей и один день на сборку компонентов.Четыре основных компонента включают автомобильный генератор переменного тока со встроенным регулятором напряжения, вентилятор и блок сцепления General Motors (GM) (я использовал один от двигателя GM 350 1988 года), опору или столб, на котором можно установить генератор (15 футы использованных 2-дюймовых трубок обошлись мне в 20 долларов) и металл для сборки кронштейна для крепления генератора на мачте или столбе. Если вы любитель Ford или Mopar, это нормально — просто убедитесь, что в вашем генераторе есть встроенный регулятор напряжения. Вам также понадобится электрический кабель или провода, чтобы подключить генератор к аккумуляторным батареям.Я использовал 3-жильный кабель 8-го калибра, украденный из масляного пятна. (И они сказали, что переход от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии займет годы. Пфф!)



Узел муфты вентилятора к генератору

Лопасти ветрогенератора заменены на муфту вентилятора автомобиля. Чтобы прикрепить лопасти к генератору, вы можете приварить ступицу муфты вентилятора непосредственно к ступице генератора — просто убедитесь, что вентилятор точно совмещен с валом генератора.Кроме того, убедитесь, что разъемы для встроенных проводов генератора расположены в нижней части генератора. Если у вас нет доступа к сварочному аппарату, вы можете подключить муфту вентилятора к генератору, используя следующие материалы:

• Шайба 5/8 дюйма на 3 дюйма, толщина 3/16 дюйма
• Электродрель
• Метчик с резьбой 1/4 дюйма
• Сверло, соответствующее специальному метчику с резьбой
• (4) 1 / Болты от 4 дюймов на 1-1 / 2 дюйма до 2-1 / 2 дюйма с соответствующими гайками и стопорными шайбами ​​

Создайте соединение, используя 3-дюймовую шайбу и четыре болта, которые будут скреплять вместе муфту вентилятора и генератор.Просверлите четыре отверстия в шайбе, чтобы они совпадали с отверстиями в муфте вентилятора, а затем нарежьте резьбу в отверстиях с помощью метчика на 1/4 дюйма. Вкрутите болты в отверстия. Чтобы определить длину болтов, которые вам понадобятся, поместите вентилятор на верхнюю часть генератора так, чтобы шкив вентилятора опирался на шкив генератора и оба вала были на одной линии. Измерьте длину по двум валам от задней части вентилятора генератора до задней части ступицы муфты вентилятора. Используйте эту длину для болтов. Отвинтите гайку шкива генератора и снимите шкив и небольшой вентилятор.Наденьте соединение, которое вы сделали из шайбы и четырех болтов на вал генератора, так, чтобы болты были направлены в сторону от генератора. Затем снова прикрепите вентилятор генератора и гайку к валу, не снимая шкив. Большая гайка удерживает соединение на месте. Присоедините узел муфты вентилятора к болтам, которые теперь выступают из генератора, и затяните гайки с установленными стопорными шайбами.

Кронштейн для установки генератора

Если у вас есть сварщик, сделать кронштейн несложно.Я использовал 1-дюймовую квадратную трубку для всех частей кронштейна и кусок 1-дюймовой трубы длиной 2 фута для вращающегося стержня, который помещается внутри стойки. Если у вас нет сварщика, не бойтесь. Кронштейн в сборе может быть соединен с оцинкованной трубой 1/2 дюйма и фитингами. Вот список фитингов, которые вам, скорее всего, понадобятся:

• (5) тройников 1/2 дюйма
• (2) колена 1/2 дюйма
• (2) штуцера 1/2 дюйма на 12 дюймов
• (2) 1/2 дюйма- ниппели размером 6 дюймов
• (2) штуцеры 1/2 дюйма на 1 1/2 дюйма
• (2) ниппели 1/2 дюйма на 2 дюйма
• (3) 1 / 2-дюймовые соски

Хвостовой плавник должен быть прикреплен к 12-дюймовому ниппелю в задней части кронштейна, чтобы вращать генератор и выровнять его с направлением ветра.Вы можете вырезать плавник высотой около 1 фута и длиной 2 фута из старого оловянного сайдинга или кровли с помощью ножниц или резака — лучше всего подойдет прямоугольный треугольник. Если вы используете гофрированный металл, обязательно обрезайте ребро так, чтобы гофры проходили горизонтально. После того, как плавник будет вырезан, положите его поверх одного из 12-дюймовых ниппелей и просверлите три пилотных отверстия в нижней части хвостового плавника и в боковой части соска. Используйте три винта (подойдут стальные кровельные винты), чтобы прикрепить хвост к ниппелю.

Башня ветрогенератора

Я использовал старую телевизионную антенную вышку высотой 20 футов вместе с трубой диаметром 2-1 / 2 дюйма для верхней части. Вам также потребуется приварить или закрепить болтами упор в верхней части мачты, который будет контактировать с упором на вашем узле кронштейна. Ограничители позволяют генератору вращаться только на 360 градусов по часовой стрелке или против часовой стрелки, поэтому ваш кабель не перекручивается вокруг мачты и мачты.

Соединение 2–3 / 8-дюймовых толстостенных металлических труб длиной от 10 до 20 футов (или высотой после возведения) создает хорошую башню после того, как ее прикрепят к зданию или другой прочной, стационарной конструкции.Убедитесь, что он надежен, и при необходимости рассмотрите возможность использования растяжек.

После того, как вы скрепили все компоненты генератора вместе и прикрепили к кронштейну в сборе, установите его на неизвлекаемую мачту или башню. Вставьте трубу на кронштейне генератора в опору или верх башни. Используйте две стальные шайбы, сложенные вместе, чтобы создать гладкую поверхность, которая будет служить опорой между генератором и башней. Присоедините положительный и отрицательный провода к генератору и закрепите их на кронштейне и вдоль опоры с помощью стяжек, тюков или изоленты.(На самом деле он не самодельный, если на нем где-то не есть небольшая проволока и клейкая лента, не так ли?) Убедитесь, что в проводах достаточно провисания, чтобы ветрогенератор мог вращаться на 360 градусов.

Скорее всего, вам понадобится помощь, чтобы поставить башню и генератор в вертикальное положение, так как они будут довольно тяжелыми. Веревки и попутчик помогут, если вы поднимаетесь довольно высоко. Если в вашем районе всегда ветрено, вам нужно только подняться достаточно высоко над землей, чтобы движущиеся части могли безопасно находиться над головой.Надежно закрепите башню на месте. Ветер может быть обманчиво сильным, поэтому не срезайте углы на этом этапе окончательной сборки. После того, как вы установили свой ветрогенератор, подключите провода к аккумуляторной батарее с контроллером заряда между ними, чтобы предотвратить недозаряд или перезарядку.


Теперь вы готовы зажигать свет, заводить джемы и исполнять те старые дискотечные трюки, которые, я знаю, вы копили на электрическую горку с семьей и друзьями.

Небольшой отказ от ответственности: создавайте и используйте на свой страх и риск.Мой генератор работает нормально, но вы несете ответственность за свою работу. Удачи и сил!


Роберт Д. Коупленд разводит и продает мясной скот травяного откорма и является владельцем автономного пансионата в Техасе под названием The Sunflower , в комплекте с коттеджами из соломенных тюков и глиняной штукатурки, свежих органических питание, обучение пермакультуре, семинары и многое другое!

Другие статьи о ветроэнергетике:

Энергия ветра — это полностью переработанное и обновленное издание руководства для частных лиц и предприятий, заинтересованных в установке небольших ветроэнергетических систем.Это практическое руководство, написанное для непрофессионала, дает точное и беспристрастное представление обо всех аспектах малых ветроэнергетических систем, в том числе:

  • Опции ветроэнергетики и ветроэнергетики
  • Способы оценки ветровых ресурсов на вашем участке
  • Ветряные турбины и башни
  • Инверторы и аккумуляторы
  • Монтаж и обслуживание систем
  • Стоимость и преимущества установки ветряной системы

Читатели получат знания, необходимые им для принятия мудрых решений при проектировании, покупке и установке небольших ветроэнергетических систем, а также для эффективного общения с установщиками ветряных систем, а также смогут помочь сделать наиболее разумный и экономичный выбор.Заказ в магазине новостей Матери-Земли или по телефону 800-456-6018.


Первоначально опубликовано: апрель / май 2017 г.

Изготовим ветрогенератор своими руками. Ветрогенератор своими руками

Пожалуй, ни один dacket не станет спорить с тем, что сегодня необходимо иметь какой-либо альтернативный источник электричества, ведь свет может выключаться в любую минуту.Большую популярность как источник бесплатной энергии получили сегодня самодельные ветряные генераторы. На рынке предлагаются самые разные модели таких устройств, а в Интернете можно увидеть схемы, чертежи и видео, позволяющие собрать их своими руками.

Стоит отметить, что самодельный ветрогенератор будет очень кстати даже при своей небольшой мощности. Уже одно дело, что среди полной темноты коттедж накроется, и на нем можно будет смотреть телевизор или заряжать мобильное устройство, адаптироваться от неприятностей и поднять престиж перед соседями.

Три маленьких секрета

Секрет первый — на какой высоте будет установлен самодельный ветрогенератор. Понятно, что его проще монтировать на высоте нескольких метров от земли, но и ощущения от этого тогда особо не будет. При этом следует учитывать, что чем выше ветрогенератор, тем сильнее ветер, быстрее крутит свои лопасти, и тем больше энергии можно получить от силовой установки своими руками.

Второй секрет — выбрать АКБ.В интернете советуют не мудрить и ставить автомобильный аккумулятор. Да, проще и, на первый взгляд, дешевле. Но необходимо знать, что автомобильные аккумуляторы следует устанавливать в хорошо проветриваемом помещении, они требуют ухода, а срок их службы не превышает 3 лет. Лучше будет приобрести специальный аккумулятор. Хотя стоит дороже, но оправдает себя.

Секрет третий, какой ветрогенератор лучше сделать своими руками — горизонтальный или вертикальный? У каждого варианта есть свои достоинства и недостатки.Рассмотрим ветрогенераторы вертикального типа, принцип работы которых показан на рис. 2.

Первый из недостатков: вертикальный ветрогенератор имеет низкий КПД по сравнению с горизонтальными моделями, требует больше материалов на его сборку, что, соответственно, приводит к удорожанию. С другой стороны, они могут работать при более слабом ветре, чем их горизонтальные аналоги, что компенсирует их низкую эффективность. Их не требуется поднимать на слишком большую высоту, они проще и дешевле при установке и установке, что нивелирует разницу в стоимости материалов.

Важным фактором является то, что вертикальный ветрогенератор более надежен при резких порывах ветра и ураганов, так как его устойчивость растет с увеличением скорости вращения. К тому же вертикальные конструкции практически бесшумны, что позволяет устанавливать их где угодно, вплоть до крыши жилого дома. Все вышеперечисленное приводит к тому, что данные установки пользуются растущим спросом и выпускаются в различных модификациях, в зависимости от требуемой мощности и преобладающих в определенных регионах ветров, с чем, кстати, вы можете ознакомиться в видео ниже.

Простой дизайн

Вертикальный ветрогенератор малой мощности несложно собрать своими руками из, без преувеличения, уходящих материалов: большой пластиковой бутылки или жестяных банок, стальной оси и старого электродвигателя. Достаточно разрезать банку или бутылку пополам и закрепить эти половинки на оси вращения, связанной с осью генератора (рис. 3). Такую вертикальную ветряную мельницу легко сделать разборной и взять с собой на рыбалку или в поход, где она не только осветит место ночевки, но и позволит подзарядить телефон или другое мобильное устройство.

Собственная электростанция коттеджа

А вот производителю больше придется начинать с покупки ведра и это не розыгрыш. Да, сначала придется купить обычное ведро оцинкованное. Это, конечно, в том случае, если такое продолженное ведро нигде в сарае не сломалось. Складываем его на четыре части и делаем ножницы для резов по металлу, как показано на рис.4.

Ковш прикреплен снизу к шкиву генератора. Следует прикрепить четыре болта, расположив их строго симметрично и на одном расстоянии от оси вращения, что позволит избежать дисбаланса.

Итак, почти все готово, остались следующие шаги:

  1. Загните металл в прорезях, чтобы получить лезвия. Если чаще всего преобладает сильный ветер, слегка загибайте борта. Если ветер слабый, можно остановиться и до смешного. В любом случае величину изгиба можно будет отрегулировать позже;
  2. Подключите все необходимые устройства (кроме генератора), как показано на рис. 5;
  3. Закрепите генератор проводами от него на мачте;
  4. Закрепите мачту;
  5. Подсоедините провода, идущие от генератора к контроллеру.

Все. Сделанный своими руками ветрогенератор готов к работе.

Электрическая схема

Рассмотрим электрическую схему. Понятно, что ветер может прекратиться в любой момент. Поэтому ветрогенераторы не подключаются напрямую к бытовой технике, а сначала заряжают от них аккумуляторы, для обеспечения безопасности которых используется контроллер заряда. Далее с учетом того, что на аккумулятор подается постоянный ток короткого замыкания, а почти все бытовые приборы потребляют переменный ток напряжением 220 вольт, ставится преобразователь напряжения или, как их еще называют, инвертор и только потом подключить всех потребителей.

Для того, чтобы ветрогенератор обеспечивал работу персонального компьютера, телевидения, сигнализации и нескольких энергосберегающих ламп, достаточно установить аккумулятор емкостью 75 ампер / час, преобразователь напряжения (инвертор) с мощность 1,0 кВт плюс соответствующий электрогенератор. А что еще нужно, когда вы отдыхаете на даче?

Подведем итоги

Вертикальный ветрогенератор, который может быть изготовлен по приведенной выше инструкции, может работать при достаточно слабом ветре и независимо от его направления.Его конструкция упрощена за счет того, что в нем нет флюгера, раскладывающего винт горизонтального ветрогенератора на ветру.

Основным недостатком вертикально-осевых ветряных турбин является небольшой КПД, но он берет верх рядом с другими преимуществами:

  • Скорость и простота сборки;
  • Отсутствие ультразвуковой вибрации, характерной для горизонтальных ветрогенераторов;
  • Нетребователен в обслуживании;
  • Быстрая бесшумная работа, позволяющая установить вертикальную ветряную мельницу практически в любом месте.

Конечно, сделанная своими руками ветряная мельница может не выдержать нависающего ветра, который сумеет сломать ведро. Но это не проблема, просто надо покупать новый или копить где-нибудь в сарае старый.

На видео ниже видно, как запитывают бытовую технику за городом. Правда, ветрогенератор здесь сделан не из ковша, но тоже своими руками.

Ветроэнергетика в российском сегменте занимает неоднозначное положение.Использование таких устройств рассматривается с обеих сторон. С одной самодельной ветряной мельницей это отличное решение для механической экономии электроэнергии. Этому способствуют бескрайние равнины, где есть постоянная скорость ветра и набирается достаточная потенциальная энергия, которая превращается в дополнительную ветряную мельницу в кинетической. Однако в некоторых регионах необъятной страны ветры отличаются слабым потенциалом из-за неравномерного и медленного воздействия. В северных регионах выделяют третью партию, где учат сильным и непредсказуемым ветрам.Каждый домовладелец может иметь на ферме свою ветряную мельницу. Купить такой прибор — дорогое удовольствие, поэтому лучше создать ветрогенератор для дома. Определите: какой тип бетонной ветряной мельницы больше подойдет и для каких целей она выбрана?

Ветрогенератор можно сделать своими руками и из пустых бутылок

Независимо от того, является ли вы ветряным генератором вертикального типа, вращающейся ветряной мельницей или другим типом, схематическое устройство продукта имеет следующие аналогичные компоненты:

  • Генератор тока своими руками (используется имеющаяся опция).
  • Лезвия (из твердого материала, не подверженного коррозии и деформации в процессе)
  • Подъемник башенного типа, необходимый для подъема установки на желаемый уровень.
  • Опционально устанавливается дополнительная электронная система управления.

Проще и дешевле собрать ветрогенераторы своими руками с роторной или осевой конструкцией на магнитах. Чтобы выбрать подходящий, изучим устройство каждого.

Ветряная мельница 1 — Конструкция поворотного типа

Самодельный ветрогенератор с роторной турбиной состоит из двух, реже четырех лопастей.Он отличается простой конструкцией, ввиду чего изготавливается независимо от первичных материалов. Такой ветрогенератор для дома не обеспечит необходимым количеством электроэнергии двухэтажный загородный коттедж. Мощности ветрогенератора хватает для электроснабжения небольшого садового домика. Ветряк для частного дома применяется для освещения хозяйственных построек, автомобильных фар, светильников, бытовых, фенов, холодильников и др.

Подготовка деталей и расходных материалов

В зависимости от того, какую мощность рассчитывает ветрогенератор своими руками, для ветряка подбирается соответствующий генератор.Посмотрим на ветряки своими руками до 5 кВт. Сделать ветрогенератор своими руками с ротором несложно. Для этого подготовьте следующие материалы:

  1. Автомобильный генератор на 12 вольт. Для создания устройства используйте кислотный или гелиевый аккумулятор от автомобиля.
  2. Регулятор напряжения для преобразования переменных токов: 12 -> 220 вольт.
    Самодельный регулятор напряжения для преобразования переменных токов: 12 -> 220 вольт
  3. Контейнер габаритный. Подходящие варианты: кастрюля из нержавеющей стали или алюминиевое ведро.
  4. Зарядное устройство. Воспользуйтесь реле, снятым с автомобиля.
  5. Переключатель 12 В.
  6. Лампа зарядки с контроллером.
  7. Болты М16 × 70 мм с гайками и шайбами.
  8. Простой вольтметр любой конфигурации от неиспользуемого измерительного прибора.
  9. Кабель электрический трехжильный сечением не менее 2,5 мм 2.
  10. с прорезиненной подкладкой. Нам понадобятся при креплении генератора к несущей спичке.

Генераторы на 220 своими руками нуждаются в стандартном наборе монтажного инструмента: болгарка с дисками, маркер, отвертка, сверла со сверлами, ножницы по металлу, набор выпадающих ключей, газовые ключи №1,2,3, кусачки, рулетка.

Ход проектно-конструкторских работ

Для создания конструкции ветряка изначально подготавливается ротор. На следующем этапе модифицируем шкив генератора. В качестве ротора используется металлическая емкость: кастрюля или ведро. С помощью рулетки и маркера отмеряю четыре равные части. Затем проделываем дырочки на концах нарисованных линий, чтобы облегчить разделение на составные части. Емкость вырезаем ножницами по металлу. При их отсутствии проделываем те же действия с болгаркой. Из полученных деталей вырезаем лопасть будущего ротора, но не до конца разрезая заготовку.

Запрещается вырезать тару из оцинкованных материалов или изделий с помощью, так как материал перегревается и деформируется.

Лопасти ротора должны совпадать по размеру

Чтобы ветряк от автомобильного генератора работал правильно, лопасти ротора должны соответствовать друг другу. Как вариант создать генератор из стартера своими руками. Поэтому измерения требуют тщательной проверки.

Теперь вы готовите генератор для ветряка своими руками.Прежде всего, определяем сторону вращения шкива. Для этого поверните его правой рукой, двигая влево — вправо. По стандарту вращается по часовой стрелке, но из правил бывают исключения. На следующем этапе соедините роторную часть с генератором. С помощью дрели делаем ровные отверстия на дне бака и шкиве генератора.

Отверстия должны располагаться симметрично. В противном случае существует опасность дисбаланса в движении ротора.

Края лопастей слегка закручены для увеличения скорости вращения от ветра. Чем больше угол изгиба, тем эффективнее роторная установка воспринимает воздушные потоки. Лопасти ротора сделаны не только из бака. Лопатку для ветрогенератора можно сделать своими руками в виде отдельных деталей, которые соединяются с металлической заготовкой в ​​виде круга. В таких моделях проще проводить ремонтные работы по восстановлению отдельных рабочих колес.

Для подключения генератора берем емкость с изготовленными лопастями и надежно закрепляем на шкиве генератора боты М16х70 мм или меньшего диаметра. Теперь собранная конструкция полностью установлена ​​на мачте. Закрепить в доступных местах металлическими хомутами. Смонтировать электропроводку и собрать замкнутую цепочку. Каждый контакт подключается к соответствующему разъему. При необходимости заранее напишите маркировку и цвет каждого провода отдельно. Проводная безопасная проводка к мачте.

После полной сборки механической конструкции остается только подключить инвертор (преобразователь напряжения), аккумулятор и нагрузку (панель приборов и освещение).Для инвертора мы используем электрический кабель сечением 3 мм 2 длиной 1 метр, а для остальных периферийных нагрузок подойдет кабель сечением 2 мм 2. Собранная мельница готова к эксплуатации.

Ветрогенератор малой мощности на основе дрели своими руками

Достоинства и недостатки такой модели

При правильной сборке всех комплектующих ветрогенераторы своими руками делают из автомобильного генератора долгий срок службы без единой проблемы.Конструкция, питаемая от аккумулятора на 75 А с установленным преобразователем на 1000 Вт, выдаст количество электроэнергии для стабильной работы устройств уличного освещения или видеонаблюдения. К достоинствам также можно отнести: относительно невысокую цену на комплектующие ветряка, ремонтопригодность, отсутствие дополнительных условий для корректной работы и малошумную конструкцию. Например, малошумные вертикальные ветрогенераторы мощностью 5 кВт работают тише современных холодильников.

Недостатки очевидны: слабые электрические характеристики, низкие показатели прочности, зависимость от резких изменений скорости ветра, что приводит к частой поломке лопастей.

Ветряк 2 — осевое исполнение на магнитах

Ветрогенераторы на 220В своими руками с неодимовыми магнитами получили название осевые ветряки. Устройство таких конструкций основано на не железных статорах с прикрепленными магнитами. Благодаря тому, что стоимость последних упала в несколько раз, сделать генератор на магнитах своими руками стало проще. Модель этой ветряной мельницы позволит получить больше электроэнергии, чем созданные роторные электрогенераторы делают это своими руками.

Что нужно приготовить?

Что такое ветрогенератор, устройство и принцип работы

Основным элементом механической конструкции осевого генератора является колесо колеса легкового автомобиля вместе с тормозными дисками, которое станет ротором будущего. Если предмет ранее использовался по назначению, то его следует подготовить. Для этого разбираем ступицу на составные детали и металлической щеткой проводим внутреннюю и внешнюю стенки элемента от ржавчины. Каждый подшипник тщательно смазывается.Теперь собираем ступицу в обратном порядке.

Распределение и фиксация магнитов

Для крепления неодимовых магнитов на тормозных дисках ротора подготовьте 20 блоков прямоугольной формы размером 25 × 8 мм.

В магнитах с круглой структурой магнитное поле расположено в центре и имеет прямоугольную длину.

Четное количество магнитов образует полюса. У нас они есть, по всей площади дисков чередование одного.Чтобы узнать, где находится магнит плюс и минус, берется один из них, а остальные наклоняются к нему сначала по одной, а затем другими сторонами. Если они намагничены, то положите маркер на эту сторону плюс и наоборот. При увеличении количества полюсов руководствуемся следующими правилами:

  1. Для однофазных генераторов количество полюсов равно количеству магнитов.
  2. Для трехфазного тока соблюдается соотношение 4/3 по единицам магнитов и полюсов, а также 2/3 по полюсам к катушкам, соответственно.
Магниты установлены перпендикулярно окружности диска.

Для точного распределения магнитов по окружности тормозного диска используется шаблон, нарисованный на листе бумаги. Магниты приклейте прочным клеем, а затем закрепите эпоксидной смолой.

Генераторы однофазные и трехфазные

Статор с одной фазой относительно хуже трехфазных аналогов. Ввиду непостоянства скорости тока в электросети возникают большие колебания амплитуды, поэтому однофазным устройствам придается вибрация.В трехфазных генераторах происходит компенсация токовой нагрузки с одной фазы на другую. Благодаря этому мощность в такой сети всегда постоянна. Воздействие вибрации негативно сказывается на конструкции в целом, поэтому однофазные генераторы используются гораздо реже, чем трехфазные. Еще одно преимущество трехфазной модели — отсутствие шума при работе.

Процесс намотки катушек

Перед тем, как приступить к намотке проводов на катушку генератора, делаем так, чтобы момент начала заряда АКБ на 12 вольт происходил при номинале 110 об / мин.Используя эти данные, рассчитываем необходимое количество витков в одной катушке: 12 * 110 / N, где N — количество витков. Для намотки мы используем исключительно провода с большим сечением. Это уменьшит единицы сопротивления и увеличит силу тока.

Мачта и винт

Высоковольтные мачты должны быть около 6-12 метров. Под основание мачты заливается опалубка, после чего бетонируется. На верхушку секрета шуруп, который может быть выполнен из трубы ПВХ диаметром 160 мм и длиной не менее 2 метров.Вынимает из него шесть двухметровых тарелок. Закрепите получившийся финт поверх мачты. Сама мачта укрепляется с помощью тросов, прибитых с одной стороны, а с другой — к корпусу конструкции.

Посмотреть видео

Особенности работы ветряков

Любая из двух представленных моделей ветряков подходит для использования в качестве альтернативного источника электроэнергии. При изготовлении такого устройства может быть использован любой генератор 220В. Например, спроектированный ветрогенератор своими руками из имеет большую продолжительность эксплуатации.Ветер турбулентный от отвертки — одна из самых простых ветряных мельниц. Владельцы загородных домов по достоинству оценят. У каждого типа ветрогенераторов есть набор индивидуальных преимуществ и недостатков. Степень эффективности индивидуального дизайна может быть разной для разных регионов нашей страны. Такой источник электричества под рукой никогда не повредит, особенно если такое оборудование будет использоваться на равнинной местности с большой силой ветра.

Часто возникают ситуации, когда электричество в ближайшей линии передачи становится недоступным или излишне дорогим, и в таких случаях может помочь только самодельная ветряная мельница.Рассмотрим автономное электроснабжение загородного дома.

Ветрогенераторы — какая модель лучше?

Очень часто хочется сэкономить на электричестве или получить его там, где не проходила вышка LAP. Возможен также вариант, когда просто нет возможности присоединиться к этой башне из-за отсутствия свободной энергии. В любом из перечисленных случаев необходимо найти доступный источник электроэнергии, причем желательно возобновляемый, то есть без использования топлива.Поэтому забудьте о существовании бензиновых и дизельных генераторов и попробуйте использовать энергию ветра для производства электроэнергии.

Ветряные мельницы существуют очень давно, пару веков назад ветряные мельницы активно использовались. Да во время штиля от такого устройства толку мало, а во время шторма можно даже отказаться от самого надежного механизма (в лучшем случае). Но при всей своей ненадежности ветрогенератор для дома своими руками сделать самое легкое, он считается наиболее эффективным, особенно если нет выхода к реке с быстрым ходом для установки колеса.При этом следует помнить, что башня ветряка не должна мешать соседям ни шумом, ни вибрацией, ни даже отбрасываемой тенью по правилам строительства жилого дома на участке.

Основных типов ветряков существует всего 2: с вертикальной и горизонтальной осью вращения . Мельницы, когда-то использовавшиеся повсеместно, относились к механизмам, лопасти которых удовлетворяли горизонтально ориентированной осью. Также большинство ветряных турбин сегодня производятся по этому принципу, так как этот вариант обеспечивает наибольший КПД.Однако ветрогенераторы с вертикальной осью для дома, сделанные своими руками, работают с минимальным ветром, не сдвигающим лопасти винтовых моделей. Для них достаточно легких порывов от 1-2 метров в секунду. Что касается изготовления — гораздо проще сделать вертикальную ветряную мельницу, которая принимает ветер с обеих сторон.

Есть генераторы и тип лопастей, которые имеют оба указанных вида. По большей части основным фактором разделения по типам является конструкция: жесткая или парусная.Уже сейчас в зависимости от того, какой вариант предпочтительнее той или иной модели, выбирается материал для изготовления коллабораторов ветрового потока. Это может быть фанера, олово или тонкая листовая сталь, пластик, композит — для легкой жесткой конструкции, а также любой гибкий, но прочный материал, включая шелк, баннерную ткань или даже тонкий брезент, подходящий для плавания.

Отличия генераторов фасонных лопастей — Сравнение КПД

Самый простой вариант горизонтального типа — это парусная конструкция, то есть расположение гребных плоскостей под малым углом к ​​плоскости вращения.Жесткие лезвия потребуют точного расчета изгиба их поверхностей, иначе это будет необходимо для достижения максимальной производительности. Недостаточная кривизна «крыла» в конечном итоге снизит эффективность из-за плохого захвата воздушного потока, а слишком сильное само по себе создаст сопротивление вращению из-за трения о воздух.

Что касается генераторов с вертикальной осью, их ветроуловители могут иметь различные формы, и разработка новых схем и поворотов продолжается.Самый простой вариант — это лезвия в форме пазов, так называемая конструкция Савониуса. Обычно их количество ровное — 2 или 4. Хотя бывает и больше, когда своими руками делают самодельные стационарные вертикальные ветрогенераторы мощностью 30 кВт с дополнительными статическими экранами на внешнем кольце. Эти экраны направляются и концентрируются ветром в определенных областях, расположенных внутри кольца ротора, где непосредственно устанавливаются лопасти. Их, в зависимости от диаметра базового диска, можно от 8 до 16 штук.

Есть еще ортогональные пропеллеры, которые расположены на вертикально установленных осях и вращаются в горизонтальной плоскости, но их главный недостаток — крайне низкий КПД. Также такие генераторы не работают при слабых порывах ветра, нужна скорость не менее 4 метров в секунду. И реже применяемые модели ветряков дорогие, в том числе Helicoid, с винтообразным изгибом лопастей, дугообразными ветрозащитными уплотнениями и конструкцией типа «Н». Они надежны и эффективны, но сделать это в домашних условиях сложно.

Плюсы и минусы разных типов — разбирать и оценивать

Как уже было сказано, производительность намного выше у моделей с горизонтальной осью вращения. Однако им нужен сильный ветер, обычно такое бывает на высоте более 10-15 метров, и именно на такой длине устанавливается мачта, которую венчает качающаяся гондола с лопастями. Еще одним положительным качеством можно считать отсутствие на валу изгибающей нагрузки, которая имеет место у ветряков с вертикальной осью.Из минусов: у роторных моделей пропеллера 2 вала, а значит больше узлов износа и выше вероятность поломки.

Что касается вертикальных систем, то их достоинства и недостатки зависят от модели. Например, ветряки Савониуса самые простые и их можно сделать для дома своими руками, как из жестяной банки, так и из металлической или пластиковой бочки. При наличии 4 лопастей от легчайшего дуновения ветра, особенно если установлены качественные детали, то саморазряд по инерции будет происходить даже при порывистом ветре.Но если лопастей всего 2 или 3, независимое вращение невозможно, поэтому ставят 2 таких модуля один на другой, имея заводы ветра каждого под углом 90 градусов относительно другого. Парусный спорт этого типа большой, и поэтому очень высокое боковое давление на ось при сильном шторме.

Ветряки ортогональные, помимо малой мощности, есть еще ряд недостатков. Во-первых, это довольно сильная вибрация из-за неравномерного давления на разные участки клинка страны чудес.В результате подшипник, установленный на вертикальном валу, быстро выходит из строя. К тому же такие генераторы издают довольно сильный и неприятный шум при вращении, а потому могут вызвать недовольство соседей на ближайших участках. Геликоиды, если приобретают готовые, заводской комплектации, они очень дорогие, а также многоярусные конструкции, в которых очень большое количество деталей.

Любой ветрогенератор для повышения КПД может быть установлен во вращающейся трубе.

Принцип работы ветряных мельниц — как устроена система?

Независимо от типа ветряка, он не может работать в самой энергии, ему нужен генератор, вращение вала которого будет обеспечиваться лопастями. Если у вас конструкция с горизонтальной осью вращения, редуктор потребуется для передачи на вал. Далее подключается контроллер, который преобразует электричество, полученное на катушках генератора, в постоянный ток, затем поступает в аккумуляторы.Далее вы можете подключить светодиодную лампочку, но если вы хотите зарядить какое-либо устройство или подключить ноутбук, вам также понадобится инвертор, который преобразует заряженный заряд аккумулятора в переменный ток.

Следует иметь в виду, что каждое изменение тока переменной на постоянное и наоборот снижает конечное количество энергии на 10-15%.

Установка с вертикальной осью вращения удобна тем, что может быть достаточно длинной, и позволяет разместить генератор внизу мачты, то есть в зоне прямого доступа.Часто в цепи устанавливают автоматический выключатель, в тех случаях, когда ветряк работает в комплексе с солнечными батареями или водяными колесами. Также в некоторых моделях ставят тормоз, который нужен в случае полной зарядки аккумулятора. На ветряных турбинах с горизонтальной осью вращения могут быть предусмотрены петли, которые складывают ветры ветра во время шторма. Очень мощный ветрогенератор на 5 киловатт, сделанный своими руками, иногда дополняется роторным электродвигателем, который работает от направления датчика расхода воздуха.

Изделие на неодимовых магнитах — краткая инструкция

В последнее время сборку ротора и статора для ветряка лучше делать специалист, но если вы решили сделать ветряк для частного дома с нуля своими руками, необходимо знать, как изготовлен генератор. Начать следует с базы, для которой лучше всего использовать ступицу автомобиля, ведь на ней уже есть подшипники. Неодимовые магниты, полюса которых обращены лицевой стороной к вам, должны быть приклеены к диску с равным интервалом.Причем в однофазной модели количество разнородных партий должно совпадать. Что касается трехфазных генераторов, то рекомендуется соблюдать пропорции 2: 3 или 3: 4.

Далее следует сделать с катушками обмотки для статора. Эту задачу также лучше доверить специалисту или использовать специальные приспособления, которые помогут справиться с задачей более аккуратно, чем если бы вы все делали вручную. Чтобы успешно зарядить 12-ваттную батарею, вам понадобится общее количество витков на всех катушках, равное 1000.В общем, по самой простой формуле можно рассчитать витки Ом = 44 / (T * S) , где 44 — постоянный коэффициент, T — индукция Тесла, а S — поперечное сечение проволока в квадратных сантиметрах. Индукция Тесла Определите таблицу для различных типов проводников:

Намотанные катушки (лучше придать прямоугольную или трапециевидную форму для удобства расположения по кругу) с клеем на неподвижном основании статора. При этом форма и размеры внутреннего пространства катушки должны соответствовать контурам магнита.То же самое и с толщиной. Все концы проводников выводим и соединяем так, чтобы получились две общие балки «+» и «-». Сердечники катушек заливаются тем же клеем, который использовался для фиксации, есть возможность изолировать провода, проложенные на диске статора. Теперь, если магниты с вращением ротора совместить с катушками, разница потенциалов полюсов создаст условия для выработки электроэнергии.

Изготовление ветряка на основе готового электродвигателя

Обычно самодельные мастера стараются использовать автомобильные генераторы, но подходят не все, а только самовозбуждающиеся, например те, которые используются в некоторых моделях тракторов.Большинству требуется подключенный аккумулятор для появления тока. Однако колесный привод самоката или самоката можно использовать как объем для ветряной мельницы. Это позволит изготавливать малошумные вертикальные ветрогенераторы мощностью 5 кВт, которые будут иметь очень высокий ресурс за счет простейшей конструкции с минимумом деталей.

Также в качестве генератора можно использовать практически любой электромотор от отечественных станков, главное, чтобы не было щеток, типа в или электродрелей, такие генераторы вам не подходят.Для маломощного варианта подойдет кулер от компьютера, но только для зарядки небольших электронных устройств. Если вы хотите получить вертикальный ветрогенератор, сделанный своими руками, не менее 2 кВт, лучше взять мотор-мотор от мощного вентилятора.

В современных реалиях каждый домовладелец хорошо знаком с постоянным ростом стоимости коммунальных услуг — это касается и электроэнергии. Поэтому для создания комфортных условий обитания в загородном доме, как летом, так и зимой, придется либо платить за услуги энергоснабжения, либо искать альтернативный выход из сложившейся ситуации, польза от природных источников энергии бесплатна. .

Как сделать ветряк своими руками — пошаговая инструкция

Территория нашего государства по большей части представляет собой равнину. Несмотря на то, что в городах подъезд к ветру прикрывают высотные постройки, сильные воздушные потоки бушуют. Поэтому самостоятельное изготовление ветрогенератора — единственно верное решение для обеспечения дачного дома электричеством. Но для начала нужно разобраться, какая модель подойдет для самостоятельного изготовления.

Роторный

Роторный ветряк — это простой преобразователь, который просто делается своими руками.Естественно, что такое изделие не сможет обеспечить электричеством загородный особняк, но для загородного дома вполне годится. Это даст возможность выделить не только жилое домостроение А, но и хозяйственные постройки и даже дорожки в саду. Для самостоятельной сборки агрегата мощностью до 1500 Вт необходимо подготовить расходные материалы и комплектующие из следующего списка:

Естественно, необходим минимальный набор инструментов: ножницы для резки металла, болгария, рулетка, карандаш, набор гаечного ключа и отвертки, дрель с набуханием и проходом.

Пошаговое действие

Сборка начинается с изготовления ротора и переделки шкива, для чего придерживаются определенной последовательности работы.

Для подключения АКБ используются жилы сечением 4 мм и не более 100 см. Потребители подключаются проводниками сечением 2 мм. Важно повернуть схему для включения преобразователя постоянного напряжения на переменное значение 220В согласно схеме клеммных контактов.

Плюсы и минусы дизайна

Если все манипуляции проделать правильно, то аппарат прослужит достаточно долго.При использовании достаточно мощного аккумулятора и подходящего инвертора на 1,5 кВт можно обеспечить внешнее и домашнее освещение, холодильник и телевизор. Сделать такую ​​мельницу очень просто и экономически выгодно. Такое изделие легко ремонтируется и неприхотливо в использовании. Он очень надежен в работе, а не по шуму, раздражающему обитателей дома. Однако роторная ветряная мельница имеет низкую производительность, и ее работа зависит от наличия ветра.

Осевая конструкция без железного статора на неодимовых постоянных магнитах на территории нашего государства появилась не так давно из-за недоступности комплектующих.Но сегодня мощные магниты не редкость, и стоимость их значительно упала по сравнению с тем, что было несколько лет назад.

Основа такого генератора — ступица с тормозными дисками от легкового автомобиля. Если это не новая деталь, желательно перебрать и поменять смазку и подшипники.

Размещение и установка неодимовых магнитов

Начало работ с приклеивания магнитов на диск ротора. Для этого используются магниты в количестве 20 шт. и 2.5 на размер 0,8 см. Чтобы изменить количество полюсов, нужно соблюдать следующие правила:

  • однофазный генератор предполагает количество магнитов согласно количеству полюсов;
  • в случае трехфазного устройства соблюдается соотношение 2/3 полюсов и катушек соответственно;
  • Размещение магнитов должно происходить с чередованием полюсов, для упрощения их размещения лучше использовать готовый шаблон из картона.

По возможности целесообразно использовать магниты прямоугольной формы, так как в круглых аналогах концентрация магнитных полей идет в центре, а не по всей поверхности.Важно соблюдать условие, чтобы магниты, стоящие друг напротив друга, имели противоположные полюса. Для определения полюсов магниты поднесены друг к другу, и притягивающие стороны положительны, следовательно, отталкивающиеся кромки отрицательны.

Для крепления магнитов используется специальный клеевой состав, после чего производится усиление для увеличения прочности эпоксидной смолой. Для этого его заливают магнитными элементами. Для предотвращения растекания смолы оформляют бортики обычным пластилином.

Блок трехфазного и однофазного типа

Однофазные статоры по своим параметрам уступают трехфазным аналогам, так как вибрация увеличивается с увеличением нагрузки. Это связано с различием амплитуды тока, возникающим из-за непостоянства его возврата в течение определенного периода времени. В свою очередь, в трехфазном аналоге такой проблемы нет. Это позволило увеличить отдачу трехфазного генератора почти на 50% по сравнению с однофазной моделью.Плюс ко всему, за счет отсутствия дополнительной вибрации при работе устройства посторонние шумы не создаются.

Обмотка катушки

Каждый электрик знает, что перед тем, как начать наматывать катушку, важно произвести предварительные расчеты. Самодельный ветрогенератор на 220В — это устройство, работающее на малых оборотах. Необходимо следить за тем, чтобы зарядка аккумулятора начиналась со 100 оборотов в минуту.

Если исходить из таких параметров, то на намотку всех катушек потребуется не более 1200 витков.Для определения витков на одну катушку необходимо выполнить простое деление общих показателей на количество отдельных элементов.

Для увеличения мощности турбулентности ветра на малых оборотах количество полюсов увеличивается. В этом случае произойдет увеличение частоты тока в катушках. Намотка катушек должна выполняться толстой медной проволокой. Это уменьшит величину сопротивления A, следовательно, увеличит силу тока. Важно учитывать, что при резком повышении напряжения ток может полностью потратиться на сопротивление обмоток.Чтобы упростить намотку, можно использовать специальный станок.

В зависимости от количества и толщины закрепленных на дисках магнитов изменяются рабочие характеристики устройства. Чтобы узнать, какие показатели мощности будут в итоге, достаточно намотать один элемент и прокрутить его в блок. Для определения силовых характеристик измеряется напряжение при определенных оборотах.

Часто катушку выполняют круглой, но желательно ее немного натянуть.В этом случае меди в каждом секторе будет больше, а расположение витков станет более плотным. По диаметру внутреннее отверстие катушки должно быть равным размерам магнита. При изготовлении статора важно учитывать, что по толщине он должен быть равным параметрам магнитов.

Обычно в качестве заготовки для статора используют фанеру, но вполне возможно выполнить разметку на бумажном листе, нарисовав сектор для катушек, а для бордюров использовать обычный пластилин.Для придания изделию прочности используется стеклопластик, расположенный на дне в виде катушек. Важно, чтобы не произошло прилипания эпоксидной смолы. Для этого сверху покрывается воском. Катушки жестко закреплены между собой, а концы фаз обращены наружу. После этого выполняется соединение всех проводов по схеме звезда или треугольник. Готовый прибор проверяют вручную.

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

Для изготовления самореза понадобится труба ПВХ, сечение которой должно быть 16 см. Из трубы вырезается шуруп двухметровой длины с шестью лопастями. Оптимальная форма лопастей определяется экспериментальным путем, позволяющим увеличить крутящий момент при минимальных оборотах. Для снятия шурупа от сильных порывов ветра используется хвост складной конструкции.Вырабатываемая электроэнергия накапливается в батареях.

Видео: самодельный ветрогенератор

Рассмотрев имеющиеся варианты ветрогенераторов, каждый домовладелец сможет определиться с устройством, подходящим для его целей. У каждого из них есть как свои положительные стороны, так и отрицательные качества. Особенно ощутить эффективность работы ветряка можно за городом, где происходит постоянное движение воздушных масс.

По ветроэнергетическим ресурсам Россия занимает достаточно двойную позицию.С одной стороны, это огромная территория, богатая тарелками. С другой — ветер здесь слабый, малопотенциальный. Они могут быть довольно жестокими в местах, где мало людей. В соответствии с этим становится актуальной задача обустройства самодельного ветрогенератора.

Источник электроэнергии

Не реже 1 раза в год тарифы на услуги электроэнергии повышаются, часто в несколько раз. Бьет по карману граждан, зарплата которых растет не так стремительно.Самодельщики прибегали к простому, но довольно небезопасному и незаконному способу экономии электроэнергии. К поверхности расходомера прикрепили неодимовый магнит, после чего он приостановил работу счетчика.

Если указанная схема изначально работала просто, то с ней были проблемы. Объяснялось несколькими причинами:

Все это подтолкнуло людей к поиску альтернативных источников электроэнергии, например, ветряных генераторов. Если человек живет в местности, где регулярно дуют ветры, такие устройства становятся «чоппером».Устройство использует энергию ветра для производства энергии.

Корпус оснащен лопастями, ведущими роторы. Полученное таким образом электричество преобразуется в постоянный ток. В дальнейшем он поступает к потребителям или накапливается в батарее.

Самодельный ветрогенератор может выступать в качестве основного или дополнительного источника энергии. В качестве вспомогательного устройства он может подогревать воду в бойлере или питать домашние лампы, а вся остальная электроника работает от основной сети.Такие генераторы можно работать и в качестве основного источника там, где дома не подключены к электричеству. Вот устройства fue следующие:

  • светильники и люстры;
  • отопительное оборудование;
  • электроника бытовая.

Ветроэлектростанция предназначена для питания низковольтных и классических устройств. Первый работает от напряжения 12-24 вольт, а ветрогенератор способен обеспечить мощность 220 вольт. Он выполнен по схеме с использованием инверторных преобразователей.В его батарее накапливается электричество. Есть модификации на 12-36 вольт. Для них характерна более простая конструкция. Для них применяются стандартные контроллеры заряда аккумуляторов. Для обеспечения обогрева жилища достаточно сделать своими руками ветрогенераторы на НА 220 В. 4 кВт — именно такую ​​мощность обеспечит их двигатель.

Характеристики товара

Создать ветряк своими руками выгодно. Достаточно знать, что продукция завода мощностью не более 5 кВт выдерживает до 220000 р.Как становится понятно, насколько лучше использовать имеющиеся материалы и сделать их самостоятельно, ведь благодаря этому можно будет сэкономить много денег.

Конечно, заводские модификации ломаются редко и надежнее. Но если поломка случится, придется потратить огромные суммы на покупку запасных узлов.

Магазинные модели зачастую недоступны большинству горожан. На то, чтобы окупить затраты на покупку такого устройства, требуется от 10 до 12 лет, хотя некоторые типы устройств и обходят эти затраты немного раньше.Сделав своими руками ветрогенератор на 2 кВт, можно получить далеко не самую совершенную конструкцию, но в случае поломки легко отремонтировать самостоятельно. Миниатюрная ветряная мельница малой мощности способна без проблем собрать любого, кто умеет обращаться с инструментами.

Ключевые узлы

Как уже говорилось, ветрогенератор можно сделать дома. Для его надежной работы необходимо подготовить определенные узлы. Сюда входят:

  1. Лезвия.Сделать их можно из разных материалов.
  2. Генератор. Также его можно забрать лично или купить готовым.
  3. Хвостовая зона Используется для перемещения лопастей в направлении вектора, обеспечивая максимально возможную эффективность.
  4. Множитель. Увеличивает скорость ротора.
  5. Мачта для крепежа. Он играет роль элемента, на котором записаны все указанные узлы.
  6. Натяжные тросы. Требуется для фиксации конструкции в целом и защиты от разрушения под воздействием ветра.
  7. Аккумулятор, инвертор и контроллер заряда. Защитите преобразование, стабилизацию энергии и ее накопление.

Новичкам стоит рассмотреть простые схемы роторного ветрогенератора.

Инструкция по изготовлению

Мельницу можно сделать даже из пластиковых бутылок. Он будет вращаться под действием ветра, одновременно издавая шум. Есть много возможных компоновок таких изделий. Ось вращения допустимо располагать в них вертикально или горизонтально.Эти устройства используются в основном для борьбы с вредителями на приусадебном участке.

Самодельный ветрогенератор по конструкции похож на бутылочную мельницу, но имеет больший размер и более прочную конструкцию.

Если к ветряной мельнице бороться с крошкой на огороде, сделать мотор, он может вырабатывать электричество и питать, например, светодиодные лампы.

Сборка генератора

Для сборки ветряной электростанции обязательно понадобится генератор. В обмотки необходимо поставить магниты, которые будут обеспечивать электричество.У этого типа устройства есть отдельные типы электродвигателей, например, которые устанавливаются в винтовые выводы. Но сделать из отвертки генератор не удастся. Это не даст необходимой мощности. Этого достаточно для питания небольшой светодиодной лампы.

От автомобильного генератора ветроэлектростанция тоже вряд ли подойдет. Объясняется это тем, что в этом случае применяется обмотка возбуждения, которая получает питание от аккумулятора, поэтому она не подходит для этих целей.Следует выбрать самовозбуждающий генератор оптимальной мощности или купить уже готовую модель. Специалисты рекомендуют приобретать его в готовом виде, так как это устройство обеспечит высокий КПД, но никто не мешает сделать его своими руками. Его максимальная мощность будет на уровне 3,5 кВт.

Что нужно взять:

Ставят ротор и статор и на расстоянии 2 мм. Обмотки объединены таким образом, что получается однофазный источник переменного тока.

Создание лезвий

В ветреную погоду из готового устройства можно вырабатывать 3,5 кВт мощности. При средней интенсивности воздушного потока этот показатель составляет не более 2 кВт. Устройство бесшумно, если сравнивать с моделями на электродвигателе.

Следует продумать место установки лопастей. В данном примере изготовлена ​​простая модификация ветрогенератора горизонтального типа с тремя лопастями. Можно попробовать сделать вертикальный вариант, но эффективность снизится.В среднем это будет 0,3. Единственным плюсом такой конструкции будет возможность работать при любом направлении ветра. Простые лезвия изготавливаются из таких материалов:

Одно дело — изготовить лопасть для ветрогенератора своими руками, и совсем другое — обеспечить сбалансированность конструкции. Если не учесть все нюансы, сильный ветер без особого труда разрушит мачту. Как только лопасти изготовлены, они вместе с ротором устанавливаются на монтажную площадку, где будет закреплена хвостовая часть.

Запуск и оценка эффективности

Даже если ветрогенератор был изготовлен по всем правилам, ошибочный выбор места для размещения мачты может сыграть с мастером злую шутку. Элемент должен стоять вертикально. Генератор вместе с лопастями лучше разместить как можно дальше — там, где «гуляют» сильные ветры. Рядом не должно быть домов, каких-либо крупных построек, отдельно растущих деревьев. Все это будет продуваться воздушными потоками. При обнаружении каких-либо помех следует разместить генератор на определенном расстоянии от них.

После того, как установка заработает, следует подключить мультиметр к ветви генератора и проверить, есть ли напряжение. Систему можно считать готовой к полноценной работе. После этого осталось узнать, как напряжение пойдет в жилище и как это будет происходить.

Процесс подключения в доме

После устройства практически бесшумной ветряной мельницы с хорошей мощностью к ней необходимо подключить бытовую технику. Собирая себе такой прибор, следует позаботиться о покупке преобразователя инверторного типа с КПД 99%.В этом случае потеря перехода DC к переменной будет наименьшей, и в случае будут присутствовать три узла:

  1. Блок аккумуляторный. Создан для аккумулирования энергии, вырабатываемой устройством.
  2. Контроллер заряда. Обеспечивает более длительный срок службы батареи.
  3. Конвертер. Преобразует постоянный ток в переменный.

Возможна установка оборудования для питания освещения и бытовой техники, способной работать при напряжении 12-24 вольт.В этом случае необходим инверторный передатчик. Для приборов, позволяющих готовить пищу, лучше использовать газовое оборудование с баллоном.

Постройте эту ветряную турбину своими руками с открытым исходным кодом за $ 30

Начало работы с проектами в области ветроэнергетики в домашних условиях может обойтись вам в копеечку, если вы купите готовый продукт, но если вы немного удобны и не возражаете искать материалы и проявлять творческий подход в гараже или на заднем дворе, вы можете попробовать ваши руки в создании одной из этих ветряных турбин своими руками примерно за 30 долларов в материалах.В конце концов, это неделя #iheartrenewables!

Материалы, необходимые для создания собственной ветряной турбины

Ранее мы рассказывали о планах Дэниела Коннелла по созданию концентрированных солнечных коллекторов с открытым исходным кодом, но теперь он вернулся с еще одним замечательным проектом в области возобновляемых источников энергии, сделанным своими руками, — ветряной турбиной с вертикальной осью, основанной на конструкции подъема + сопротивления Lenz2. Дизайн Коннелла предусматривает использование алюминиевых форм для литографической офсетной печати, чтобы ловить ветер, которые, по его словам, можно дешево (или даже бесплатно) получить в компании офсетной печати, а также различные аппаратные средства и велосипедное колесо.

«В турбине используется механически эффективная конструкция Lenz2 с подъемом и сопротивлением примерно на 40%. Она полностью сделана из подручных материалов, за исключением болтов и заклепок, и должна стоить около 15-30 долларов за трехлопастную версию, которую может изготовить одна человек за шесть часов без особых усилий «. — SolarFlower

Помимо основных инструментов, включая ручную дрель, вам нужно будет купить или одолжить заклепочник и различное оборудование (болты, гайки и шайбы), чтобы построить это устройство. Согласно заметкам Коннелла, эта ветряная турбина, сделанная своими руками, которая может быть построена в трех- или шестилопастной версии, успешно выдержала устойчивый ветер со скоростью 80 км / ч (трехлопастной) и до 105 км / ч для шестилопастной версии. .

Вывод и приложения

Вот небольшой видеоролик о ветряной турбине с вертикальной осью, которую бросает вызов сильному ветру:

Чтобы получить энергию от этой ветряной турбины, необходимо добавить к ротору генератор переменного тока, а также способ хранения электроэнергии, но его также можно использовать просто для механического вращения, например, для перекачивания воды или вращения. маховик для других приложений.

Хотя есть ряд переменных, которые могут повлиять на мощность этой ветряной турбины, сделанной своими руками, в том числе эффективность используемого генератора переменного тока (и, очевидно, скорость ветра в месте его расположения), по словам Коннелла, при использовании автомобильного генератора с КПД 50%. (самый простой и дешевый вариант) должен производить 158 Вт электроэнергии при скорости ветра 50 км / ч и 649 Вт при скорости 80 км / ч с этой конструкцией.

[ Обновление : в разговоре по электронной почте с Коннеллом он заявил, что «шестилопастная версия с эффективным генератором переменного тока должна производить не менее 135 Вт электроэнергии при скорости ветра 30 км / ч и 1,05 кВт при 60 км / ч». ]

Эта самодельная ветряная турбина не обязательно будет питать ваш дом (хотя серия из них потенциально может быть использована для выработки достаточного количества электроэнергии для зарядки аккумуляторной батареи для скромного домашнего использования), это может быть отличным практическим школьным проектом или домашнее обучение по ветроэнергетике.

[H / T в Sustainablog]

Создайте свою собственную мини-ветряную турбину из деталей принтера

Вот небольшой забавный проект, сделанный своими руками, который может принести в дом чистую и тихую природу энергии ветра.

Для всех домашних мастеров, родителей и учителей, которые хотят познакомиться с возобновляемыми источниками энергии, создание ветряной микротурбины может стать отличным небольшим проектом. Он не настолько велик, чтобы приводить в действие что-либо большое, но его, безусловно, можно использовать в качестве демонстрации энергии ветра, и, возможно, его даже стоит построить в качестве мини-зарядной станции для портативной электроники или небольших аксессуаров для наружного освещения.

Зачем строить мини-ветровую турбину


Я большой поклонник небольших солнечных зарядных устройств для хранения гаджетов и приспособлений, и хотя я знаю, что можно построить свою собственную версию этих портативных электростанций, я еще не видел хороших планов по созданию такой, которая использует переработанные или переработанные материалы, так что я этого еще не делал. Я также большой поклонник (каламбур) энергии ветра и построил с моими детьми пару действительно крошечных ветряных генераторов в качестве проекта домашнего обучения (см. Веб-сайт KidWind для некоторых замечательных ресурсов), но мы не построили ни одного тем не менее, он достаточно большой, чтобы обеспечить достаточно энергии для практических целей.Но это может скоро измениться, потому что я наткнулся на эти инструкции из ScienceTubeToday, которые, похоже, именно то, что прописал врач по чистой энергии.

О материалах и инструкциях


Для генератора инструкции требуют использования так называемого шагового двигателя (который немного отличается от стандартного электродвигателя постоянного тока), который можно извлечь из старого струйного принтера и который считается гораздо лучшим выбором, чем просто используя электродвигатель постоянного тока в качестве генератора.Автор говорит (в комментариях к видео), что эти шаговые двигатели очень хороши «по сравнению с двигателем постоянного тока того же размера, поскольку они могут вырабатывать электричество» на очень низких скоростях, скажем, 200 об / мин, тогда как двигателю постоянного тока потребуются тысячи об / мин. . »

Подставка сделана из трубы ПВХ, что не совсем экологически чистый продукт (но это предмет, который легко доступен или который у вас уже может быть), но я думаю, что вы могли бы легко построить свою собственную подставку из других перепрофилированных материалов, которые сделает этот проект более экологичным.

Видеоинструкции полностью лишены повествования, что делает его на удивление эффективным в передаче информации (хотя вам может потребоваться приостановить его, чтобы записать заметки), а фоновая музыка на нем, ну, немного отличается от обычного учебного видео. , но опять же, я думаю, что это добавляет, а не вычитает из содержания. Посмотрите это ниже:

В этой версии используется пропеллер модели самолета, которого у большинства из нас, вероятно, нет, но в сети есть изрядное количество планов и диаграмм для лопастей турбины, сделанных своими руками, поэтому вполне возможно создать свой собственный (и который может добавить к образовательному характеру этого проекта).Согласно видео, при использовании автомобильной розетки на 12 В в паре с адаптером для зарядки эта ветряная турбина будет выдавать стабильный выход 5 В 1 А на ветру (что отлично подходит для зарядки нашей довольно деликатной электроники), но ее также можно использовать без зарядный адаптер, и в этом случае он выдает гораздо более высокое напряжение (что может быть преимуществом при зарядке более крупной батареи), но с риском иметь переменную мощность. Ваш пробег может отличаться, поэтому вам нужно дважды проверить выход рабочего устройства, прежде чем подключать к нему свой гаджет.

Еще несколько подробностей о проекте, а также инструкции для некоторых других проектов в области электричества и науки своими руками можно найти на ScienceTubeToday.

КАК СДЕЛАТЬ ВЕТРОГЕНЕРАТОР ДЛЯ ДАЧИ СВОИМИ РУКАМИ

Эта небольшая ветряная мельница роторного типа, сделанная своими руками в домашних условиях из подручных средств, конечно же, не может обеспечить работу электроприборов на даче. Однако ему вполне по силам небольшие дачи, загородные дачи, для которых требуется небольшое количество энергии.Например, для вечернего освещения хозяйственных построек или дачи. Чертежи и схемы дачного ветрогенератора расположены внизу статьи.

Как сделать ротор

Сначала делаем ротор и переделываем шкив генератора. Итак, возьмите ведро и разделите его на четыре одинаковые части, используя рулетку и маркер или любой другой удобный и знакомый всем карандаш, сделайте отметки на лезвии, как показано на рисунке 1, и вырежьте, повторно просверлив отверстия для вставки. ножницы.

Если резать болгарку, то следите за тем, чтобы не перегреть металл (это, конечно, невозможно, если ведро из оцинкованной стали или крашеной жести).

Порядок работ на ветрогенераторе

Ковш будет крепиться к 4-му генератору болтами (к днищу и шкиву), поэтому СИММЕТРИЧНО (это очень важное условие для дальнейшей работы ветряка состояние) разметить места для болтов MB на шкиве и снизу.

Это нужно делать во избежание дисбаланса в работе.Теперь осталось сделать 10 шагов — и самодельный ветрогенератор готов.

Рассмотрим эти шаги поэтапно:

  1. Отдайте лопасти на ковше (не забывайте и всегда учитывайте направление вращения ветрогенератора, чаще всего он вращается по часовой стрелке), но не особенно резко, чтобы избежать сильных порывов ветра.
  2. Прикрутите ковш к шкиву.
  3. Подключаем к генератору провода (предварительно перепишите схему и маркировку контактов, а также цвет проводов).
  4. Соберите цепь.
  5. Закрепите ветрогенератор на мачте.
  6. Закрепите провода на генераторе и мачте.
  7. Подключить ветрогенератор к цепи.
  8. Подключить аккумулятор к цепи проводами 4 мм2 (не длиннее одного метра).
  9. Подключить нагрузочный провод сечением до 2,5 мм2 (освещение, электроприборы).
  10. Также в схему можно включить преобразователь (инвертор) 12-220В на 700-1500 Вт (подключив 7, 8 провод 4 мм 2 длиной не более 1 м).

Все — мельница сделана … Скорость вращения регулируется углом изгиба лопастей.

Самодельная ветряная установка (ВЭУ) в эксплуатации

На такой ветряке (с инвертором на 1000 Вт и аккумулятором на 75 А) возможно управление наружным освещением от энергосберегающих ламп на 11-15 Вт (автоматически через фотоэлемент), дополнительная зарядка автомобильного аккумулятора, обогрев и освещение навесы и различное бытовое оборудование, аварийное освещение дома светодиодами и такими же лампами, охранная сигнализация и видеонаблюдение, телевизор и персональный компьютер.Правда, для этого придется при установке проводки дома сделать отдельную группу.

Достоинства и недостатки, плюсы и минусы такого ветрогенератора

Два основных преимущества такой мини-ветряной мельницы очевидны — скорость сборки и экономичность. Для его изготовления не нужны мачты и лопасти флюгерного типа. К тому же при его работе отсутствует ультразвуковая вибрация, как от вентилятора. Такое устройство работает довольно тихо. В целом мельница неприхотлива в обслуживании, ее несложно отремонтировать при необходимости.

Единственный недостаток — малогабаритный ветряк не выдерживает порывов урагана (ведро может продуть, но заменить его несложно). При этом нужно помнить, что это маломощный прибор, и при подключении мощной нагрузки (> 1 кВт) он останавливается (в этом случае нужен редуктор и ротор большего размера).

ЗАКАЗАТЬ КАЧЕСТВО И ДЕШЕВЫЕ СЕМЕНА И ДРУГИЕ ТОВАРЫ ДЛЯ ДОМА И ДАЧИ. ЦЕНЫ БУТЫЛКИ.ПРОВЕРЕНО! ПРОСТО СМОТРИТЕ СЕБЯ И БУДЬТЕ ИЗУДАННЫМ. ЕСТЬ ОТЗЫВЫ. GO >>>

Ниже другие записи по теме «Дача и сад — своими руками»


Подписывайтесь на обновления в наших группах и делитесь.

Давай дружить!

Ветряные мельницы на заднем дворе? Журнал STANFORD

Q: Почему мы не можем установить ветряные мельницы на заднем дворе и улавливать энергию индивидуально для нашего личного использования? Есть ли ограничение на то, как его хранить и подавать в мои электрические схемы, что ли? Это дорого обходится моим соседям, или это звуковое загрязнение, или домашняя система просто еще не разработана?

Спросила Мария Шмидт, ’79, Форт-Уэрт, Техас


The U.S. Министерство энергетики (DOE) предлагает контрольный список, чтобы убедиться, что небольшие ветровые проекты являются правильным выбором для индивидуальных домовладельцев: Достаточно ли ветра? У тебя достаточно места? Разрешены ли в вашем районе башни? И наконец, сколько энергии вы можете произвести?

Просматривая контрольный список, быстро становится очевидным, почему у всех нас нет ветряных мельниц на заднем дворе, даже несмотря на то, что технология коммерчески доступна. (Вы можете купить ветряные мельницы высотой до девяти футов с лопастями шириной шесть футов, хотя большинство из них больше размером в диапазоне 60 футов в высоту с диаметром лопастей 23 фута.) Одна из новых турбин, вызывающих ажиотаж в ветровом сообществе, — это Skystream 3.7, которую хвалят за ее размер (10-футовые лопасти), эффективность при низких скоростях ветра (они могут хорошо работать при средней годовой скорости ветра выше 12 миль в час) и относительно низкая цена (15000 долларов).

Ветровые ресурсы

Для успешной работы домашнего ветра средняя скорость ветра в вашем районе должна составлять не менее девяти миль в час. Министерство энергетики составляет карту ветровых ресурсов США.Как показано на карте, места с наибольшими ветровыми ресурсами обычно находятся на Великих равнинах, вдоль горных вершин и на побережье. Инфографика: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США

Однако карта ветровых ресурсов показывает скорость ветра в высота 50 метров в воздухе — это более 160 футов или 16 этажей! А обобщения часто не работают — средняя скорость ветра будет сильно зависеть от конкретных условий на вашем участке. Вы можете использовать устройство, называемое анемометром, для измерения скорости ветра на заднем дворе с течением времени — вы даже можете сделать его самостоятельно из старого пластикового пасхального яйца, когда съедите все вкусности внутри.

Пространство для роста

А как насчет места? По данным компании Southwest Windpower, производящей ветряные мельницы, идеальное место для установки ветряной турбины — 20 футов над любым окружающим объектом в радиусе 250 футов. Министерство энергетики также рекомендует, чтобы башня была расположена по крайней мере на одном акре земли, что исключает большинство городских жителей.

Кроме того, многие местные законы запрещают строительство башен или высоких сооружений. После долгих лет обсуждения в городском совете жители города Ислип на Лонг-Айленде, Н.Y., недавно получил рекомендации по установке личных ветряных мельниц: они не могут превышать 45 футов в высоту, располагаться близко к границе участка или быть громче обычного автомобильного движения.

Покажите мне мощность

Однако решающим фактором должно быть то, сколько электроэнергии вы действительно можете произвести. Небольшой ветрогенератор, который можно поставить на заднем дворе, может иметь мощность около одного киловатта. Средняя годовая скорость ветра в девять миль в час может производить более 200 киловатт-часов электроэнергии в год, а средняя скорость ветра в 14 миль в час может производить более 600 киловатт-часов в год.Это звучит хорошо, пока вы не поймете, что средняя семья в Соединенных Штатах потребляет около 10 000 киловатт-часов в год. Даже в очень ветреном месте вам понадобится около 17 небольших ветряных турбин, чтобы привести в действие один дом!

Размер имеет значение

Чем больше лопасти и чем выше скорость ветра, тем большую электрическую мощность может генерировать ветровая турбина. Одна большая ветряная мельница мощностью пять мегаватт может производить 15 000 000 киловатт-часов в год, что достаточно для обеспечения энергии 150 домов.Мы часто не понимаем, насколько велики эти ветряные электростанции, вероятно, потому, что мы часто видим их издалека — эта ветряная мельница мощностью пять мегаватт будет стоять почти на 400 футов в высоту или почти на 100 футов выше Статуи Свободы, плюс ее постамент, плюс его основание! Когда дело доходит до ветряных мельниц, безусловно, существует экономия на масштабе, когда непропорционально больше энергии вырабатывается за счет увеличения размера и скорости ветра. Другими словами, удвоение скорости ветра приводит к восьмикратному увеличению мощности ветрогенератора.

Эта экономия на масштабе также влияет на финансовые и энергетические затраты на производство небольших ветряных мельниц. Энергетическая отдача от небольших турбин невысока, что делает как стоимость энергии, так и стоимость производства турбины высокими. В 2008 году Carbon Trust в Соединенном Королевстве опубликовал исследование, показывающее, что из-за такой низкой выработки энергии небольшие турбины фактически являются чистыми источниками выбросов углерода.

Следовательно, для большинства людей установка небольшой ветряной мельницы на заднем дворе принесет столько же пользы для выработки энергии, как установка солнечной панели в сарае.Тем не менее, это может иметь смысл для некоторых домовладельцев, особенно в сельской местности. К счастью, есть несколько компаний, специализирующихся на коммерческих ветряных мельницах. Вот несколько примеров компаний и спецификаций, которые различаются для небольших (10 киловатт или меньше) турбин.

Компания Киловатт
Рейтинг
Ротор
Диаметр
(фут)
Пуск
скорость
(миль / ч)
Турбина
Стоимость
Минимальная
Высота башни
(футы)
Изобилие
Возобновляемые источники энергии
2.5 12 6 12 000 долл. США 43
AeroStar 10 22 8 40
Aerovironment 1 6 5 9
Бергей 10 22 7 23 000 долл. США 60
Привод с повторным приводом 5 21 4 15 000 долл. США 39
Юго-запад
Ветровая электростанция
2.4 10 8 15 000 долл. США 33,5
Ventera 10 26 6 12 000 долл. США 35
Ветряная турбина
Industries Corp.
10 23 8 32 000 долл. США 80

Хотя малый ветер, возможно, никогда не станет широко распространенным явлением, он обладает огромным потенциалом как возобновляемый и экологически чистый источник энергии на местном и местном уровне.Фактически, Министерство энергетики призвало к 2030 году увеличить долю энергии ветра в электроснабжении страны до 20 процентов. В то время как энергия, вырабатываемая ветром, значительно увеличивается каждый год, в 2007 году ветер произвел только 0,8 процента электроэнергии страны. Препятствия на пути к достижению цели Министерства энергетики сейчас не технологические, а связаны с инфраструктурой: проблема передачи чистой энергии от постоянно свежих ветряных электростанций в дома людей, которые могут находиться за сотни миль от них. (В конце концов, люди не часто предпочитают жить в самых ветреных частях самых ветреных регионов страны.)

Для получения дополнительной информации в Интернете имеется множество ресурсов. «Маленький ветер» — это поисковый запрос. Начнем с того, что Американская ассоциация ветроэнергетики — самопровозглашенный центр ветроэнергетики.


Рэйчел Адамс — кандидат биологических наук.

Руководство по комплектам DIY ветряных турбин

Здесь, в Solar-Us-Shop, мы не дискриминируем любой выбор энергии, если он является возобновляемым.Хотя солнечная энергия является нашим именем (и всегда в наших сердцах), мы полностью поддерживаем быстрый рост ветроэнергетики в Соединенных Штатах.

Конечно, мы не все можем быть Центром ветроэнергетики Альта, который является крупнейшей ветроэнергетической станцией в стране. Вместо этого поселенцы, экспериментаторы, скупщики и энтузиасты возобновляемой энергии имеют возможность использовать энергию ветра с помощью набора для ветряных турбин своими руками.

В этой статье мы разберем логистику, стоимость и особенности современных комплектов ветряных турбин своими руками, прежде чем рекомендовать несколько продуктов для мелкомасштабного производства возобновляемой энергии.

Если вы не можете найти здесь то, что ищете, обязательно прочтите наш FAQ по набору ветряных турбин.

Набор для самостоятельной сборки ветряных турбин

Хорошо, приступим! При оценке возможности сборки ветряной турбины своими руками нужно многое учитывать. В то время как массивные ветряные турбины на полях по всей стране строятся и обслуживаются лицензированными специалистами, комплекты ветряных турбин, сделанные своими руками, предоставляют энергию ветра в руки людей во всем мире.

Можете ли вы построить свой собственный ветряк?

Да, можно построить свой собственный ветряк. Однако, если у вас нет большого опыта работы с электричеством, мы не рекомендуем это делать. Хотя истинное определение «сделай сам» в значительной степени зависит от личной самодостаточности, большинство комплектов для ветроэнергетики, сделанных своими руками, включают турбину собственного производства. Это жизненно важно для безопасности и долговечности вашей системы возобновляемых источников энергии.

Могу ли я поставить на крышу небольшую ветряную турбину?

Хотя это технически возможно (и обычно законно) в большинстве регионов, обычно не рекомендуется устанавливать небольшую ветряную турбину на крыше.Во время работы ветряные турбины вибрируют, что может вызвать чрезмерный шум и даже повредить крышу и конструкцию под ней. По этой причине мы рекомендуем устанавливать ветряную турбину на опоре или на земле, отдельно от других зданий.

Какого размера ветряная турбина вам нужна, чтобы привести дом в действие?

Чтобы удовлетворить спрос на электроэнергию для дома, ветряная турбина должна иметь мощность от 5 до 15 кВт. Эти турбины не должны устанавливаться любителями, так как они очень большие, мощные и потенциально опасные.

С другой стороны, многие комплекты ветряных турбин, сделанных своими руками, не предназначены для полного удовлетворения потребностей дома в электроэнергии. Небольшие комплекты можно использовать в автономных системах для питания освещения, вентиляторов и других устройств, подключенных к хранилищу.

Стоимость комплекта ветряной турбины «сделай сам»

Хорошо, давай поговорим о долларах и центах. Стоимость комплекта ветряных турбин своими руками включает в себя детали, транспортировку и рабочую силу, связанные с установкой. Если вы действительно решите сделать это самостоятельно, затраты на рабочую силу снижаются, однако следующие расходы будут неизбежны:

  • Стоимость турбины
  • Стоимость аккумуляторной батареи
  • Электропроводка (иногда в комплекте с турбиной или аккумулятором)
  • Монтажное оборудование
  • И инвертор (только для питания переменного тока)

Сколько стоит ветряная турбина?

Небольшие автономные ветряные турбины обычно стоят от 1000 до 4000 долларов, в зависимости от мощности.Ветряные турбины, сделанные своими руками, не предназначены для покрытия всей потребности в электроэнергии стандартного дома, а гораздо более крупные ветряные турбины могут стоить 10 000 долларов и более.

Сколько стоит установить ветряк дома?

Если вы планируете производить установку самостоятельно, затраты на установку ветряной турбины равны только стоимости монтажных материалов и проводки. Однако установки большой мощности требуют профессиональной помощи, дорогостоящего транспорта и разрешительных сборов, которые могут составить общую стоимость проекта, превышающую 50 000 долларов.

Стоит ли домашняя ветряная турбина?

Во многих случаях домашняя ветряная турбина того стоит. Если у вас есть магазин или микросеть на своей территории, ветряные турбины своими руками — отличный способ внедрить экологически чистую энергию без оплаты счетов за электроэнергию.

Большие домашние ветряные турбины, хотя и являются дорогостоящими с самого начала, часто окупаются за счет связанных с ними затрат на произведенную энергию. Узнайте больше о преимуществах личной ветроэнергетики.

Установка комплекта ветряной турбины своими руками

Благодаря современным удобным технологиям и бесконечному количеству ресурсов в Интернете, никогда не было так просто установить свой собственный комплект ветряных турбин своими руками.Премиум-продукты, которые ценят свой вес с точки зрения потенциала зеленой энергии, обычно поставляются с подробными инструкциями по монтажу и электромонтажу вашей турбины.

Чтобы получить хорошее представление о том, с чем вы будете работать, ознакомьтесь с нашими наборами самодельных башен и креплений для ветряных турбин. Эти простые системы отлично подходят для установки ветряной турбины на вашей собственности (или на лодке), не занимая слишком много места и не добавляя ненужных расходов.

Вам нужно разрешение на строительство ветряной турбины?

Требования к планированию и разрешению ветряных турбин сильно различаются в разных регионах США.Если вас интересует большая ветряная турбина, скорее всего, потребуется разрешение на строительство, а также множество потенциальных проблем с зонированием.

Небольшие ветряные турбины, сделанные своими руками, как правило, более способны «пролететь незаметно», если вы не собираетесь существенно изменять свойство или пытаться подключиться к электросети. Конечно, всегда полезно проверить местное ТСЖ или земельный офис, прежде чем вкладывать деньги в ветряную турбину.

Могу ли я установить ветряную турбину на заднем дворе?

Да, в некоторых районах США вы можете установить ветряную турбину у себя на заднем дворе.Также возможно объединить ветряную турбину с фотоэлектрической солнечной системой или другим существующим производством зеленой энергии на вашей собственности. Как мы уже упоминали выше, в некоторых жилых районах могут быть ограничения по высоте и мощности ветряных турбин.

Лучшие ветряные турбины для DIY-комплектов

Готовы начать производство энергии ветра? Если вы специально хотите установить ветряную турбину на свое судно, ознакомьтесь с нашим руководством по лучшим морским ветрогенераторам.Для использования на суше и на море мы представим некоторые из лучших генераторов для ветряных турбин своими руками ниже.

Primus Wind Power Air

Когда дело доходит до надежного производства ветровой энергии, немногие торговые марки пользуются большим доверием во всем мире, чем Primus Wind Power. Компания производит высокоэффективные малошумные ветряные турбины, на которые предоставляется 5-летняя гарантия.

Для ветряных турбин своими руками продукция Primus упрощает безопасное производство электроэнергии с помощью встроенного генератора переменного тока и контроля крутящего момента.В зависимости от требуемой мощности мы рекомендуем любой из следующих продуктов Primus:

Ветрогенератор мощностью 400 Вт от Nature Power

Далее мы хотели бы порекомендовать ветрогенератор морского класса 400 Вт от Nature Power в качестве отличной альтернативы Primus. Nature Power производит эту ветряную турбину, которая проста в сборке, но при этом способна противостоять ветру до 110 миль в час.

По стоимости ветряк Nature Power значительно дешевле большинства аналогичных продуктов на рынке.Имея это в виду, этот генератор отлично подходит для новичков, желающих поэкспериментировать с ветровой энергией своими руками. На турбину Nature Power распространяется 2-летняя гарантия, что составляет менее половины ожидаемого срока службы более качественных генераторов.

Ветряная турбина Silentwind (400+ Вт)

Наконец, Silentwind Wind Turbine — отличная высококачественная турбина с множеством премиальных функций. А именно, генератор Silentwind специально разработан для беспрепятственного использования до 550 Вт солнечной энергии.Если в вашей каюте или лодке уже есть солнечная энергия, эта турбина идеально подходит для поддержания заряда аккумулятора в ночное время и в пасмурные дни.

Помимо своих солнечных возможностей, турбина SIlentwind также является отличным продуктом как автономная система. Высококачественные детали, эффективное производство энергии и трехлетняя гарантия в совокупности делают эту турбину отличным выбором для долгосрочного производства ветровой энергии своими руками.

Заключительные мысли

Мы надеемся, что это руководство прояснило часть наиболее часто запрашиваемой информации о наборах ветряных турбин своими руками.Для многих людей начать работу с ветровой энергией намного проще, чем ожидалось.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.