Ветрогенераторы своими руками на 220в из двигателя от стиральной машины

Ветрогенераторы своими руками на 220в из двигателя от стиральной машины

Как сделать ветрогенератор на 220В своими руками и выгодно ли это

С ежегодным повышением цен за коммунальные услуги, люди, в целях экономии, стараются применять альтернативные источники энергии и тепла. Один из вариантов – это автономная электроэнергия. Существуют несколько разнообразных источников: солнечные панели, дизельные или бензиновые генераторы, гидроустановки, ветроэлектрические установки (ВЭУ). Эта статья посвящена прибору, вырабатывающему электричество при помощи ветра, а именно: как сделать ветрогенератор на 220В своими руками и оправдает ли это устройство ваши ожидания.

Один из многочисленных вариантов конструкции ветряка

  1. Классификация и принципы работы
  2. Применение ветряных электрогенераторов в домашних условиях
  3. Как сделать ветрогенератор своими руками
  4. Вариант ветрогенератора из стиральной машины своими руками
  5. Изготовление ветрогенератора своими руками из автомобильного генератора
  6. Видео: ветрогенератор 24В 2500Ватт своими руками
  7. Монтаж несущей конструкции и лопастей
  8. Итог

Классификация и принципы работы

В сети возможно найти великое множество разных примеров сборки ветряных генераторов, но все они делятся на два класса: вертикальные и горизонтальные. Каждый класс имеет подвиды:

  • Вертикальные:
  • Промышленные. Высота таких электростанций может достигать больше 100 метров, мощность варьируется от 4 до 6 МВт.

Одна из самых мощных ветряных электростанций «Энеркон Е-126»

  • Устройства для бытовых целей. Существуют модели, изготовленные на специализированных заводах и устройства, изготовленные своими руками;

  • Горизонтальные:
  • Стандартные;

Агрегат с классическим расположением лопастей

Конструктивные элементы таких устройств могут быть расположены под разным углом

Весь класс устройств, изготовленные своими руками, будь то ветряные электростанции или промышленные, работают по принципу электромагнитной индукции, то есть магниты, закрепленные в роторе, при вращении лопастей вырабатывают переменный ток. Он подается в накопительные аккумуляторы через контроллер. Это прибор, преобразующий переменный ток в постоянный и контролирующий степень заряда аккумуляторных батарей.

Следующим узлом является инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный и выравнивает колебание электроэнергии до значения 50гц, далее ток подается на потребителей.

Обратите внимание! Контроллер переключает поток электроэнергии напрямую на инвертор в момент полного заряда аккумуляторов.

Стандартная схема работы ветряной электростанции

УЗО: что это такое. Давайте попробуем разобраться, что это такое УЗО, его возможности, особенности работы и варианты применения. А также рассмотрим нюансы, на которые необходимо обратить внимание при выборе.

Применение ветряных электрогенераторов в домашних условиях

Исходя из вышеперечисленных факторов возникает вопрос: по какой причине в каждом доме не установить ветряк? Ответ состоит из двух основных пунктов:

  • Цена. Стоимость устройств достаточной мощности очень велика. Например, стоимость агрегата мощностью 2 КВт и напряжением в 24 В составляет от 75000 руб.;
  • Средняя сила ветра в большинстве регионах не достигает и 4 м/с.

Карта средней годовой скорости ветра в России

То есть использование ветряков, как основной источник энергии – нерационально. В стандартном доме, при одновременной эксплуатации всех бытовых приборов потребляется до 1 КВт в час, а при работе мощных электроинструментов, эта цифра возрастает, увеличивая требуемое напряжение в сети.

Чтобы обеспечить бесперебойное электрообеспечение, потребуется как минимум: совокупность трех ветряных агрегатов в 3 КВт, или одного с мощностью не менее 10 КВт; несколько аккумуляторов достаточной емкости; надежный контроллер и инвертор.

Монтаж всей системы обойдется минимум в 400000 рублей, и при непостоянной скорости ветра, этот способ электроснабжения теряет актуальность.

Наглядный пример схемы с устройством высокой мощности

Целесообразно применение собранных своими руками 220-вольтных ветряков, как альтернативный источник энергии. В совокупности с солнечными панелями, топливным генератором достаточной мощности или с центральной электросетью.

Важно! При совокупности источников необходимо включить в систему АВР (автоматическое включение резервного питания). Это устройство, контролирует подачу энергии,меняя источник питания.

Схема совокупности ветряка и городского электроснабжения
Электрическая система с применением трех источников

Как сделать ветрогенератор своими руками

Чтобы смонтировать это устройство в домашних условиях вам потребуется:

  • Доскональные знания электрика;
  • Источник питания. Это может быть генератор переменного тока или асинхронный двигатель.
  • Надежное место для установки аппарата. Так как вес отдельных бытовых агрегатов может достигать от 200 до 800 кг.
  • Ниодимовые магниты. Этот класс магнитов обладает большей производительностью;

Различные виды форм. В нашем случае более подходят прямоугольные или круглые

  • Провода подходящего сечения;
  • Материалы для монтажа рамы и непосредственно ветряка.

Как уже описывалось выше, существуют множество вариантов конструкций. От габаритов и способа соединения узлов зависит шумовой фон, создаваемый агрегатом. Если вы не хотите неприятностей с соседями, обсудите этот вопрос заранее, так как отдельные агрегаты работают достаточно шумно, например, как собранный своими руками ветряной генератор в следующем видео.

После проведения всех предварительных мероприятий вам потребуется подобрать подходящий вашим потребностям источник питания. При ограниченных финансовых возможностях возможны два бюджетных варианта:

  • Автомобильный генератор;
  • Асинхронный двигатель со стиральной машины.

У каждого варианта есть свои положительные и отрицательные стороны.

Стабилизатор напряжения 220В для дома: какой выбрать. В статье мы подробно рассмотрим для чего нужно это оборудование, виды, схемы подключения, средние цены и технические характеристики, как сделать самостоятельно.

Вариант ветрогенератора из стиральной машины своими руками

Для увеличения мощности двигатель модернизируют, заменяя ферритовые магниты на ниодимовые. Следует отметить, что установка магнитов довольно трудоемкий процесс, требующий определенных навыков.

Пример расположения ниодимовых магнитов в двигателе от стиральной машины

Рекомендация! Ниодимовые магниты очень мощные, будьте предельно внимательны при работе с ними.

В целях экономии времени и нервов, более простой вариант – это покупка готового ротора подходящего размера.Рационально применять такой двигатель в устройстве с небольшими габаритами.

Изготовление ветрогенератора своими руками из автомобильного генератора

Этот вариант также нуждается в доработке, так как стандартный образец работает при 5000 – 6000 оборотах в минуту. В модернизацию входят:

  • Прибор укомплектовывается ниодимовыми магнитами. Они устанавливаются в строгом порядке, то есть полюса чередуются. Для удобства из плотного картона вырезается шаблон;

Шаблон расположения магнитов

  • Перематывается обмотка статора. Количество витков увеличивается, следовательно, сечение провода уменьшается.
  • В стандартной комплектации нет магнитов, поэтому центральный вал нужно выполнить из немагнитного материала, например, из титана.

Но даже при соблюдении всех требований для оптимального напряжения, ротор должен вращаться от 500 раз в минуту.

Общие отрицательные характеристики:

  • Оба варианта недолговечны, требуют ежегодного ремонта или замены;
  • Вырабатываемой мощности не хватит на полноценное энергоснабжение;
  • Нуждаются в существенной доработке.

Если уж вы обладаете нужными знаниями и примерно знаете, как сделать ветрогенератор на 220В своими руками более рационально будет смонтировать агрегат большей мощности.

При сборке горизонтального или вертикального ветрогенератора своими руками, соблюдайте жесткость всей конструкции, от лопастей до контролирующих растяжек. Ненадежные узлы конструкции могут привести к аварии.

Один из многочисленных аварийных случаев

Видео: ветрогенератор 24В 2500Ватт своими руками

Монтаж несущей конструкции и лопастей

При возведении вертикального ветряка для дома своими руками, особое внимание уделяется основе всей конструкции, так как сам агрегат следует поднять как можно выше над землей. Это потребует более серьезных финансовых вложений, но сэкономленная энергия, со временем окупит эти затраты. Чем выше конструкция, тем выше скорость ветра, следовательно, для устройства с большими габаритами и весом, требуется подготовка фундамента.

Данная установка требует основательного укрепления и надежного основания

Лопасти у любого вида устройства следует крепить под определенным углом, как у вертикальных, так и у горизонтальных устройств.

Расположение лопастей у горизонтального агрегата
Чертеж направления лопастей вертикального устройства
Лопасти небольшого прибора, выполненные из пластика. Видно, что точно своими руками

Важно! При штормовом ветре, эксплуатация ветряков не рекомендуется, так как лопасти могут не выдержать сильной нагрузки. Предусмотрите в своей конструкции средство аварийной остановки ротора

Итог

Ветряные генераторы хоть и сложны в устройстве и требуют постоянного внимания, незаменимы в отдаленных от линии ЛЭП местах, как альтернативный источник электроэнергии. Совершенно безопасный с экологической точки зрения. Следовательно, мы надеемся, что, прочитав эту статью и просмотрев видео-инструкцию, вы сможете сделать ветрогенератор на 220В своими руками как вертикальный, так и горизонтальный и обеспечить свое жилье альтернативным источником электроэнергии.

Как изготовить ветрогенератор своими руками?

Для изготовления ветрогенератора своими руками нужно хорошо знать устройство этого оборудования. Сначала подбирается электрогенератор и турбина. Установка их ведется на специальной мачте, зафиксированной растяжками. Раскручивание турбины идет лопастями, на которые направляется поток ветра. Полученная энергия накапливается в аккумуляторах, а потом передается на электросети.

Принцип работы

Принцип работы ветрогенератора основан на преобразовании механической энергии в электрическую. Приводимые в движение ветром лопасти передают вращение маховику. Благодаря ротору начинается процесс формирования магнитного поля. В результате образуется электрический ток.

В бытовых условиях применяются маломощные ветряки. Их мощность находится в пределах 4 кВт с напряжением 220 Вт. Работают они в автономном режиме, не зависимо от городских сетей. Имеют стандартный набор конструктивных элементов.

Читать еще:  Электронная регулировка оборотов коллекторного двигателя

Виды конструкций

В зависимости от плоскости вращения ротора, ветрогенераторы делятся на:

  • Вертикальные. Вращение турбины происходит под прямым углом к поверхности земли. Для работы достаточно незначительного ветра.
    ­
  • Горизонтальные. Ось вращается параллельно плоскости земли.

Вертикальные

Благодаря своей простоте обслуживания, используются в бытовых условиях. Все основные узлы конструкции располагаются внизу и не имеют ограничения доступа. Агрегаты не зависят от направления ветра, поскольку вращение происходит в любом направлении.

Ниже представлены разновидности вертикальных ветрогенераторов, в зависимости от встроенного механизма.

  • С ортогональным ротором. В состав конструкции входит несколько лопастей, которые располагаются параллельно оси вращения. При работе агрегат испытывает большие динамические нагрузки, что сказывается на сроке его службы. Движение лопастей сопровождается шумом, но прибор имеет высокую эффективность и функциональность.
  • С ротором Дарье. Обладает высокой мощностью и быстроходностью. Невысокая стоимость формируется благодаря низкой себестоимости прибора. К недостаткам относится малая эффективность и сложность при самостоятельном запуске.
  • С ротором Савониуса. На оси располагается ветроколесо, состоящее из полуцилиндров. Вращается оно в одну сторону и не зависит от смены направления ветра. Применяется для обслуживания электростанций. К недостатку относится низкий коэффициент использования силы ветрового потока.
  • С многолопастным ротором. Принцип заключается в том, что поток ветра ловится одним рядом лопастей и передается на другой. Этим увеличивается производительность оборудования, повышается его мощность.
  • С геликоидным ротором. Имеет сложную конструкцию, но благодаря равномерному движению, узлы конструкции работают в спокойном режиме. Это сказывается на долговечности агрегата

К преимуществам вертикальных ветрогенераторов относится:
­

  • работа обеспечивается даже при слабом ветре;
    ­
  • нет зависимости от ветряного потока;
    ­
  • доступность в обслуживании благодаря невысокой мачте.

К недостатку относится низкоэффективное использование силы ветра из-за малой частоты оборотов.

Горизонтальные

Такие ветрогенераторы зависят от направления ветра. В зависимости от количества лопастей, разделяются:

  • С 1 или 2 лопастями. Имеют высокую скорость вращения. Небольшая масса облегчает установку;
    ­
  • 3-х лопастные. Находят широкое применение в бытовых условиях;
    ­
  • До 50 лопастей. В процессе работы обладают высокой инерционностью.

Разновидность горизонтальных типов ветрогенераторов представлена ниже:

  1. Оборудование парусник. Принцип работы основан на приведении в движение поршней гидросистемы с дальнейшим получением электрической энергии. Установка бесшумна в работе, обладает высокой мощностью.
  2. Летающий ветрогенератор – крыло. Работает на высоте 550 м.

Изготовление своими руками вертогенератора на 220 В

Для изготовления такого прибора необходимо сделать чертеж. Согласно его спецификации, подготавливаются основные узлы:

  • генератор;
    ­
  • лопасти;
    ­
  • мачта.

Генератор

Мощность генератора подбирается до 3,5 кВт. Изготовить его можно своими руками. Он состоит из:
­

  1. Статора. Берется листовой металл, вырезаются 2 окружности диаметром 500 мм. На один из листов, отступив немного от края, по окружности наклеиваются неодимовые магниты. Их диаметр – 50 мм, количество – 12 штук. Расположение полюсов чередуется. Та же процедура проводится и со второй пластиной, но магниты наклеиваются со смещением.
    ­
  2. Ротор. Подготавливается основание. Оно берется из немагнитного материала. На него крепится 9 катушек, на которые намотан медный провод, толщиной 3 мм, покрытый лаковой изоляцией. Количество витков формируется от 70 до 90.
    ­
  3. Ось. Важным моментом является ее точное расположение по центру ротора. Если она будет плохо отцентрирована, то в результате биения конструкция быстро разболтается.

Помещается ротор между 2 статорами с зазором 2 мм. Соединяя обмотки, формируется однофазный источник переменного тока.

Лопасти

Материал для изготовления лопастей берется:

  • Дерево. В процессе работы трескается;
    ­
  • Полипропилен. Используется только для генераторов низкой мощности;
    ­
  • Металл. Лучше дюраль. Прочный и надежный материал для изготовления лопастей любого размера.

Изготовленные лопасти устанавливаются на ось. После этого их нужно сбалансировать. Достигается это путем изменения их длины.

Установка мачты и запуск

Установка мачты ведется в местах, где рядом нет высотных зданий или лесопосадок. Они создают барьеры на пути воздушных потоков.

Располагается мачта вертикально. Лопасти поднимаются на максимальную высоту, где наиболее сильный ветер. После запуска установки ведется проверка наличия напряжения.

Дополнительное оборудование

На последнем этапе подключается дополнительное оборудование. Оно состоит из следующих агрегатов:
­

  • Аккумуляторы. Они необходимы для накопления излишков электроэнергии. Ее использование ведется в безветренную погоду.
    ­
  • Контроллер заряда. Требуется для контроля зарядного тока.
    ­
  • Преобразователь. Преобразует образующийся постоянный ток в переменный.

Сборка ветрогенератора из стиральной машины

  • 0,15 – 0,2 кВт. Осветятся 2 комнаты и заработает телевизор;
    ­
  • 1 – 5 кВт. Достаточная мощность для работы бытовых приборов;
    ­
  • 20 кВт. Недостатка в электроэнергии не будет.

Подготовка к работе

В качестве генератора используется мотор от стиральной машины. Это может быть «Вятка» или другая советская модель. В двигателе потребуется поводить полную переделку ротора, поэтому, как вариант, можно приобрести новый.

Кроме того, необходимо подготовить:
­

  • неодимовые магниты;
    ­
  • вал;
    ­
  • редуктор;
    ­
  • мачту;
    ­
  • крыльчатку, шестерни;
    ­
  • фланец.

Пошаговое изготовление

Пошаговое изготовление ветрогенераторов из стиральной машины представлено ниже:

  1. Приобретаются магниты. Ротор мотора обрезается на токарном станке и в нем изготавливаются пазы. В них точно устанавливаются магниты. Отклонения не должно быть, иначе произойдет их залипание, а это скажется на производительности агрегата.
  2. Фиксация магнитов проходит на суперклей. Затем они накрываются бумагой. Эпоксидной смолой заливается свободное пространство.
  3. Изготавливается на токарном станке ось. Внутри протачивается свободное пространство для электропроводки. Формируется держатель.
  4. Изготовление лопастей ведется из канализационной трубы. Ее диаметр – 16 см. Выпиливаются они при помощи лобзика.
  5. Проводится монтаж ветрогенератора. Сначала крепится генератор, который закрывается кожухом, потом устанавливаются лопасти, ротор и хвост.
  6. Мачта при помощи 4 болтов крепится на основание из бетона. Для установки силовой части применяется шарнирный механизм.
  7. После сбора установки протягивается провод к распределительному щитку.
  8. Как только все элементы будут подключены, проводится тестирование оборудования.

Сборка ветрогенератора из автомобильного генератора

Стоимость покупного генератора высокая, поэтому в качестве более экономичного варианта хорошо использовать машинный генератор. Это уже готовый прибор, на который требуется установить пропеллер и расположить его на мачте.

Подготовка к работе

Перед началом работы нужно подготовить следующие вещи:
­

  • автомобильный генератор на 12 В;
    ­
  • аккумулятор;
    ­
  • преобразователь, чтобы переходить с 12 В на 220. Его мощность – 1,2 кВт.
    ­
  • для изготовления лопастей потребуется ведро или стальная бочка;
    ­
  • лампочка от автомобиля;
    ­
  • вольтметр;
    ­
  • выключатель;
    ­
  • медный провод, сечением от 2 мм;
    ­
  • несколько хомутов.

Кроме того, инструменты: болгарка, рулетка, карандаш, набор ключей.

Порядок монтажа

Основные шаги монтажа:

  1. Стальные бочки или ведра разрезаются не до конца на 4 части. Симметрично сверлятся для болтов отверстия.
  2. Не до конца отрезанные металлические части отгибаются. Так происходит формирование лопастей. Предварительно решается вопрос, в какую сторону будет проходить вращение.
  3. Изготовленные лопасти крепятся на шкив. С помощью хомутов генератор монтируется на мачте. На основании схемы собирается проводка.
  4. Ведется проверка собранной электрической части.

Обслуживание

Чтобы система работала длительное время, ей необходимо качественной обслуживание:

  1. Вести наблюдение за щетками генератора. Не реже 1-2 раз в месяц проверять их регулировку и очищать от грязи.
    ­
  2. Проверять балансировку лопастей.
    ­
  3. Все металлические части должны быть покрыты антикоррозийным составом.
    ­
  4. Проверять натяжение тросиков мачты.

Для изготовления ветрогенераторов своими руками важно найти подходящий генератор. Оптимальным вариантом является автомобильный или мотор стиральной машины. Остальные части конструкции можно приобрести без особых затрат. Сборка конструкции ведется по существующей схеме.

Ветрогенератор 200 Ватт своими руками

Сегодня альтернативная энергетика развивается быстрыми темпами. На рынке уже есть солнечные модули на любой вкус, но как правило они стоят очень дорого. Недавно мне попалась солнечная батарея на 12 вольт 0.5 киловатт, и совсем недурная цена . 1000$. За пол киловатта заплатить 1000 долларов стоит или нет? Думаю стоит, но за 1000 долларов можно несколько лет за электроэнергию платить, одним словом пока что не выгодно. Ветростанция — более разумное капиталовложение для получения электрической энергии.

И вот в связи с этим, у меня в голове возникла идея соорудить ветрогенератор малой мощности своими руками. Изначально, я хотел сделать ветростанцию на мощность в пол киловатта, но с отсутствием ресурсов было решено сделать ветрогенератор на 200 Ватт.

Поскольку у меня для ветряка было выделено мало финансовых ресурсов, то нужно было все делать самому. Готовые генераторы стоили немало денег, да и преобразователь еще и аккумуляторы. С генератором мне повезло, на рынке, где продают старый хлам мне удалось за 20 долларов раздобыть двигатель постоянного тока на 24 вольт! И к моему счастью вал двигателя (ротор) вращался очень легко, мощность двигателя была 300 Ватт по паспортным данным. Самое главное- двигатель не нужно будет переделывать, готовый генератор уже есть!

Читать еще:  Горит давление масла на прогретом двигателе и стучат гидрокомпенсаторы

Задача номер два — найти редуктор. Все мы знаем, для того, чтобы генератор вырабатывал большой ток, нужно, чтобы ротор вращался со скоростью не менее 1000 об/мин, для этого нам нужен редуктор. По предварительным расчетам, пропеллер вращается со скоростью 60 об/мин, и за счет потери мощности нужно будет повышать число оборотов. Редуктор был снят с электродвигателя с редуктором, такие движки попадаются очень часто, мне друг подарил, двигатели такого типа делаются на небольшие мощности. Ниже смотрите число оборотов (на выходе редуктора) для каждой марки подобного двигателя:
РД-09 1,75 об/мин.
РД-09 2,5 об/мин.
РД-09 4,4 об/мин.
РД-09 8,7 об/мин.
РД-09 15,5 об/мин.
РД-09 30 об/мин.
РД-09 76 об/мин.
РД-09 185 об/мин.
СД-54 2,24 об/мин.
СД-54 3,14 об/мин.
СД-54 5,59 об/мин.
СД-54 10,94 об/мин.
СД-54 19,59 об/мин.
СД-54 24 об/мин.
СД-54 38,4 об/мин.
СД-54 60 об/мин.
СД-54 96 об/мин.
Д-32 24 об/мин.
ДСМ-2-П-220
ДСМ-0,2-П-220
ДСМ-1/300-П-220
ДСОР-32-15-2

Двигатель РД-09, передаточное отношение 1/75 то, что надо! Двигатель сразу же был разобран. Электрическая часть нам не нужна, берем только редуктор. Т.о. у нас есть генератор с редуктором. Пока на этом остановимся и начнем делать электрическую часть ветроэлектростанции.

Генератор нам дает напряжение 24 вольта при оборотах не менее 2000 в минуту (для проверки, ротор генератора был подключен к ротору электромотора от пылесоса, мотор для экспериментов нужно дополнить регулятором оборотов). Нам нужно выжать от двигателя минимум 13 — 14 вольт для зарядки аккумулятора, у нас ветры постоянные и достаточно сильные, так что проблема сама собой была решена!

Преобразователь — достаточно сложная часть конструкции, он нам нужен для повышения напряжения аккумулятора до переменного 220 вольт (сетевое напряжение) с частотой 50 — 60 герц. В интернете сегодня можно найти море схем таких преобразователей на любой вкус. Сначала решил не мучатся и купить готовый, но цены не маленькие, непонятный преобразователь от непонятного производителя с мощностью 300 Ватт стоит порядка 40 $. И было решено еще один день посвятить сборке преобразователя. Максимальная мощность устройства не велика — всего 200 ватт, но для малой самодельной станции вполне достаточно, от него можно питать несколько ламп дневного света, телевизор, зарядить мобильный телефон, ноутбук и так далее.

Схема была подобрана после долгих поисков. Данная схема развивает до 400 Ватт, сначала не верилось, но затем убедился в этом на собственном опыте. Схема высокого качества, транзисторы остаются холодными и даже при максимальной нагрузке на трансформатор, температура теплоотводов поднимается на 5 — 10 градусов.

Были использованы доступные детали и в целом для преобразователя было потрачено 10 долларов. Транзисторы — 3 доллара каждая ( 2 штуки ), микросхема — 1,5 доллар ( 1 штука ), резисторы конденсаторы — 3 доллара. Трансформатор намотан на Ш-образном сердечке из компьютерного блока питания. С него сначала нужно снять все обмотки и мотать новые. Первичная обмотка намотана 6-ю жилами провода с диаметром 0.5 мм (каждая жила), и содержит 12 витков с отводом от середины. Обмотку удобно мотать жгутом. Поверх первичной обмотки ставим изоляцию из конденсаторной бумаги и мотаем вторичную обмотку, ее мотаем в том же направлении, что и первичную. Вторичная обмотка содержит 140 витков провода с диаметром 0.7мм.
Полевые транзисторы типа IRL2505. Задающий генератор выполнен на микросхеме КР1211ЕУ1, частота преобразователя регулируется при помощи резистора R4 (переменный резистор на 1 мегаом ).

Теперь о механической части ветрогенератора. Лопасти (далее ротор) я изготовил из лыж, другого материала на тот момент под рукой не было. Ротор выполнен в виде звездочки. Длина каждой лыжи 1.5 метра, но его пришлось укоротить на 10 см. Итак, имеет 3 доски, параметры такие: длина 1400мм, ширина — 100мм, толщина — 10мм. Редуктор укреплен на роторе при помощи холодной сварки. Доски ротора укреплены на оси при помощи той же холодной сварки, но для страховки сначала на нижней стороне каждой доски делаем два отверстия и прикрепляем доску к валу при помощи шурупов, а затем сверху еще оформить холодной сваркой.

Осью ротора служит кусок пластиковой трубы диаметром в пол дюйма, в которую входит вал редуктора и фиксируется шурупами, которые сжимают вал ротора с обеих сторон. Вал последней передачи редуктора подключен к генератору. Число передач нужно подобрать 1 : 60, при средней скорости ветра ротор вращается со скоростью 60 об/мин, обеспечивая в среднем 1000 об/мин для генератора. Такие расчетные параметры предусмотрены для среднего ветра 5 — 8 м/сек, хотя ротор вращается даже во время ветра со скоростью 2 м/сек.

Ветряк получился довольно таки устойчивым, и даже при сильных ветрах не нарушается его работа. Постоянный ток от генератора заряжает аккумуляторную батарею от автомобиля, его параметры 12 Вольт 60 Ампер. Генератор заряжает аккумулятор за 4 часа, при среднем ветре. Ветрогенератор — отличный вариант для сельских жителей, он полностью способен обеспечивать энергетические потребности небольшой семьи, конечно включать обогреватель не стоит, но лампы накаливания, пару телевизоров, DVD- проигрыватель установка питать сможет, можно подключать и компьютер не смотря на то, что максимальная мощность генератора 200 Ватт, аккумулятор достаточно мощный и может питать компьютер в течении 1.5 — 2 часа.

Давайте посчитаем денежные затраты на ветряк — генератор 20$, редуктор (мне достался даром) в среднем за 10$, преобразователь 10$, шурупы, гайки, втулки и все остальное не более 10$, аккумулятор (я использовал старый аккумулятор от автомобиля) можно купить новый за 50$, на ротор тратить денег не стоит, пара лыж у каждого окажется. Итого получается: без аккумулятора — не более 60$, с аккумулятором не более 110$, стоит ли собирать? Конечно стоит! Ведь собрать ветрогенератор своими руками это уже большое достижение в жизни!

Итог работы — ветряк был установлен на крыше, высота от земли 5 — 7 метров, работает прекрасно уже год, для этой статьи пришлось его разобрать, думаю человек с крепкими нервами при наличии всех деталей и материалов соберет данную ветростанцию за 5 дней (я собрал за неделю, но 2 дня только проектировал, тут я представил полный проект станции, так, что вам не придется делать расчеты). Для защиты от влаги и увеличения прочности, на лопасти ротора был нанесен слой эпоксидной смолы. Генератор с редуктором находятся в пластмассовом корпусе.

Изготовление ветрогенератора своими руками

Оплата электроэнергии на сегодняшний день занимает немалую долю в затратах на содержание жилища. В многоквартирных домах, единственный способ экономии — переход на энергосберегающие технологии, и оптимизация расходов по многотарифным схемам (ночной режим оплачивается по сниженным ценам). А при наличии приусадебного участка можно не только сэкономить на потреблении, но и организовать для частного дома самостоятельное энергообеспечение.

Это нормальная практика, которая зародилась в Европе и северной Америке, а последние пару десятилетий активно внедряется и в России. Однако оборудование для автономного энергоснабжения достаточно дорогое, окупаемость «в ноль» наступает не раннее, чем спустя 10 лет. В некоторых государствах, можно возвращать энергию в общественные сети по фиксированным тарифам, это сокращает время окупаемости. В Российской Федерации для оформления «кэшбека» требуется пройти ряд бюрократических процедур, поэтому большинство пользователей «бесплатной» энергии предпочитают строить ветряной генератор своими руками, и пользоваться им только для личных нужд.

Правовая сторона вопроса

Самодельный ветрогенератор для дома не попадает под запреты, его изготовление и применение не влечет за собой административного либо уголовного наказания. Если мощность ветряного генератора не превышает 5 кВт, он относится к бытовым устройствам, и не требует никаких согласований с местной энергетической компанией. Тем более, не требуется уплачивать какие-либо налоги, если вы не получаете прибыль при продаже электроэнергии. Кроме того, самодельный генерирующий ветряк даже с такой производительностью, требует сложных инженерных решений: смастерить его на тек просто. Поэтому мощность самоделки редко превышает 2 кВт. Собственно, этой мощности обычно достаточно для энергоснабжения частного дома (конечно, если у вас нет бойлера и мощного кондиционера).

В данном случае, речь идет о федеральном законодательстве. Поэтому перед принятием решения об изготовлении ветряка своими руками, не лишним будет проверить наличие (отсутствие) субъектовых и муниципальных нормативных правовых актов, которые могут накладывать некоторые ограничения и запреты. Например, если ваш дом расположен на особо-охраняемой природной территории, использование ветровой энергии (а это природный ресурс) может потребовать дополнительных согласований.

Проблемы с законом могут возникнуть при наличии беспокойных соседей. Ветряки для дома относятся к индивидуальным постройкам, поэтому на них также распространяются некоторые ограничения:

  • Высота мачты (даже если ветрогенератор без лопастей) не может превышать установленных в вашем регионе норм. Кроме того, могут действовать ограничения, связанные с расположением вашего участка. Например, над вами может проходить посадочная глиссада к ближайшему аэродрому. Или в непосредственной близости от вашего участка проходит линия электропередач. При падении, конструкция может повредить столбы или провода. Общие ограничения при нормальной ветровой нагрузке составляют 15 метров в высоту (некоторые самодельные ветряки взмывают на 30 метров). Если мачта и корпус устройства имеют большую площадь сечения, к вам могут предъявить претензии соседи, на чей участок падает тень. Понятно, что такие жалобы обычно возникают «из вредности», но правовая основа имеется.
  • Шум от лопастей. Основной источник проблем с соседями. При работе классической горизонтальной конструкции, ветряк издает инфразвук. Это не просто неприятный шум, при достижении определенного уровня, волновые колебания воздуха оказывают неблагоприятное воздействие не организм человека и домашних животных. Самодельный генератор для ветряка, как правило, не является «шедевром» инженерной мысли, и сам по себе может издавать сильный шум. Крайне желательно официально протестировать ваше устройство в органах надзора (например, в СЭС), и получить письменное заключение о том, что установленные шумовые нормы не превышены.
  • Электромагнитное излучение. Любой электроприбор излучает эфирные помехи. Возьмем, к примеру ветряк из автомобильного генератора. Для снижения уровня помех автомобильного приемника, в машине устанавливаются конденсаторные фильтры. При разработке проекта обязательно учитывайте этот момент.

Важно! Любое генерирующее устройство должно быть заземлено. Помимо обеспечения безопасности, это поможет снизить уровень помех.

Претензии могут быть предъявлены не только от соседей, у которых возникнут проблемы с приемом теле радио сигналов. Если неподалеку расположены промышленные или военные приемные центры, не лишним будет проверить уровень помех в подразделении контроля радиоэлектронных помех (РЭБ).
Экология. Звучит парадоксально: казалось бы, вы используете экологически чистый агрегат, какие могут быть проблемы? Пропеллер, расположенный на высоте 15 метров и выше, может стать препятствием на пути миграции пернатых. Вращающиеся лопасти незаметны для птиц, и они легко попадают под удар.

Совет: Чем больше у вас образуется документов, подтверждающих безопасность ветрогенератора для окружающих, тем проще будет впоследствии отражать «атаки» беспокойных соседей и назойливых проверяющих.

Разновидности генераторов

Прежде чем решить, как сделать ветрогенератор своими руками, рассмотрим особенности конструкции:

По расположению генератора устройство может быть горизонтальным или вертикальным

  • Классическая конструкция — ось вращения расположена параллельно земле, плоскость лопастей — перпендикулярно. Такая схема предусматривает свободное вращение вокруг вертикальной оси, для позиционирования «по ветру».Чтобы плоскость вращения всегда занимала эффективное положения перпендикулярно направлению ветра, требуется хвостовое оперение, которое работает по принципу флюгера. Принцип действия простой: ветер меняет направление, воздействует на хвостовую плоскость, ось вращения генератора всегда расположена вдоль движения потока воздуха. Единственная сложность — подключение силовых кабелей. Если корпус генератора совершит несколько оборотов вокруг вертикальной оси, провода намотаются на мачту, и оборвутся. Поэтому требуется установка ограничителя. Он не позволяет совершить полный оборот, но приводит к зависанию) корпуса в мертвых зонах.Промышленные образцы имеют электронный регулятор слежения за направлением, и поворачивает корпус с помощью встроенного электромотора.Решить проблему можно с помощью цилиндрического пропеллера, который принимает воздушный поток как поперек, так и вдоль оси вращения. Правда, эффективность зависит от угла атаки. Чем больше ветер отклоняется от угла 90°, тем ниже КПД.Но такую конструкцию трудно сделать своими руками, из-за сложностей в аэродинамике движителя.
  • Оптимальный вариант — вертикальные генераторы (то есть, ось вращения вала располагается перпендикулярно земле). При таком расположении аэродинамического движителя, вы вообще не зависите от направления ветра. Вращение одинаково эффективно, и зависит только от силы потока воздуха.Форма лопастей может быть самой разной, есть простор для инженерной мысли. Существует множество интересных аэродинамических проектов, разработанных научными учреждениями. Причем чертежи большинства их них представлены в свободном доступе. Причем конструкции, опубликованные в литературе технической направленности времен СССР, порой оказываются наиболее рациональными.Роторные винты имеют неоспоримое преимущество: вертикальный генератор закреплен статично, что упрощает электрическое подключение. Нет необходимости устанавливать ограничители вращения, как в горизонтальных схемах.

По номиналу генерируемого напряжения

  • Ветрогенераторы, изготовленные своими руками на 220 вольт, не требуют дополнительных преобразователей величины напряжения, и являются конструкциями прямого применения. Однако их работа зависит от силы ветра. Как минимум, необходим стабилизатор на выходе, выполняющий функцию регулятора при разных оборотах вала. При отсутствии ветра, система просто не работает.Преимущества неоспоримы: как правило, используется мощный электродвигатель, на который можно устанавливать винт, непосредственно закрепив его к валу ротора. Переделки минимальны по трудозатратам, такие моторы уже имеют удобный постамент, остается лишь изготовить опорную площадку.Электродвигатели можно найти с минимальными финансовыми затратами: от любой списанной электроустановки. Например, промышленного вентилятора. Подходят и моторы от бытовой техники: стиральные машины, пылесосы.
  • 12 вольт (реже 24 вольта). Наиболее популярная конструкция — ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора. Причем он демонтируется из автомобиля-донора в комплекте с преобразователем напряжения. Переделка схемы не требуется: на выходе мы получаем либо 14 вольт (в автомобиле таким напряжением заряжается аккумулятор), либо требуемые для питания вашей энергосистемы 12 вольт. Наличие шкива позволяет сконструировать ременную передачу с требуемым соотношением оборотов. Ответную часть также можно снять с автомобиля донора.При желании, лопасти крепятся непосредственно на вал.Такие ветрогенераторы можно использовать как для непосредственного подключения к потребителю, так и в автомобильном режиме, воспроизведя систему зарядки в комплекте с аккумулятором. Если для организации энергоснабжения требуется 12 вольт, питание берется напрямую с клемм аккумулятора. Для получения 220 вольт, используется преобразователь. Подходящий вариант — источник бесперебойного питания.Система работает следующим образом: если отбираемая мощность ниже, чем может обеспечить генератор — аккумуляторные батареи заряжаются. Если порог превышен — мощность генерируется от АКБ.

Типовые примеры самодельных ветрогенераторов

Устройство ветрогенератора одинаковое, вне зависимости от выбранной схемы.

  • Пропеллер, который может быть установлен как непосредственно на вал генератора, так и с помощью ременной (цепной, шестеренной передачи).
  • Собственно генератор. Это может быть готовое устройство (например, с автомобиля), либо обычный электродвигатель, который при вращении вырабатывает электроток.
  • Инвертор, регулятор напряжения, стабилизатор — в зависимости от выбранного напряжения.
  • Буферный элемент — аккумуляторные батареи, обеспечивающие непрерывность генерации, вне зависимости от наличия ветра.
  • Установочная конструкция: мачта, кронштейн для монтажа на крыше.

Пропеллер

Можно изготовить из любого материала: хоть из пластиковых бутылок. Правда гибкие лопасти существенно ограничивают мощность.

Достаточно вырезать в них полости, для забора ветра.

Неплохой вариант — ветряк бытового из кулера. Вы получаете готовую конструкцию с профессионально выполненными лопастями и сбалансированным электродвигателем.

Аналогичная конструкция изготавливается из охладителя компьютерных блоков питания. Правда мощность такого генератора мизерная — разве что зажечь лампу на светодиодах, или зарядить мобильный телефон.

Тем не менее, система вполне работоспособна.

Неплохие лопасти получаются из алюминиевых листов. Материал доступен, его несложно отформовать, пропеллер получается достаточно легким.

Если вы создаете роторный пропеллер для вертикального генератора, можно воспользоваться жестяными банкам, разрезанными вдоль. Для мощных систем применяются половинки стальных бочек (вплоть до объема 200 литров).

Разумеется, придется с особой тщательностью подойти к вопросу надежности. Мощный каркас, вал на подшипниках.

Генератор

Как говорилось выше, можно использовать готовый автомобильный, или электродвигатель от промышленных электроустановок (бытовой техники). В качестве примера: ветрогенератор из шуруповерта. Используется вся конструкция: двигатель, редуктор, патрон для крепления лопастей.

Компактный генератор получается из шагового двигателя принтера. Опять же, мощности хватает лишь на питание светодиодного светильника или зарядного устройства смартфона. На природе — незаменимая вещь.

Если вы с паяльником «на ты», и неплохо разбираетесь в радиотехнике — генератор можно собрать самостоятельно. Популярная схема: ветрогенератор на неодимовых магнитах. Преимущества конструкции — можно самостоятельно рассчитать мощность под ветровую нагрузку в вашей местности. Почему неодимовые магниты? Компактность при высокой мощности.

Можно переделать ротор имеющегося генератора.

Либо создать собственную конструкцию, с изготовлением обмоток.

Эффективность такого ветряка на порядок выше, чем при использовании схемы с электродвигателем. Еще одно неоспоримое преимущество — компактность. Неодимовый генератор плоский, и его можно разместить непосредственно в центральной муфте пропеллера.

Мачта

Изготовление этого элемента не требует познаний в электронике, но от его прочности зависит жизнеспособность всего ветрогенератора.

Например, мачта высотой 10–15 метров требует грамотно рассчитанных растяжек и противовесов. Иначе сильный порыв ветра может завалить конструкцию.

Если мощность генератора не превышает 1 кВт, вес конструкции не такой большой, и вопросы прочности мачты отходят на второй план.

Самодельный ветрогенератор — не такая сложная конструкция, как может показаться на первый взгляд. С учетом высокой стоимости заводских изделий, можно изрядно сэкономить, изготовив домашнюю ветряную электростанцию и вполне доступных материалов. С учетом небольших затрат на создание ветряка, окупится он достаточно быстро.

Видео по теме

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector