Вертикальный ветрогенератор своими руками: как собрать ветряк

Преимущества и принцип работы ветряков

Современный вертикальный генератор — один из вариантов альтернативной энергетики для дома. Устройство способно преобразовывать порывы ветра в энергоресурс. Для корректной работы ему не нужны дополнительные устройства, определяющие направление ветра.

Вращающийся ветрогенератор очень легко сделать своими руками. Конечно, он не сможет полностью перенять по энергии предложение частного большого домика, но с освещением хозяйственных построек, садовых дорожек и прилегающей территории справится отлично

Вертикальный блок работает на небольшой высоте. Для технического обслуживания нет необходимости в различных приспособлениях, обеспечивающих безопасное выполнение ремонтно-профилактических работ на больших высотах.

Минимум движущихся частей делает ветряк более надежным и устойчивым. Оптимальный профиль лопастей и оригинальная форма ротора придают устройству высокую эффективность, независимо от того, в каком направлении дует ветер в любой момент времени.

Небольшие бытовые модели состоят из трех и более легких лопастей, моментально улавливают малейший порыв ветра и начинают вращаться, как только скорость ветра превышает 1,5 м/с. Из-за этой способности эффективность часто превышает эффективность крупных установок, которым нужны более сильные ветры

Генератор работает совершенно бесшумно, не беспокоит хозяев и соседей, не создает вредных выбросов в атмосферу и надежно служит долгие годы, снабжая дома точной энергией.

Вертикальный ветрогенератор работает по принципу магнитной левитации. При вращении турбин генерируются импульсная и подъемная силы, а также собственно тормозная сила. Первые два вызывают вращение лопастей устройства. Это действие активирует ротор и создает магнитное поле, которое вырабатывает электричество.

Ветряк с вертикальной осью вращения по КПД не уступает своим горизонтальным аналогам. Кроме того, он не предъявляет требований к территориальному расположению и полноценно работает практически в любом удобном для домовладельца месте

Устройство работает полностью автономно и не требует вмешательства владельцев в процесс.

Виды ветрогенераторов с вертикальной осью вращения

Многочисленные конструкции с вертикальной осью вращения объединены в основные группы:

• ветрогенератор с ротором Дарье, — ортогональный блок;
• генератор с ротором Савониуса;
• вертикально-осевая конструкция ротора;
• винтовой ротор;
• многостворчатая конструкция с элементами управления.

Ротор Дарнье

Внешне такой ветрогенератор выполнен с двумя или тремя лопастями, изогнутыми в форме овала.

Преимущества:

• независимая ориентация по направлению воздушного потока;
• вал главного привода расположен близко к земле, что создает удобство в обслуживании;
• простая кинематическая схема расчета.

Минусы:

• нет возможности для саморекламы;
• высокая нагрузка на опорные узлы, вызванная динамическим воздействием воздушных потоков;
• необходимость строго следовать заданному профилю лезвия по всей его длине;
• довольно шумный в работе.

Ротор Савониуса

Это конструкция, в которой лопасти несущего винта выполнены в виде цилиндрических поверхностей.

Преимущества:

• возможность запуска при малых значениях ветра, — движение начинается при значениях от 3м/с;
• быстрый набор индикаторов высокого крутящего момента;
• высокая надежность конструкции;
• дешев в производстве.

Недостатки:

• низкая эффективность преобразования воздушного потока, отсюда и производство агрегатов мощностью не более 4–6 кВт.

Ротор Савониуса часто применяют в комбинированных агрегатах — для разгона ветрогенератора, выполненного по схеме ротора Дарье.

Вертикально-осевой ротор

Отличительной особенностью такого ветродвигателя является то, что вертикально расположенные лопасти имеют профиль аэродинамического профиля, ось которого параллельна вертикальной оси.

Внешне похож на ротор Дарьи, но проще в изготовлении. Быстро набирает рабочую скорость, при этом излучая значительно меньше звуковых волн. Конструкция отличается надежностью в эксплуатации.

Геликоидный ротор

Этот тип устройства продолжает развитие ротора с вертикальной осью. Лопасти последнего выполнены в виде спиралевидной кривой, что придает конструкции более равномерное вращение и снижает нагрузку на опорную часть.

Диагональный изгиб лопастей несущего винта способствует быстрому набору скорости. Эффективность ветрового потока близка к горизонтальным единицам. В то же время он вызывает повышенный шум при работе и образование звуковых волн, находящихся в коротковолновой части звукового спектра.

Геликоидальный ротор дорог в изготовлении из-за сложной конфигурации профиля лопасти.

Многолопастной ротор

В его основе вертикально-осевая конструкция, дополненная наружным кольцом неподвижных лопастей. Такое расположение способствует увеличению полезной площади захвата воздушного потока, его сжатия и разгона, что приводит к увеличению КПД ветрогенератора в целом. Кроме того, конструкция чувствительна к слабым ветровым воздействиям.

Но такая компоновка приводит к увеличению материалоемкости устройства, что увеличивает затраты. Во время работы конструкция сопровождается повышенным звуковым фоном.

Устройство и принцип работы

Ветрогенератор – это самый простой способ получить альтернативную энергию для вашего дома. Это устройство предназначено для преобразования энергии ветра в электрический ресурс. Дополнительные устройства для определения направления ветра не требуются.

Описываемое устройство способно работать на малой высоте, что позволяет эксплуатировать его без использования оборудования для работы на большой высоте.

Простая конструкция и минимум движущихся частей делают это устройство надежным и долговечным. Правильная форма лопастей и оригинальная конструкция ротора позволяют добиться от генератора высокого КПД независимо от направления ветра. При работе этого генератора полностью отсутствуют все шумы, поэтому он не будет беспокоить пользователя и его соседей.

Отсутствуют выбросы в атмосферу, агрегат может работать много лет без обслуживания.

Принцип работы описываемого генератора — магнитная левитация. При вращении ротора возникают импульсная и подъемная силы, а также сила трения, замедляющая ротор. Внешний вид вращающейся части представляет собой цилиндр, закрепленный на раме.

Правильная форма лопастей означает, что вы всегда можете вращаться в одном направлении, независимо от направления ветра. Независимо от модели и типа такого генератора, он будет работать только в том случае, если напор ветрового потока с одной стороны больше, чем с другой.

При выполнении этих условий мы получим постоянное вращение ведущей оси генератора и выработку электроэнергии. Поскольку ветер воздействует на обе стороны вращающегося механизма, это означает, что для запуска вертикальной конструкции потребуется больше мощности, чем горизонтальной. Но если в конструкции используются качественные запчасти, возможна самореклама.

При минимальном ветре не удастся добиться большой мощности, но если силу трения всячески уменьшать, то это позволит добиться нужного числа оборотов даже при скорости ветра 3-5 м/с.

Классификация вертикальных генераторов

Существуют некоторые конструктивные различия между вертикальными ветровыми дефлекторами. Это не делает устройства лучше или хуже, а просто позволяет выбрать наиболее удобный вариант для выполнения конкретных задач в определенной области.

#1: Особенности ортогональных систем

Конструктивно ортогональный ветрогенератор состоит из прочной вертикальной оси вращения и нескольких параллельных лопастей на определенном расстоянии от центра основания.

Устройство не нуждается в дополнительных рулевых механизмах и нормально работает независимо от направления ветра. Вертикально расположенный главный вал позволяет размещать ведомое оборудование на уровне земли, что значительно облегчает эксплуатацию, ремонт и техническое обслуживание.

Опорные узлы ортогонального генератора имеют не очень большой срок службы. Это связано с высокими динамическими нагрузками, которые оказывает на них ротор в процессе работы. Чтобы установка не вышла из строя заранее, все опорные детали необходимо регулярно осматривать и вовремя повреждать и заменять новыми

К недостаткам ортогональных блоков можно отнести слишком массивную лопастную систему и низкий КПД по сравнению с КПД модулей с горизонтальной осью.

Самый простой ветряк для питания маломощных потребителей можно собрать из готовых компонентов:

Маломощный ветряк для зарядки аккумулятора мобильного телефона или для питания светодиодных лампочек можно собрать из деталей, предлагаемых торговыми онлайн-площадками. Вертикально расположенные лопасти миниатюрного ветрогенератора чувствительны к малейшему дуновению. Даже небольшое движение воздушного потока заставит его работать.

В комплекте таких устройств есть все компоненты, необходимые для выработки энергии. В зависимости от порывов, устройство может развивать напряжение от 0,01 до 5,05 В по паспортным данным, мини ветряк вращается со скоростью от 100 до 6000 об/мин, выход постоянного тока от 0,01 до 100 мА ветрогенератор.Подключите генератор к сети рабочая часть Частота оборотов в минуту

#2: Генераторы с ротором Дарье

Ветрогенератор, снабженный ротором Дарье, имеет вертикальную ось вращения и 2-3 плоские полосовые лопасти без характерного аэродинамического профиля, закрепленные внизу и вверху оси вращения.

Устройство в своей работе не контролируется силой или направлением ветра, имеет высокую скорость вращения и допускает размещение приводных агрегатов на земле, что облегчает и ускоряет процесс планового технического обслуживания и возможного ремонта.

Двухлопастные генераторные установки с ротором Дарье приводятся в действие только сильным порывом ветра. При устойчивом встречном потоке они не могут завестись самостоятельно

Несущие и вращающиеся узлы агрегата с ротором Дарье уязвимы к повышенным динамическим нагрузкам, а эффективность лопастной системы во многом уступает осевым горизонтальным установкам.

#3: Агрегаты с ротором Савониуса

Вертикальный ветродвигатель с ротором Савониуса имеет полуцилиндрическую систему лопастей и отличается от аналогичных установок высоким пусковым моментом и способностью эффективно работать при малых скоростях ветра.

Мощность предлагаемых на рынке ветрогенераторов с вертикальным ротором Савониуса не превышает 5 кВт. Устройства редко используются как самостоятельный рабочий узел, а чаще всего используются для создания более высокого пускового момента для роторных установок Дарье

Вертикальный комплекс с ротором Савониуса обвиняют в повышенном расходе материалов и более низком КПД по сравнению с ветряными турбинами с горизонтальной осью. Именно поэтому производство мощного оборудования этого класса считается нецелесообразным.

Собираем фото днища самодельного ветрогенератора из трех листов фанеры: верхний и нижний диаметры по 30 см, средний диаметр 26 см. Листочки вырезаем из алюминиевого листа толщиной 1 мм ножницами по металлу. Для их изготовления нужно заранее сделать шаблон из картона. Листья последовательно прикрепляем к фанерной основе и деревянной оси, расположенной посередине, саморезами длиной 2 см.

Для придания ветряку опорной основы делаем подставку из фанеры или МДФ. В плите толщиной 1,8 см вырезаем отверстие, в которое предстоит вставить диск диаметром 32 см. Для монтажа опорного шкафа сооружаем стены высотой до 15 см. Его примерные размеры 41,5 см х 34,0 см

Для крепления генератора устроим короб размером 67х70х68 мм и утеплим его экструдированным пенополистиролом, чтобы во время работы он не нагревал элементы деревянного дома. Для предотвращения неравномерного воздействия ветра на вертикальную турбину вырезаем дефлектор высотой 26 см из алюминия для потребителей постоянного тока напрямую, а для потребителей переменного тока или аккумуляторов через инвертор.

Шаг 1: Сборка основания ветряка

Шаг 2: Вырезание лопастей из алюминия

Шаг 3: Крепление лопастей к основанию

Шаг 4: Подготовка верхней части основания

Шаг 5: Изготовление стенок несущего основания

Шаг 6: Установка генератор в коробке

Шаг 7: Сборка дефлектора турбины

Шаг 8: Завершение вертикальной ветровой турбины

Все части этой модели ветряка Савониуса, кроме генератора на 3200 об/мин и 24 В, изготовлены вручную.

#4: Ветряк с многолопастным ротором и направляющей

Этот тип устройства является усовершенствованной версией классического ортогонального ветрогенератора. Вращающийся комплекс здесь состоит из лопастей, расположенных в два ряда.

Внешняя лопасть остается неподвижной и действует как направляющая лопатка. Он улавливает ветровой поток, улавливает его, сжимает и таким образом заметно увеличивает реальную скорость ветра.

Внутренний ряд лопаток представляет собой подвижную конструкцию, куда под определенным углом заходит воздушный поток от первого узла ротора.

Эффективность ветрогенератора, имеющего многолопастный ротор с системой управления, делает это устройство особенно привлекательным для потребителей. Однако стоимость такого оборудования довольно высока, и окупается оно несколько дольше, чем аналогичные устройства с более простой конфигурацией

Специалисты называют этот тип устройств самым эффективным в своем классе и подчеркивают, что специфическая конструкция позволяет ему работать даже при минимально возможной скорости ветра.

#5: Характеристика приборов с геликоидным ротором

Винтовой ветряк или генератор Горлова — еще одна модификация традиционной ортогональной роторной системы. Листья модели закручены дугой. Эта конструктивная особенность позволяет ему быстро захватывать воздушный поток и вращаться плавно, без рывков.

Такой принцип работы значительно снижает динамическую нагрузку на основание и подвижные части, тем самым увеличивая срок его службы.

Устройства с ротором геликоидного типа очень надежны и легко выдерживают значительные эксплуатационные нагрузки. Однако при работе такие ВЭУ создают ярко выраженные шумовые эффекты и производят дополнительные звуковые волны, находящиеся в коротковолновом диапазоне звукового спектра

Витые лопасти ротора для спирального ветрогенератора изготавливаются по очень прогрессивной, но сложной технологии. Из-за этого устройства имеют довольно высокую стоимость и не так популярны среди частных потребителей.

#6: Характеристика вертикально-осевых роторов

Основное отличие от генератора с вертикальной осью – вертикально расположенные лопасти, которые в профиль напоминают крыло самолета, ось которого четко параллельна вертикальной оси. Конструкция чем-то напоминает ротор Дарье, но в производственных условиях изготавливается гораздо быстрее и проще.

Генератор с вертикальным осевым ротором намного быстрее набирает рабочие обороты, чем аналогичные агрегаты этого класса, и начинает вырабатывать необходимый энергоресурс. Процесс сопровождается небольшим звуковым эффектом и не мешает ни владельцам установки, ни соседям

Ветрогенераторы с ротором с вертикальной осью надежны и долговечны, легко выдерживают значительные эксплуатационные нагрузки и не стоят слишком больших денег. Эти свойства делают их актуальными для использования не только в промышленных, но и в бытовых целях.

Читайте также: Трехфазное УЗО: разновидности и принцип работы

Собственноручное изготовление ветряка

Сделать ветряк с вертикальной осью вращения в домашних условиях своими руками не так уж и сложно. Достаточно купить необходимые комплектующие, собрать их в нужном порядке и установить модуль в выбранное место. Как только появится минимальный ветерок, изделие сработает и начнет обеспечивать хозяев необходимой энергией.

Шаг 1: Заготовка комплектующих и материалов

Чтобы сделать вертикальный ветрогенератор своими руками, вам потребуются следующие комплектующие:

• ротор — подвижная часть устройства:
• лопасти – детали, улавливающие поток ветра;
• осевая мачта — для крепления несущего винта и лопастей (может быть в виде длинного стержня, пирамиды или стойки);
• статор – предназначен для размещения катушки с прочным медным проводом;
• батарея — емкость для накопления полученного ресурса;
• инвертор – устройство для преобразования постоянного тока в переменный;
• контроллер — устройство, замедляющее работу генератора в момент, когда устройство развивает реальную мощность, превышающую базовую.

Для изготовления листьев подойдет легкий, качественный листовой пластик с хорошим показателем эластичности. Другие виды материалов слишком подвержены различным повреждениям и деформациям и просто не справляются с такой высокой динамической нагрузкой.

При самостоятельном изготовлении устройства следует помнить, что вертикальные ветряки, сделанные своими руками, серьезно уступают заводским образцам. Поэтому, чтобы в будущем не разочароваться в созданной конструкции, лучше сразу сделать ее по параметрам в 2 раза выше требуемых

Небольшие лопасти можно изготовить из ПВХ средней плотности, а для крупных, широких деталей потребуется максимально прочный материал, способный выдерживать продолжительное время сильный ветер, дующий со скоростью 15 м/с и выше.

Шаг 2: Предварительная подготовка элементов

Для изготовления лопастей вертикального ветрогенератора из трубы ПВХ высокой прочности вырезают 4 одинаковые детали. Из жести вырезают два полукруглых фрагмента и прикрепляют к каждой стороне трубки. Радиус вращения частей лопасти в этом случае составит 690 мм, а высота каждой лопасти будет примерно 700 мм.

Для сборки роторной системы возьмите неодимовые магниты (6 шт), ферритовые диски диаметром 230 мм (2 шт) и клей. На первый диск помещают магниты, чередуя полярность и соблюдая между собой угол 60 градусов при диаметре расположения 165 мм. Точно так же изготавливается вторая пластина, а затем магниты заливаются клеем.

для статора готовят 9 катушек и на каждую из них наматывают по 60 витков медного провода диаметром 1 мм.

Последующая пайка происходит в таком порядке:

• начало 1 витка с концом 4;
• начните 4 с конца 7 катушки.

Вторая фаза собирается по тому же принципу, но начинают работу с 2-х витков, а третья — с 3-х витков. Из листа фанеры делается специальная форма, дно выстилается куском стеклотекстолита, а сверху укладываются фазы, спаянные из катушек.

Конструкцию заливают клеем и дают постоять 1-2 дня, чтобы все детали прижились и заняли нужные места. Затем приступают к соединению отдельных частей в единую рабочую систему.

Шаг 3: Сборка всех деталей генератора

Для соединения всех элементов генератора в верхнем роторе делают 4 отверстия под штифты. Нижний ротор размещается на кронштейне магнитами вверх. Затем ставится статор, проделав в нем отверстия для крепления к кронштейну.

Штифты упираются в алюминиевую пластину и затем накрываются вторым ротором, располагая его магнитами вниз.

Процесс сборки деталей осуществляется аккуратно и без спешки. Роторы должны быть отрегулированы по отношению друг к другу, чтобы потом в конструкции не возникло размытия (+)

Пальцы поочередно вращают гаечным ключом так, чтобы верхний ротор опустился на нижний равномерно и без рывков. Когда он займет свое место, штифты выкручиваются и снимаются алюминиевые пластины. В конце вся конструкция фиксируется гайками и затягивается четко, но не слишком сильно, чтобы не сорвать резьбу.

Шаг 4: Окончательный монтаж оборудования

Для мачты берут прочную металлическую трубу длиной 4-5 метров и прикручивают к ней уже собранный своими руками генератор. Затем к генератору крепится рама с пластиковыми листами и на заранее подготовленную площадку с трехточечным усиленным фундаментом устанавливается мачтовая конструкция.

Кроме того, положение системы фиксируется растяжением.При установке ветряка мачту следует брать максимально длинной. Обязательно нужно вынести ротор над самым высоким зданием на участке. Только тогда конструкция сможет эффективно функционировать и производить необходимое количество ресурсов

Электрическая сеть подключается к ветряку в определенном порядке. Контроллер берет ресурс от генератора и преобразует переменный ток в постоянный, необходимый для зарядки аккумулятора. Смонтировать контроллер можно самостоятельно по упрощенной схеме.

Аккумулятор накапливает высвободившуюся энергию, а инвертор преобразует постоянный ток в переменный, который питает большинство бытовых приборов и систем обслуживания дома.

Еще один интересный вариант постройки вертикального ветряка можно собрать из бросовых материалов, потратив на покупку дополнительных комплектующих не более 250 рублей. Самодельщикам понадобится велосипедное колесо, еще 12 велосипедных спиц, ось от заднего велосипедного колеса с тремя гайками, стальная полоса, 11 алюминиевых пластин.

Также вам понадобятся 150 заклепок, 18 болтов М4 с гайками, 3 болта М6 с гайками, 27 больших шайб и 24 маленьких.

Соорудив три лопатки турбины, закрепляем их нижним основанием колеса. Вверху соединяем треугольник, сваренный из уголка. Все три лопатки турбины крепим жестко к оси, обеспечив при этом фиксированное положение по отношению к вращающейся системе.

К колесам подключаем генератор постоянного тока, установленный на отдельной подставке, с ременной передачей. Мотор можно использовать по-разному, но способ подключения будет аналогичным: устанавливаем мачту с ветрогенератором в заранее выбранном месте. Рядом не должно быть предметов, препятствующих влиянию ветра.

Мы обеспечиваем баланс путем растяжения. Используя те же узлы и детали, вы можете собрать более сложную, но гораздо более производительную установку, способную питать загородное хозяйство.

Выбор места для ветрогенератора

Выбор правильного места для установки ветрогенератора является важным шагом. Лучше всего размещать блок на открытой, как можно более высокой точке и внимательно следить за тем, чтобы он не опускался ниже уровня соседних жилых и коммерческих зданий. В противном случае постройки станут препятствием для воздушного потока и эффективность агрегата сильно снизится.

Если участок выходит к реке или озеру, ветряк ставят на берегу, где особенно часто дуют ветры. Идеально подходят для размещения генератора имеющиеся на территории склоны или большие пустые пространства, где нет искусственных или естественных препятствий для воздушного потока.

При расположении жилой недвижимости (дома, коттеджа, квартиры и т.п.) в черте города или за городом, но в условиях плотной застройки, ветроэнергетический комплекс размещают на крыше.

Для размещения генератора на крыше многоквартирного дома берут письменное согласие соседей и получают официальное разрешение соответствующих органов.

При установке вертикального генератора на крыше многоквартирного дома следует помнить, что устройство довольно шумное и может доставлять неудобства как владельцам, так и остальным жильцам. Поэтому нужно расположить устройство ближе к центру крыши, чтобы владельцы квартир на верхних этажах не страдали от сильного гула, издаваемого ветряком во время работы

В частном доме с большим участком сада выбрать подходящее место гораздо проще. Самое главное учитывать, что конструкция находится на расстоянии 15-25 метров от жилых помещений. Тогда звуковые эффекты от вращающихся лопастей никому не будут мешать.

Какими бывают?

Среди вертикальных генераторов карусельного типа, используемых для бытовых нужд, можно выделить разные конструкции и виды. Они очень просты в обслуживании и не так сложны в плане дизайна. Основные детали, требующие обслуживания, находятся внизу и легко доступны. Рассмотрим наиболее известные и распространенные типы ветрогенераторов с вертикальной осью вращения.

• Ротор Савуни. Он состоит из 2-х цилиндров, где скорость вращения и скорость ветра не зависят друг от друга. Даже при сильных порывах ветра агрегат продолжает вращаться с изначально заданной скоростью. При этом условии можно сказать, что преимуществом является отсутствие связи между скоростью ветра и скоростью вращения генератора, но в этом случае используется только 1/3 воздушной силы. Геометрия лопастей позволяет им работать только на ¼ оборота.

• Ротор Дарья. Конструкция может иметь 2 или 3 створки. Сборка и установка очень просты. Питание от ручного запуска. Описываемая установка не имеет большой мощности.

• Геликоидный ротор. Вращение этого генератора плавное и ровное. Конструкция снимает лишнюю нагрузку с подшипников, что значительно продлевает срок службы устройства. Монтаж такого типа установки очень долгий и трудоемкий. Сложная конструкция повлияла на увеличение конечной стоимости такого изделия.

• Многолопастной ротор. Подобная конструкция с лопастями разной формы и направления позволяет устройству работать даже при очень слабом ветре. Этот генератор считается мощным преобразователем тока и имеет высокий уровень КПД. Энергия от силы ветра извлекается максимально. Такая конструкция, помимо дороговизны, отличается высоким уровнем шума.

• Ортогональный ротор. Такая установка начинает работать при скорости ветра 0,7 м/с. Конструкция состоит из 1 вала и лопастей. Уровень производимого шума минимален. Помимо всех технических характеристик, стоит отметить его интересный и необычный внешний вид. Срок службы такого устройства составляет несколько лет.

Следует отметить, что тяжелые створки и конструкции в целом усложняют установку устройства на серьезной высоте. Кроме вертикальных ветрогенераторов существуют и горизонтальные модели. Разные версии этих устройств имеют от 1 лопасти, их производительность больше, чем у вертикальных. Но они имеют очень сильную связь с направлением ветра.

Обзор популярных моделей

Прежде чем рассматривать популярные модели ветрогенераторов, необходимо разобраться в их параметрах и критериях выбора описываемой продукции. Наиболее важными критериями выбора являются:

• максимальная мощность продукта;
• объем произведенной энергии за 1 месяц;
• минимальная скорость воздуха, при которой может работать генератор;
• условия эксплуатации;
• наличие устройств, защищающих установку от перегрузок;
• продолжительность жизни;
• цена продукта.

Сегодня ветрогенераторы производят многие страны, в том числе и Россия. Их производят несколько организаций:

• ООО «СКБ Искра»;
• ЗАО «Ветроэнергетическая компания»;
• ЛМВ «Энергия ветра»;
• ЗАО «Агрегат-привод».

Устройства российского производства не так известны и востребованы в других странах, как роторные модели немецкого, датского, китайского и бельгийского производства. Ведущие мировые ветрогенераторы тратят огромные средства на разработку новых типов лопастей, генераторов, точные расчеты передаточных чисел.

Продукция этих компаний имеет большой выбор мощностей от 1-10 кВт и дополнительное оборудование, которое можно приобрести отдельно (комплект хаба, инвертор, аккумуляторы). Помимо мощности, есть отличия в цене и комплектующих.

Российские компании производят ветрогенераторы с разными типами роторов и агрегатами максимальной мощности. Наиболее продаваемыми продуктами считаются следующие модели нового поколения.

• ВУЭ-1,5. Это компактный агрегат, который можно перевозить любым транспортным средством. Установка и эксплуатация просты. Этот небольшой генератор практически бесшумен. Он имеет номинальную мощность 1,5 кВт. Выходное напряжение 48 В. Скорость ветра для нормальной работы должна быть в пределах 2,5-25 м/с.

• ВУЭ-3 (6). Такое устройство предназначено для автономного питания небольшого потребителя (частного дома). Номинальная мощность описываемой установки составляет 3 кВт, но путем установки дополнительного оборудования (преобразователя и аккумуляторов) мощность можно увеличить до 6 кВт. Выходное напряжение 48 В. Необходимая скорость ветра для работы от 4 до 30 м/с.

• ВУЭ-30. Установка ориентирована на эксплуатацию большого дома или нескольких домов. Его номинальная мощность составляет 30 кВт. Выходное напряжение имеет диапазон 90-400 В. Скорость ветра для установки должна быть от 4-60 м/с.

Как сделать своими руками?

Ветрогенератор – это не очень сложная конструкция, которую может собрать практически любой человек, обладающий базовыми навыками работы с ручным инструментом и обладающий знаниями в области электротехники. Рассмотрим процесс сборки простейшего ветрогенератора для пользователей, начинающих осваивать альтернативные источники энергии.

Инструменты и материалы

Чтобы не ошибиться в размерах и собрать все правильно, можно воспользоваться любым готовым чертежом из интернета, а можно нарисовать свой и проверить на практике. Для изготовления надежной, качественной конструкции необходимо:

• листы металла для изготовления листов толщиной 0,8-0,9 мм, он не должен быть слишком тонким и слабым, чтобы не погнулся и не порвался от сильного порыва ветра, но и слишком толстый материал тоже нежелателен, так как преобладание конструкции приведет к быстрому износу подшипников;
• стальной лист 40 мм или другого диаметра;
• стальная труба 25 мм;
• полуось от любого автомобиля с подшипником;
• стальной уголок;
• 2 шкива разного размера;
• автомобильный генератор.

Схема изготовления

Схема сборки самодельного ветрогенератора проста, в нее всегда можно добавить свои конструкторские решения. Из металла нужно сделать 4 створки, размер которых будет 1000 х 800 мм. Для скрепления лопастей между собой используется стальная полоса.

В результате конструкция должна напоминать форму барабана. Листья следует расправлять от центра к краям. Такая ориентация позволит вам иметь больший парус, чтобы ловить воздушный поток, а когда вы поворачиваете лопасть, ее обтекаемая форма будет иметь минимальное сопротивление.

Вертикальный упор делается из стальной трубы, которая с одной стороны крепится к полуоси, а с противоположной стороны устанавливаются полученные лопасти.

Сама полуось на подшипниках крепится к опоре, которая изготавливается любой формы и из доступных материалов. После того, как конструкция собрана, самое время разместить на ней генератор.

Для большей производительности нужны шкивы с разным радиусом. Большую крепим к мачте, а меньшую к самому генератору. Если у генератора есть собственный шкив, можно использовать его. После этого генератор готов вырабатывать электричество, но его нужно направить в нужное нам место. Для этого к контактам присоединяем провода. Желательно, чтобы они были медными и сечением не менее 1,5 кв мм.

Обслуживание вертикального прибора

Чтобы вертикальный ветрогенератор работал эффективно, четко и максимально эффективно, все движущиеся части конструкции необходимо смазывать. Данная процедура проводится не менее 2 раз за весь календарный год.

Одновременно при техническом обслуживании подтягивают ослабшие в результате эксплуатации гайки, усиливают электрические соединения, проверяют механические узлы на наличие коррозии, подтягивают ослабленные натяжные тросы и тщательно осматривают лопасти на предмет обрыва или повреждения.

Зимой вертикальные установки требуют особого ухода. В период заморозков листья покрываются ледяной коркой, и ее необходимо вовремя очищать, чтобы обороты крутящего момента поддерживались на правильном уровне

Детали окрашиваются по мере необходимости, а раз в год проводится полный осмотр всей конструкции для выявления дефектов. Такой уход обеспечивает правильную работу ветряка и продлевает срок службы.

Оценка целесообразности установки

Прежде чем приступить к производству ветрогенератора вертикального типа, они изучают погодные условия в своем регионе и пытаются определить, сможет ли устройство обеспечить необходимое количество ресурсов.

Специалисты рекомендуют оценивать следующие параметры:

• количество ветреных дней — принимают среднее значение за год, когда порывы ветра превышают 3 м/с;
• количество электроэнергии, потребляемой в сутки домохозяйствами;
• подходящее место на собственном участке для ветряной техники.

Первый показатель узнают из данных, полученных на ближайшей метеостанции или найденных в Интернете на соответствующих порталах. Кроме того, они сверяются с печатными географическими изданиями и дают полную картину ветровой обстановки в своем регионе.

Статистика берется не на один год, а на 15-20 лет, только тогда средние цифры будут максимально правильными и покажут, сможет ли генератор полностью удовлетворить потребность домохозяйства в электроэнергии или его мощности хватит только на обеспечение индивидуальные бытовые нужды.

Если у владельца большой участок, расположенный на склоне, у берега реки или на открытой местности, проблем с установкой не возникнет.

Когда дом находится в глубине населенного пункта, а двор компактных размеров и близко расположен к соседним постройкам, установить вертикальную модель ветряка своими руками будет непросто. Конструкцию необходимо приподнять над землей на 3-5 м и дополнительно укрепить, чтобы она не упала при сильном порыве ветра.

Всю эту информацию необходимо учитывать на этапе планирования, чтобы стало ясно, сможет ли ветрогенератор взять на себя все энергоснабжение или его роль останется в рамках вспомогательного источника энергии. А пока желательно провести расчет ветряка.

Где установить?

Одним из важнейших условий эксплуатации ветроустановки является выбор места установки. Идеальным вариантом для работы описываемого устройства является открытая площадка и место установки над всеми посторонними строениями и естественными ветровыми преградами (дома, деревья, холмы). Если пренебречь этими требованиями, КПД вашего генератора снизится.

Если есть возможность разместить генератор с вертикальной осью на берегу реки, это очень хорошее решение, так как особенно часто дуют ветры с воды. Хороший вариант размещения генератора – на искусственной или естественной возвышенности. Места в полях также подходят для размещения этого агрегата. Проще говоря, ему подойдет любая местность, где нет преград для ветра.

Генератор такого типа можно разместить в черте города или в густонаселенных районах, но только на крыше и как можно выше, только так можно добиться наилучшего результата. Установка этого агрегата на крышу многоквартирного дома может оказаться довольно сложной задачей. Требуется письменное согласие от всех жильцов и разрешение от управляющей компании.

Кроме того, шум от устройства слышен на верхних этажах, из-за этого, возможно, придется демонтировать уже установленную конструкцию. Гораздо проще и быстрее разместить на территории частного дома, так как не нужно брать разрешительную документацию и договариваться.

Чтобы ваш генератор никому не мешал, его нужно разместить на расстоянии 10-15 м от жилых домов, и тогда он никому не будет мешать.