Как сделать ветрогенератор на 220В своими руками: самодельный ветряк

Кому это выгодно?

Существует множество видов ветрогенераторов, а подвидов еще больше. Какое устройство установить в той или иной местности, зависит от следующих факторов:

• местная скорость ветра
• назначение подразделения
• ориентировочная стоимость

Прежде чем устанавливать непосредственно ветряк, нужно несколько раз подумать: окупятся ли затраты. Во-первых, нужно определить скорость и направление ветра в районе, предназначенном для установки.

Получить эту информацию можно двумя способами: измерить самостоятельно или обратиться в местную метеослужбу. Для первого варианта потребуется портативный накопитель, который можно взять напрокат или купить.

Преимуществом самостоятельных измерений является их точность, но на полноценное исследование уйдет не меньше года. Данные, полученные от метеослужбы, будут иметь приблизительные значения, но не потребуют затрат на оборудование и времени на дополнительные расчеты.

При значениях около 4-5 м/с энергия, вырабатываемая генератором средней мощности, будет равна 250 кВтч в месяц. Этого достаточно для обеспечения дома на 3-4 человека отоплением и горячей водой. Ветряк может генерировать до 3 тыс кВтч в год. Стоимость установки такого ветрогенератора составляет примерно 180 тысяч рублей.

Изготовление собственной установки в разы дешевле. При этом стоит учитывать постоянное повышение тарифов на электроэнергию. Таким образом, ветряк может стать хорошим альтернативным источником электроэнергии.

Основные понятия

1. Киев — коэффициент использования энергии ветра. Если для расчета используется механистическая модель плоского ветра (см ниже), он равен КПД ротора ветряной турбины (ВСУ).
2. КПД — сквозной КПД ВСУ, от встречного ветра до выводов электрогенератора, или до количества закачиваемой в бак воды.
3. Минимальная рабочая скорость ветра (MPS) — это скорость, при которой ветряная турбина начинает подавать мощность на нагрузку.
4. Максимально допустимая скорость ветра (МПС) — это скорость, при которой прекращается выработка энергии: автоматика либо выключает генератор, либо укладывает ротор во флюгер, либо складывает его и прячет, либо ротор останавливается сам, либо ВСУ просто рушится.
5. Стартовая скорость ветра (CWS) — при этой скорости ротор способен провернуться без нагрузки, раскрутиться и выйти на рабочий режим, после чего генератор можно включать.
6. Отрицательная стартовая скорость (ОСС) — это означает, что ВСУ (или ВЭУ — ВЭУ, или ВЭУ, ВЭУ) требует обязательной раскрутки от внешнего источника энергии для запуска при любой скорости ветра.
7. Пусковой момент (начальный) — способность ротора, вынужденно подтормаживаемого в воздушном потоке, создавать крутящий момент на валу.
8. Ветродвигатель (ВД) — часть ВСУ от ротора до вала генератора или насоса, или другого потребителя энергии.
9. Вращающийся ветрогенератор — ВСУ, в котором энергия ветра преобразуется в крутящий момент на карданном валу за счет вращения ротора в воздушном потоке.
10. Диапазон рабочих скоростей ротора представляет собой разницу между MDS и MRS при работе на номинальной нагрузке.
11. Тихоходный ветряк — в нем линейная скорость частей ротора в потоке не превышает скорости ветра и не ниже ее. Динамический напор потока напрямую преобразуется в давление на лопасти.
12. Высокоскоростной ветряк — линейная скорость лопастей значительно (до 20 и более раз) превышает скорость ветра, а ротор формирует собственную циркуляцию воздуха. Цикл преобразования энергии потока в тягу сложен.

Примечания:

1. Тихоходные ВСУ обычно имеют более низкий CIEV, чем высокоскоростные, но обладают пусковым моментом, достаточным для раскрутки генератора без отключения нагрузки и нулевой совокупной стоимостью владения, т.е абсолютно самозапускающимися и пригодными для использования при самом слабом ветре.
2. Медлительность и скорость — понятия относительные. Бытовой ветряк на 300 об/мин может быть тихоходным, а мощные ВСУ типа EuroWind, от которых увеличиваются поля ветропарков, ветропарков (см рис.) и роторы, делающие около 10 об/мин, — быстроходными, т.к при таком диаметре линейная скорость лопастей и их аэродинамика на большей части размаха вполне «летают», см ниже.

Какой нужен генератор?

Электрогенератор для бытового ветряка должен вырабатывать электроэнергию в широком диапазоне скоростей вращения и иметь возможность запуска даже без автоматики и внешних источников питания. При использовании ВСУ с ВСУ (ВЭУ с раскруткой), которые обычно имеют высокий КПД и КПД, она также должна быть реверсивной, т.е способной функционировать как двигатель.

Для мощностей до 5 кВт этому условию удовлетворяют электрические машины с постоянными магнитами на основе ниобия (супермагниты); на стальных или ферритовых магнитах нельзя рассчитывать более чем на 0,5-0,7 кВт.

Примечание: Асинхронные динамо-машины или коллекторные генераторы с ненамагниченным статором вообще не подходят. При уменьшении силы ветра они «потухнут» задолго до того, как скорость упадет до МРС, и потом сами не заведутся.

Отличное «сердце» ВСУ мощностью от 0,3 до 1-2 кВт получается из динамо-машины со встроенным выпрямителем; сейчас их большинство. Во-первых, они поддерживают выходное напряжение 11,6-14,7 В в довольно широком диапазоне скоростей без внешних электронных стабилизаторов.

Во-вторых, кремниевые затворы открываются, когда напряжение на обмотке достигает порядка 1,4 В, а до этого генератор не «видит» нагрузки. Для этого генератор надо уже достаточно хорошо скрутить.

В большинстве случаев осциллятор может быть подключен напрямую, без шестерен или ременной передачи, к высокоскоростному валу высокого давления путем выбора скорости путем выбора количества лопастей, см ниже. У «скороходов» пусковой момент мал или отсутствует, но ротор, даже без отключения нагрузки, успеет раскрутиться до того, как откроются клапаны и генератор подаст питание.

Выбор по ветру

Прежде чем решить, какой ветрогенератор сделать, давайте определимся с местной аэрологией. В серо-зеленых (спокойных) областях ветровой карты хоть какой-то толк будет только от парусного ветряка (и о них мы поговорим позже).

Если вам необходимо постоянное питание, добавьте бустер (выпрямитель со стабилизатором напряжения), зарядное устройство, мощный аккумулятор, инвертор 12/24/36/48 В постоянного тока в 220/380 В переменного тока 50 Гц.

Такая экономия обойдется не менее чем в 20 000 долларов, а снять долговременный эффект более 3-4 кВт вряд ли удастся. В общем, при неумолимой тяге к альтернативной энергии лучше поискать другой ее источник.

В желто-зеленых, слабоветренных местах, при потребности в мощности до 2-3 кВт можно самостоятельно взяться за тихоходный вертикальный ветрогенератор. Их разработано неисчислимое количество, и есть конструкции, которые по Киеву и экономичности почти не уступают промышленно изготовленным «лопастям.

Если вы собираетесь купить ветряк для дома, то лучше остановиться на ветродвигателе с парусным ротором. Споров много, и в теории еще не все ясно, но они работают. В РФ «парусники» выпускаются в Таганроге мощностью 1-100 кВт.

В красных, ветреных регионах выбор зависит от требуемой мощности. В диапазоне 0,5-1,5 кВт оправданы самодельные «вертикали»; 1,5-5 кВт — покупные «парусники». «Вертикальную» тоже можно купить, но она будет стоить дороже, чем ВСУ горизонтальной компоновки. И, наконец, если вам нужен ветряк мощностью от 5 кВт, вам придется выбирать между горизонтальными покупными «лопастями» или «парусниками».

Примечание: многие производители, особенно второго слоя, предлагают комплекты деталей, с помощью которых можно собрать ветрогенератор мощностью до 10 кВт самостоятельно. Такой комплект будет стоить на 20-50% дешевле, чем готовый к установке комплект. Но перед покупкой внимательно изучите аэрологию предполагаемого места установки, а затем выберите нужный тип и модель по характеристикам.

О безопасности

Части отечественного ветродвигателя в рабочем состоянии могут иметь линейную скорость, превышающую 120 и даже 150 м/с, а кусок любого твердого материала массой 20 г, летящий со скоростью 100 м/с, при «удачном» попадании, убивает здорового человека на месте. Стальная или твердая пластиковая пластина толщиной 2 мм, двигаясь со скоростью 20 м/с, раскалывает его пополам.

Кроме того, большинство ветряков мощностью более 100 Вт довольно шумные. Многие генерируют сверхнизкочастотные (менее 16 Гц) колебания атмосферного давления — инфразвук. Инфразвуки неслышны, но вредны для здоровья и распространяются очень далеко.

Примечание: в конце 80-х годов в США был скандал — крупнейшую на тот момент ветряную электростанцию ​​страны пришлось закрыть. Индейцы из заповедника, в 200 км от поля ее ВСУ, доказали в суде, что проблемы со здоровьем, резко возросшие у них после ввода в эксплуатацию ветропарка, были связаны с его инфразвуком.

По вышеуказанным причинам допускается установка ВСУ на расстоянии не менее 5 их высот от ближайших жилых домов. Во дворах частных домовладений возможна установка ветрогенераторов промышленного производства, сертифицированных соответствующим образом.

Устанавливать ВСУ на крышах вообще нельзя — в процессе эксплуатации даже при малой мощности возникают знакопеременные механические нагрузки, которые могут вызвать резонанс строительной конструкции и ее разрушение.

Примечание: Высота ВСУ – это самая высокая точка на стреловидном диске (для роторов с лопастями) или геометрической фигуре (для вертикальных ВСУ с ротором на стержне). Если мачта ВСУ или вал несущего винта выступают еще выше, то высота рассчитывается по их вершине — вершине.

Законность установки ветрогенератора

Альтернативные источники энергии – мечта каждого дачника или владельца дома, чей участок находится вдали от центральных сетей. Но когда мы получаем счета за электроэнергию, потребленную в городской квартире, и смотрим на повышенные тарифы, то понимаем, что ветрогенератор, сделанный для бытовых нужд, нам бы не помешал.

Ветрогенератор – отличное решение для снабжения загородного объекта электроэнергией. Более того, в ряде случаев установка является единственно возможным выходом

Чтобы не тратить деньги, силы и время, давайте определимся: есть ли внешние обстоятельства, которые создадут нам препятствия в процессе эксплуатации ветряка?

Для обеспечения электроэнергией дачи или небольшого коттеджа достаточно небольшого ветряка, мощность которого не будет превышать 1 кВт. Такие устройства в России приравнены к бытовым изделиям. Для их установки не требуются сертификаты, разрешения или дополнительные согласования.

Для определения возможности установки ветрогенератора необходимо выяснить ветроэнергетический потенциал определенной местности (нажмите для увеличения)

Не облагается налогом производство электроэнергии, которая используется для удовлетворения собственных бытовых нужд. Поэтому маломощный ветряк можно безопасно устанавливать, его можно использовать для выработки бесплатной электроэнергии без уплаты налогов государству.

Однако на всякий случай следует спросить, существуют ли какие-либо местные правила относительно индивидуального электропитания, которые могут создавать препятствия при установке и эксплуатации этого устройства.

Ветряки, способные обеспечить большую часть потребностей среднестатистического хозяйства, не могут вызвать нареканий даже у соседей

Претензии могут возникнуть у ваших соседей, если они испытывают неудобства, связанные с эксплуатацией ветряка. Помните, что наши права заканчиваются там, где начинаются права других.

Поэтому при покупке или самостоятельном изготовлении ветряка для дома необходимо обратить серьезное внимание на следующие параметры:

• Высота мачты. При монтаже ветроустановки необходимо учитывать ограничения по высоте отдельных зданий, встречающиеся в ряде стран мира, а также расположение собственного участка. Обратите внимание, что вблизи мостов, аэропортов и туннелей запрещено строительство зданий высотой более 15 метров.
• Шум от редуктора и лопастей. Параметры генерируемого шума можно задавать с помощью специального устройства, после чего результаты измерений можно документировать. Важно, чтобы они не превышали установленных норм шума.
• Эфирные помехи. В идеале при изготовлении ветряка должна быть предусмотрена защита от телепомех там, где ваше устройство может вызвать такие проблемы.
• Экологические претензии. Эта организация может запретить вам эксплуатировать объект только в том случае, если это будет мешать миграции перелетных птиц. Но это маловероятно.

При самостоятельном создании и установке устройства изучите эти моменты, а при покупке готового изделия обратите внимание на параметры, которые есть в паспорте. Лучше обезопасить себя заранее, чем потом расстраиваться.

Целесообразность установки ветряка в первую очередь обосновывается достаточно высоким и стабильным ветровым давлением в районе Необходимо иметь достаточно большую площадь, если полезная площадь не будет значительно уменьшена из-за установки ветряка системы менее 200 м.

Постоянное повышение стоимости электроэнергии делает убедительным аргументом в пользу установки ветрогенератора Установка ветрогенератора возможна только в районах, где власти не препятствуют, а скорее поощряют использование зеленой энергии типы

Владелец системы должен быть готов к тому, что средства, вложенные в готовый продукт, окупятся не сразу. Экономический эффект может стать заметен лет через 10 – 15. Если окупаемость системы не в последний момент, стоит задуматься о строительстве мини-электростанции своими руками в местах с перебоями в электроснабжении. Использование ветрогенератора заводского изготовления Изготовление бюджетного варианта своими руками

Малая ветроэнергетика

Как упоминалось выше, ветряные электростанции являются очень шумными сооружениями.

Однако есть и альтернативы, подходящие для тех мест, где недопустим высокий уровень шума. Небольшие объекты, такие как магазины, частные дома, можно снабжать электричеством с помощью таких бесшумных установок.

Самыми популярными вариантами на данный момент являются вертикальные модели, обладающие следующими преимуществами:

• тихая работа, если не считать вибраций;
• защита от сильных порывов ветра;
• молниезащита;
• способность адаптироваться к направлению ветра.

Ветрогенераторы для дома можно легко собрать своими руками, а также они просты в эксплуатации. Существует такой вариант домашних ветрогенераторов, как ветряк парусного типа.

Возможно, некоторых он может отпугнуть своей внешней непривлекательностью, но его использование может быть оправдано даже при слабом ветре. Как и стандартные ветряные турбины, эти агрегаты не загрязняют окружающую среду, доступны по цене и практически бесшумны.

Особенности сборки вертикального ветрогенератора из автомобильного генератора своими руками

Когда «самоделки» задумываются о том, как сделать ветряк на 220В своими руками, то чаще всего в качестве основы они используют автомобильные генераторы. Собирается легко, а для работы вам понадобятся:

• генератор 12В от автомобиля;
• батарея;
• преобразователь с 12 на 220 Вт мощностью 1,2 кВт;
• бочка или ведро алюминиевое или стальное для листьев;
• контрольная лампа из автомобиля;
• выключатель;
• вольтметр;
• медные провода сечением более 2 мм;
• хомут для крепления.

Чтобы собрать вертикальный ветрогенератор своими руками, вам понадобится рулетка и карандаш, набор ключей, электродрель и болгарка, а также ножницы по металлу. Подробная инструкция по установке представлена ​​ниже.

Мощность устройства

Для начала нужно узнать, какая мощность нужна ветряку, с какими задачами и нагрузками ему приходится справляться.

Обычно альтернативные источники энергии устанавливаются в качестве дополнительных источников, которые только помогают основному энергоснабжению.

А устройства мощностью от 500 Вт и выше уже неплохие.

На обогрев небольшого дома потребуется около 2-3 кВт.

Но мощность ветряка зависит от двух факторов:

1. Диаметр лезвия.
2. Скорости ветра.

Нужное соотношение можно определить по таблице для горизонтальных агрегатов (на пересечении скорости ветра и диаметра лопастей — мощность в ваттах).

Скорость ветра/диаметр лопасти	3	4	пять	6	7	восемь	девять	10	одиннадцать
1 м	3	восемь	пятнадцать	27	42	63	90	122	143
2 м	1. 3	31	61	107	168	250	357	490	650
3 м	тридцать	71	137	236	376	564	804	1102	1467
4 м	53	128	245	423	672	1000	1423	1960 г	2600
5 м	83	196	383	662	1050	1570	2233	3063	4076
6 м	120	283	551	953	1513	2258	3215	4410	5866
7 м	162	384	750	1300	2060	3070	4310	6000	8000
8 м	212	502	980	1693	2689	4014	5715	7840	10435
9 м	268	653	1240	2140	3403	5080	7230	9923	13207

Например, если чаще всего дует ветер от 5 до 8 м/с, а нам нужен ветряк для выработки 1,5 — 2 кВт, то нужно рассматривать конструкции диаметром от 6 м и более.

Чертежи и примеры лопастей

Очень сложно сделать правильный расчет движителя ветродвигателя, не зная основных параметров, отображаемых в формуле, а также не имея представления о том, как эти параметры влияют на работу ветродвигателя.

Лучше не терять время, если нет желания вникать в основы аэродинамики. Готовые чертежи с указанными показателями помогут правильно подобрать лопасть для ветряной электростанции.

Чертеж лопасти двухлопастного воздушного винта. Изготавливается из канализационной трубы диаметром 110. Диаметр винта ветродвигателя в данных расчетах равен 1 м

Такой маленький ветрогенератор не сможет дать вам высокую мощность. Скорее всего, вам вряд ли удастся выжать из этой конструкции больше 50 Вт. Однако двухлопастной винт из легкой и тонкой трубы ПВХ обеспечит высокую скорость вращения и обеспечит работу ветряка даже при слабом ветре.

Чертеж лопасти трехлопастного ветродвигателя из трубы диаметром 160 мм. Расчетная скорость в этом варианте — 5 при ветре 5 м/с

Трехлопастный винт такой формы можно использовать для более мощных агрегатов, ок. 150 Вт при 12 В. Диаметр всего пропеллера у этой модели достигает 1,5 м. Ветроколесо будет быстро вращаться и легко тронется с места. Ветряк с тремя лопастями чаще всего встречается в домашних электростанциях.

Чертеж самодельной лопасти для 5-лопастного пропеллера ветряка. Изготовлен из трубы ПВХ диаметром 160 мм. Расчетная скорость — 4

Такой пятилопастной винт мог бы производить до 225 оборотов в минуту при расчетной скорости ветра 5 м/с. Для построения листа по предложенным чертежам необходимо перенести координаты каждой точки из столбцов «Координаты выкройки лицевой/изнаночной стороны» на поверхность пластиковой канализационной трубы.

По приведенной ниже таблице можно рассчитать диаметр ветряка с 2-16 лопастями. При этом размер можно подобрать с учетом желаемой выходной мощности.

Из таблицы видно, что чем больше лопастей у ветрогенератора, тем короче должна быть их длина для получения тока с таким же эффектом

Как показывает практика, обслуживать ветрогенератор диаметром более 2 метров достаточно сложно. Если согласно таблице вам нужен ветряк большего размера, рассмотрите возможность увеличения количества лопастей.

Статья познакомит с правилами и принципами расчета ветрогенератора, пошагово описав процесс проведения расчетов.

Чертежи и примеры лопастей

Очень сложно сделать правильный расчет движителя ветродвигателя, не зная основных параметров, отображаемых в формуле, а также не имея представления о том, как эти параметры влияют на работу ветродвигателя.

Лучше не терять время, если нет желания вникать в основы аэродинамики. Готовые чертежи с указанными показателями помогут правильно подобрать лопасть для ветряной электростанции.

Чертеж лопасти двухлопастного воздушного винта. Изготавливается из канализационной трубы диаметром 110. Диаметр винта ветродвигателя в данных расчетах равен 1 м

Такой маленький ветрогенератор не сможет дать вам высокую мощность. Скорее всего, вам вряд ли удастся выжать из этой конструкции больше 50 Вт. Однако двухлопастной винт из легкой и тонкой трубы ПВХ обеспечит высокую скорость вращения и обеспечит работу ветряка даже при слабом ветре.

Чертеж лопасти трехлопастного ветродвигателя из трубы диаметром 160 мм. Расчетная скорость в этом варианте — 5 при ветре 5 м/с

Трехлопастный винт такой формы можно использовать для более мощных агрегатов, ок. 150 Вт при 12 В. Диаметр всего пропеллера у этой модели достигает 1,5 м. Ветроколесо будет быстро вращаться и легко тронется с места. Ветряк с тремя лопастями чаще всего встречается в домашних электростанциях.

Чертеж самодельной лопасти для 5-лопастного пропеллера ветряка. Изготовлен из трубы ПВХ диаметром 160 мм. Расчетная скорость — 4

Такой пятилопастной винт мог бы производить до 225 оборотов в минуту при расчетной скорости ветра 5 м/с. Для построения листа по предложенным чертежам необходимо перенести координаты каждой точки из столбцов «Координаты выкройки лицевой/изнаночной стороны» на поверхность пластиковой канализационной трубы.

По приведенной ниже таблице можно рассчитать диаметр ветряка с 2-16 лопастями. При этом размер можно подобрать с учетом желаемой выходной мощности.

Из таблицы видно, что чем больше лопастей у ветрогенератора, тем короче должна быть их длина для получения тока с таким же эффектом

Как показывает практика, обслуживать ветрогенератор диаметром более 2 метров достаточно сложно. Если согласно таблице вам нужен ветряк большего размера, рассмотрите возможность увеличения количества лопастей.

Статья познакомит с правилами и принципами расчета ветрогенератора, пошагово описав процесс проведения расчетов.

Читайте также: Сварочный инвертор своими руками: схема и сборка инверторной сварки

Принцип работы ветряной установки

Ветрогенератор или ветряная электростанция (ВЭУ) — это устройство, используемое для преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию. Полученная механическая энергия вращает ротор и преобразуется в нужную нам электрическую форму.

Принцип работы и устройство кинетического ветряка подробно описано в статье, которую мы рекомендуем вам прочитать.

В состав ВУЭ входят:

• лопасти, образующие пропеллер,
• вращающийся ротор турбины
• ось генератора и сам генератор,
• инвертор, который преобразует переменный ток в постоянный ток, используемый для зарядки аккумуляторов,
• батарея.

Суть ветрогенераторов проста. При вращении ротора генерируется трехфазный переменный ток, который затем проходит через контроллер и заряжает аккумулятор постоянного тока. Затем инвертор преобразует электричество, чтобы его можно было потреблять, обеспечивая питание для освещения, радио, телевизора, микроволновой печи и так далее.

Детальное устройство ветродвигателя с горизонтальной осью вращения позволяет хорошо представить, какие элементы способствуют преобразованию кинетической энергии в механическую, а затем в электрическую

В целом принцип работы ветрогенератора любого типа и конструкции таков: в процессе вращения на лопасти действуют силы трех видов: тормозная, импульсная и подъемная.

Эта схема работы ветряка позволяет понять, что происходит с электричеством, вырабатываемым при работе ветрогенератора: часть его накапливается, а другая расходуется

Последние две силы преодолевают силу торможения и приводят в движение маховик. На неподвижной части генератора ротор образует магнитное поле, благодаря чему электрический ток проходит по проводам.

Галерея изображений Фото из Для изготовления ветрогенератора подойдет двигатель от ненужной бытовой техники. Чем больше вольт на оборот, тем эффективнее будет работать система. К ротору двигателя крепится втулка, на которой крепятся лопасти устройства. Передний блок лучше закрыть защитным кожухом, передняя часть с мотором и лопастями должна быть сбалансирована с хвостовой частью.

Плечо хвоста из трубы или рейки должно быть длиннее, на ребре закрепляется вал любой формы Мачта, удерживающая ветряк, должна иметь не менее трех опор, конструкция должна быть соединена с контуром заземления и должен быть установлен громоотвод Двигатель для легкого генератора ветряной мельницы

Классификация видов генераторов энергии

Существует несколько критериев, по которым классифицируют ветрогенераторы. О том, как выбрать оптимальный вариант объекта загородной недвижимости, подробно рассказано в одной из самых популярных статей на нашем сайте.

Итак, ветряки различаются:

• количество лопастей в гребном винте;
• материалы для изготовления листьев;
• расположение оси вращения относительно поверхности Земли;
• восходящий знак на винте.

Есть модели с одним, двумя, тремя лезвиями и многолопастные.

Изделия с большим количеством лопастей начинают вращаться даже при слабом ветре. Обычно их используют в таких работах, когда собственно процесс вращения важнее, чем выработка электроэнергии. Например, для добычи воды из глубоких скважин.

Оказывается, лопасти ветряка можно делать не только из твердых материалов, но и из недорогой ткани

Листья могут быть парусными или жесткими. Парусные изделия значительно дешевле жестких, которые изготавливаются из металла или стеклопластика. Но ремонтировать их нужно очень часто: они хрупкие.

По расположению оси вращения относительно земной поверхности различают вертикальные ветряки и горизонтальные модели. И в этом случае каждая вариация имеет свои преимущества: вертикальные более чувствительны к каждому порыву ветра, а вот горизонтальные мощнее.

Ветроустановки делятся по ступенчатым характеристикам на модели с фиксированными и переменными ступенями. Переменный шаг позволяет значительно увеличить скорость вращения, но данная установка отличается сложной и массивной конструкцией. Ветрогенераторы с фиксированным шагом проще и надежнее.

После разборки, после разборки от сильно поврежденного автогенератора остался только статор, к которому корпус был приварен отдельно. Для восстановления технических характеристик двигателя необходимо перемотать 36 катушек статора. При перемотке необходима проволока диаметром 0,56 мм. Закрутки нужно сделать по 35 штук.

Перед присоединением лопастей ремонтируемый мотор нужно собрать, покрыть лаком или хотя бы эпоксидкой, поверхность покрасить Провода соединяются параллельно, три провода выводятся для подключения к источнику питания Ось , предназначенный для обеспечения вращения, выполнен из патрубка 15.

Подшипники приварены к оси, которая прикручена болтами через отрезок трубы 52.

При изготовлении хвостовика использована оцинкованная стальная пластина толщиной 4 мм, загнутая по краям и установленная в паз, выбранный в вырезе рельса из полимерная канализационная труба, прикрепленная к треугольнику, соединенному с двигателем с помощью шурупов ненужные детали: двигатель от старой машины и резка канализационной трубы.

• Шаг 1: Разборка бывшего в употреблении генератора
• Шаг 2: Восстановление двигателя
• Шаг 3: Сборка воспроизведенного двигателя ветряка
• Шаг 4. Подсоедините провода двигателя и подведите их к линии электропередач.
• Шаг 5. Особенности сборки качели.
• Шаг 6. Изготовление хвоста, реагирующего на ветер.
• Шаг 7. Прикрепление лопастей к мини-ветряной электростанции. Бесплатный генератор энергии

Ветроэлектрическая установка роторного типа

Давайте узнаем, как сделать простой ветряк с вертикальной осью вращения роторного типа своими руками. Такая модель вполне может покрыть потребности в электроэнергии садового домика, ряда хозяйственных построек, а также подсветить придомовую территорию и садовые дорожки в ночное время.

Лопасти этой вращающейся установки с вертикальной осью вращения явно сделаны из элементов, вырезанных из металлической бочки

Наша цель – произвести ветряк с максимальной мощностью 1,5 кВт.

Для этого нам понадобятся следующие предметы и материалы:

• автомобильный генератор на 12 В;
• гелиевый или кислотный аккумулятор 12 В;
• полугерметичный выключатель типа «кнопка» на 12 В;
• преобразователь 700 Вт — 1500 Вт и 12В — 220В;
• ведро, большая кастрюля или другая вместительная емкость из нержавейки или алюминия;
• автомобильное реле контрольной лампы заряда или зарядки аккумулятора;
• автомобильный вольтметр (можно любой);
• болты с гайками и шайбами;
• провода сечением 4 кв.мм и 2,5 кв.мм;
• два зажима для крепления генератора к мачте.

В процессе проведения работ нам понадобится болгарка или ножницы по металлу, строительный карандаш или маркер, рулетка, кусачки, дрель, дрель, ключи и отвертка.

Контроллер для системы, вырабатывающей электроэнергию, тоже можно собрать своими руками. Статья, содержание которой мы рекомендуем вам прочитать, ознакомит вас с правилами и схемами изготовления контроллера для ветряка.

Стартовый этап изготовления установки

Изготовление самодельного ветряка начинаем с того, что берем большую металлическую емкость цилиндрической формы. Обычно для этой цели используют старый кипящий котел, ведро или кастрюлю. Он станет основой для нашей будущей ВЭС.

С помощью рулетки и строительного карандаша (маркера) делаем отметки: делим нашу емкость на четыре одинаковые части.

Делая пропилы в соответствии с указаниями в тексте, ни в коем случае не прорезайте металл до конца

Металл надо резать. Для этого можно использовать болгарку. Не используется для резки тары из оцинкованной стали или окрашенного листового металла, так как такой металл будет перегреваться. Для таких случаев лучше использовать ножницы. Вырезаем листья, но не дорезаем их до конца.

Варианты, схемы и рекомендации по изготовлению различных моделей лопастей ветряка вы найдете в нашей рекомендуемой статье.

Заодно в качестве продолжения работы над баком переделаем диск генератора. В нижней части бывшего поддона и в шкиве необходимо разметить и просверлить отверстия под болты. К работе на этом этапе следует отнестись максимально внимательно: все отверстия должны располагаться симметрично, чтобы не было дисбаланса при вращении установки.

Вот так выглядят лопасти другой конструкции с вертикальной осью вращения. Каждая лопасть изготавливается отдельно, а затем собирается в общий блок

Загибаем листья, чтобы они не слишком торчали. При выполнении этой части работы нам необходимо учитывать направление, в котором будет вращаться генератор.

Как правило, направление вращения ориентировано по часовой стрелке. Угол, под которым загнуты лопасти, влияет на площадь влияния воздушных потоков и скорость вращения воздушного винта.

Теперь нужно закрепить на шкиве ковш с подготовленными к работе ножами. Устанавливаем генератор на мачту, при этом фиксируя его хомутами. Осталось подключить провода и собрать схему. Подготовьтесь записать схему подключения, цвета проводов и маркировку контактов. Он вам обязательно понадобится позже. Закрепляем провода на мачте агрегата.

Этот чертеж содержит подробные рекомендации по сборке всей конструкции и общий вид уже собранного и готового к эксплуатации агрегата

Для подключения аккумулятора необходимо использовать провода сечением 4 мм². Достаточно взять отрезок длиной 1 метр. Достаточно.

А для подключения к сети нагрузки, в которую входят, например, осветительные и электроприборы, достаточно провода сечением 2,5 мм². Устанавливаем преобразователь (преобразователь). Для этого также потребуется провод сечением 4 мм².

Преимущества и недостатки роторной модели ветряка

Если вы все сделали аккуратно и последовательно, то этот ветрогенератор будет успешно работать. При этом никаких проблем при эксплуатации не возникнет.

Если использовать инвертор на 1000Вт и аккумулятор на 75А, то эта установка будет питать устройства видеонаблюдения, охранную сигнализацию и даже уличное освещение.

Преимущества этой модели:

• экономический;
• элементы легко заменяются новыми или ремонтируются;
• не требуются особые условия для работы;
• надежен в эксплуатации;
• обеспечивает полный акустический комфорт.

Недостатки тоже есть, но их не так много: производительность этого устройства не очень высока, и она существенно зависит от резких порывов ветра. Воздушные потоки могут легко разрушить импровизированный пропеллер.

Чтобы точно подобрать модель ветродвигателя с необходимой мощностью, перед началом работ советуем произвести расчет по формулам, приведенным в рекомендуемой статье.

Сборка аксиальной ВЭУ на неодимовых магнитах

Поскольку неодимовые магниты появились в России сравнительно недавно, то и осевые ветродвигатели с безжелезистыми статорами начали изготавливать не так давно.

Появление магнитов вызвало всплеск спроса, но постепенно рынок насытился, и стоимость этого товара стала снижаться. Он стал доступен мастерам, которые тут же приспособили его к своим разнообразным нуждам.

Осевой ветродвигатель на основе неодимовых магнитов с горизонтальной осью вращения представляет собой более сложную конструкцию, требующую не только навыков, но и определенных знаний

Если у вас есть ступица от старой машины с тормозными дисками, возьмем ее за основу будущего осевого генератора.

Предполагается, что эта деталь не новая, а уже бывшая в употреблении. В этом случае необходимо его разобрать, проверить и смазать подшипники, тщательно очистить от отложений и всей ржавчины. Не забудьте покрасить готовый генератор.

Ступица с тормозными дисками обычно достается мастерам как один из узлов старого автомобиля, попавшего в утиль, поэтому нуждается в тщательной очистке

Распределение и закрепление магнитов

К дискам ротора необходимо приклеить неодимовые магниты. Для нашей работы берем 20 магнитов 25х8мм.

Конечно, можно использовать и другое количество полюсов, но при этом необходимо соблюдать следующие правила: количество магнитов и полюсов в однофазном генераторе должно совпадать, но если речь идет о трехфазной модели, то соотношение полюсов к катушкам должно быть 2/3 или 4/3.

При размещении магнитов полюса чередуются. Важно не ошибиться. Если вы не уверены, что хотите разместить элементы правильно, создайте шаблон подсказки или используйте сектора прямо на самом диске.

Если есть выбор, лучше покупайте не круглые, а прямоугольные магниты. В прямоугольных моделях магнитное поле сосредоточено по всей длине, а в круглых – посередине.

Противоположные магниты должны иметь разные полюса. Вы ничего не перепутаете, если отметите их маркером со знаком минус или плюс. Для определения полюсов возьмите магниты и поднесите их близко друг к другу.

Если поверхности притягиваются, поставьте на них плюс; если отталкивают, отмечайте их минусами. Чередуйте полюса при размещении магнитов на дисках.

Магниты установлены в соответствии с инструкцией по переключению, по внешнему и внутреннему периметру бортики из пластилина: изделие готово к заливке эпоксидной смолой

Для надежной фиксации магнита необходимо использовать качественный и максимально крепкий клей.

Для повышения надежности фиксации можно использовать эпоксидную смолу. Его следует развести, как указано в инструкции, и заполнить им счетчик. Смола должна полностью покрывать диск, но не стекать с него. Предотвратить возможность капания можно, если обмотать плиту скотчем или сделать по периметру временные пластилиновые ограждения из полимерной полосы.

Генераторы однофазного и трехфазного вида

Если сравнивать однофазные и трехфазные статоры, то последний будет лучше. Однофазный генератор вибрирует под нагрузкой. Причиной вибрации является разность амплитуды тока, возникающая из-за непостоянной его отдачи во времени.

В трехфазной модели такого недостатка нет. Отличается постоянной мощностью за счет того, что фазы компенсируют друг друга: при повышении тока в одной он падает в другой.

По результатам испытаний выход трехфазной модели почти на 50% больше, чем у однофазной модели. Еще одним преимуществом данной модели является то, что при отсутствии лишней вибрации повышается акустический комфорт при работе агрегата под нагрузкой.

Это означает, что трехфазный генератор практически не гудит при работе. Когда вибрация снижается, срок службы устройства логически увеличивается.

В битве между трехфазными и однофазными приборами всегда побеждает трехфазный, потому что он не так сильно гудит при работе и служит дольше, чем однофазный

Правила наматывания катушки

Если спросить у специалиста, то он скажет, что перед намоткой катушек нужно произвести тщательный расчет. Практик в этом случае будет доверять своей интуиции.

Мы выбрали не слишком высокоскоростной вариант генератора. Наша процедура зарядки двенадцативольтового аккумулятора должна начинаться при 100-150 об/мин. Такие исходные данные требуют, чтобы общее количество витков для всех катушек составляло 1000-1200 штук. Нам осталось разделить эту цифру между всеми катушками и решить, сколько витков будет на каждой.

Ветряк на малых оборотах может стать мощнее, если увеличить количество полюсов. Частота колебаний тока в катушках увеличится. Если для намотки катушек использовать провод большего диаметра, сопротивление уменьшится, а ток возрастет. Не упустите тот факт, что большее напряжение может «съесть» ток из-за сопротивления обмотки.

Процесс намотки можно упростить и сделать более эффективным, если для этой цели использовать специальный станок.

Нет необходимости делать такой рутинный процесс, как намотка катушек вручную. Немного сообразительности и отличный станок, легко справляющийся с намоткой, уже есть

На работу самодельных генераторов сильно влияет толщина и количество магнитов, размещенных на дисках. Полную конечную мощность можно рассчитать, намотав катушку, а затем вращая ее в генераторе. Будущая мощность генератора определяется путем измерения напряжения на определенной скорости без нагрузки.

Возьмем пример. При сопротивлении 3 Ом и 200 об/мин выходит 30 вольт. Если из этого результата вычесть 12 вольт напряжения аккумулятора, то получится 18 вольт. Делим этот результат на 3 Ома и получаем 6 ампер. Громкость 6 ампер и пойдет на аккумулятор. При расчете мы, конечно, не учли потери в проводах и на диодном мосту: реальный результат будет меньше расчетного.

Обычно катушки делают круглыми. Но, если их немного растянуть, то получится больше меди в секторе и витки будут более прямыми. Если сравнивать размер магнита и диаметр внутреннего отверстия в катушках, то они должны совпадать друг с другом, иначе размер магнита может быть немного меньше.

Готовые катушки должны соответствовать по размеру магнитам: они должны быть немного больше магнитов или одного размера с ними

Толщина статора, который мы делаем, должна быть правильно соотнесена с толщиной магнитов. Если увеличить статор за счет увеличения числа витков в катушках, то междисковое пространство увеличится, а магнитный поток уменьшится. Результат может быть следующим: формируется такое же напряжение, но из-за повышенного сопротивления катушек мы получим меньший ток.

Фанера используется для изготовления формы статора. Однако сектора для катушек можно разметить на бумаге, используя пластилин в качестве граничных линий.

Если на дно формы поверх катушек положить стекловолокно, прочность изделия увеличится. Перед нанесением эпоксидной смолы необходимо смазать форму вазелином или воском, тогда смола не будет прилипать к форме. Некоторые используют ленту или пленку вместо смазки.

Между ними катушки закреплены неподвижно. При этом концы фаз выводятся наружу. Шесть проводов, выведенных наружу, необходимо соединить звездой или треугольником. Вращая собранный генератор вручную, его тестируют. При напряжении 40 В ток будет примерно 10 ампер.

Окончательная сборка устройства

Длина готовой мачты должна быть ок. 6-12 метров. При таких параметрах база должна быть литой. Сам ветряк должен быть прикреплен к вершине мачты.

Чтобы к ней можно было добраться в случае поломки, необходимо предусмотреть в основании мачты специальное крепление, позволяющее поднимать и опускать трубу с помощью ручной лебедки.

Высоко поднимается мачта с прикрепленным к ней ветрогенератором, но мудрый мастер изготовил специальное устройство, позволяющее при необходимости опустить конструкцию на землю

Для изготовления винта можно использовать трубу ПВХ диаметром 160 мм. Он будет использоваться для вырезания двухметрового винта, состоящего из шести лопастей. Форму листьев лучше выработать самостоятельно опытным путем. Цель состоит в том, чтобы увеличить крутящий момент на низких оборотах.

Винт должен быть защищен от чрезмерно сильного ветра. Для решения этой проблемы используется складной хвост. Генерируемая энергия хранится в батареях.

Вниманию наших читателей мы представили два варианта ветряков на 220 В своими руками, которые пользуются повышенным вниманием не только у владельцев загородной недвижимости, но и у простых дачников.

Обе модели ветрогенераторов по-своему эффективны. Эти агрегаты способны показывать особенно хорошие результаты в степной зоне с частыми и сильными ветрами. Они достаточно эффективны, чтобы их можно было использовать при организации альтернативного отопления домов и при подаче электроэнергии. И их не так уж и сложно построить своими руками.

Подводя итоги вышеизложенному

Ветряные турбины, если все сделано правильно, могут помочь сэкономить на потреблении электроэнергии. А если их подключить к электросети частного дома через аккумуляторы большой емкости, то вполне возможно, что владелец и вовсе забудет об оплате счетов за электроэнергию. Кроме того, уже можно будет не бояться ударов током, способных вывести из строя бытовую технику и электронику.

Но с каждым днем ​​таких высокотехнологичных гаджетов в домах становится все больше. Так что не стоит жалеть свободное время, которое вы проведете на диване перед плазменной панелью. Лучше использовать его только для защиты этой панели. В противном случае может случиться так, что на следующих выходных придется нести его в ремонт или даже покупать новый. Подумайте, нужно ли вам терять деньги вместо того, чтобы копить их.