Ветряные электростанции — перспективное направление для замены традиционных источников энергии. Энергия ветра, преобразованная в электричество, может стать дешевой, простой и доступной. С учетом высоких счетов за электроэнергию стоит подумать о собранном ветрогенераторе.
Создание установок, производящих значительное количество энергии, уже имеет реальные примеры. Ветряные электростанции по-прежнему значительно превосходят соперников, способных конкурировать с традиционным способом получения электричества.
Представлено руководство по сборке ветрогенератора из автомобильного генератора своими руками. В статье рассмотрены частые ошибки при конструировании ветряных электростанций, а также приведены фото- и видеоматериалы для наглядности.
О самодельных ветряках для дома
В быту растет интерес к ветряной энергии, чему способствует рост тарифов на электроэнергию.
Подобное устройство вполне возможно реализовать с использованием автомобильного генератора как основы. правильно сделанными лопастямиДля того, чтобы получить возможность извлекать некоторое количество электрической энергии с клемм генератора.
Эффективность работы обусловлена наличием ветра.
Для создания ветряной установки можно использовать практически любой автомобильный генератор. Однако чаще всего выбирают модели с высокой мощностью, обеспечивающие большой ток. Самыми популярными являются конструкции генераторов от грузовых автомобилей, больших пассажирских автобусов, тракторов и подобных транспортных средств.
Кроме генератора для создания ветряка, нужно приобрести дополнительные детали.
- винт двух- или трёх- лопастной;
- автомобильный аккумулятор;
- электрический кабель;
- мачта, элементы опоры, крепёж.
Винт с двумя или тремя лопатками признаётся наилучшим вариантом для традиционного ветряного генератора. Ввиду этого, бытовые проекты нередко отклоняются от инженерных стандартов. Чаще всего для домашней конструкции выбирают готовые винты.
Примерно таким может быть крыльчатка от внешнего блока сплит-системы кондиционера или от вентилятора автомобиля. Однако если хочется придерживаться традиций проектирования ветрогенераторов, то потребуется изготовить пропеллер ветряка самостоятельно.
Прежде чем собирать и устанавливать ветряную турбину, следует изучить климат места и рассчитать срок возврата инвестиций. Данные помогут. интересной статьи, рекомендуемой нами к ознакомлению.
Технология сборки ветрогенератора
Для домашнего ветряка наиболее подходящей основой считается модель АТ-700, которая используется на тракторах серии ДТ. Однако этот генератор, изначально предназначенный для тракторов, рассчитан на частоту вращения ротора до 6000 об/мин, что слишком высокое значение для домашнего ветряка.
Есть два выхода из положения:
- Использовать редуктор-мультипликатор с необходимым коэффициентом передачи.
- Настроить обмотку статора АТ-700 на работу с низкой скоростью вращения.
Оба варианта модернизации прибора осуществимы. По отзывам опытных конструкторов, вариант с перемоткой обмотки статора предпочтительнее. Это особенно важно с учётом веса генератора АТ-700, составляющего 6 кг.
Установка редуктора на прибор удвоит массу всего модуля, что важно учитывать при проектировании ветроколеса. Масса конструкции всегда стремится к минимуму.
Для работы в составе ветряной установки генератор К-701 нуждается в доработке.
Шаг #1. Винт ветряной электростанции
Для изготовления лопастей винта применяют поливную алюминиевую трубу диаметром 200 мм длиной от 0,7 до 1 метра. Сначала её разрезают вдоль на четыре части, а затем из двух или трёх полученных частей вырезают лопасти нужной формы.
Алюминий легко обрабатывается, поэтому вырезать необходимую форму лопасти из трубы несложно. Важно верно рассчитать и нарисовать шаблон.
Будущие лопасти винта нужно скрепить и установить на вал генератора. Эта операция сложная, требует точного балансирования, особенно при создании трехлопастного устройства. Существует множество способов изготовления диска винта, одним из которых является его создание из алюминиевых пластин.
Диаметр диска винта нужно определить с учетом длины лопастей, которая составляет метр. Для размаха крыла в два метра расчетный диаметр диска может быть 150-200 мм. По рассчитанному диаметру из алюминиевых листов вырезают требуемое количество круглых пластин (6-7 шт.).
Круглые пластины стыкуют, выравнивая края, и крепят. Эпоксидный клей – оптимальный вариант для соединения, но применяются и другие методы крепления.
На готовом склеенном диске в центральной точке нужно сделать и просверлить отверстие для крепления на валу генератора. Отверстие подготовить шпоночным пазом под размер шпонки, установленной на валу ротора генератора.
После изготовления пропеллерный диск размечают под крепление лопастей и сверлят отверстия для болтов крепления кронштейнов. Детали кронштейнов тоже изготавливают из алюминия, с толщиной достаточной для компенсации передаваемых усилий.
Необходимо прикрепить изготовленные лопасти к диску в указанных точках, выровнять их на горизонтальной поверхности и зафиксировать болтами.
Шаг #2. Изготовление мачты из трубы
Тракторный генератор АТ-700 с самодельным винтом уже подобен настоящему ветряку. Для усиления результата конструкцию следует разместить на высоте 5-7 метров и обеспечить её вращение на 360 градусов.
Ветряный флюгер устанавливают на мачту, изготовленную из металлической трубы.
Высокая мачта (5-7 метров) с установленным на вершине ветрогенератором подвергается высоким нагрузкам. Поэтому необходим большой диаметр металлической трубы, не менее 50 миллиметров по внешнему размеру.
Четыре тросовые растяжки фиксируют мачту. Растяжки прикреплены у вершины, возле самого ветроколеса, и направлены навстречу друг другу.
Внутреннюю область трубы-мачты под верхний обрез закрывают парой подходящих подшипников, впрессовывая или крепя их каким-либо другим способом. Получается опорный вращающийся блок для флюгера с генератором и винтом. Нужно только изготовить сам флюгер и установить на него всё нужное оборудование.
Шаг #3. Как сделать алюминиевый флюгер
Рекомендуется изготавливать флюгерную конструкцию, где на одной стороне размещается автогенератор с винтом, а на другой – хвостовик, из лёгкого и прочного материала.
Труба из алюминия прямоугольного сечения подойдёт для основания идеально. Для крепления генератора к профильной трубе лучше использовать хомуты из мягкой металлической ленты, например, из нержавеющей стали.
Хвост флюгера можно сделать из того же алюминиевого листа и прикрепить его к профильной трубе с помощью уголков. В точке центра тяжести на профильной трубе нужно закрепить металлический штырь из нержавеющей стали.
Длинный болт (250-300 мм) диаметром около 30 мм про runs через профильную алюминиевую трубу поперек, а снизу фиксируется гайкой. На гайку устанавливается контргайка.
Диаметр резьбы болта должен быть немного меньше внутреннего диаметра колец подшипников, установленных в трубе-мачте. В центре болта, вдоль его оси, сверлят отверстие диаметром 7-10 мм. Через это отверстие пройдет электрический кабель от генератора и по трубе уйдет вниз к месту подключения.
Шаг #4. Установка и подключение ветрогенератора
После завершения всех описанных подготовительных действий (необходимо соблюдать безветренную погоду), начинают устанавливать.
- Тракторный генератор фиксируют хомутами к флюгеру.
- Вращают мачту над землёй на 1,5–2 метра и крепят флюгер к опоре с помощью болтового крепления на подшипниках.
- Кабель от генератора протаскивают через тело болта и внутрь трубы до ее нижнего конца.
- Чуть ниже флюгера жестко устанавливают ограничитель, допускающий поворот флюгера на 360 градусов в одну или другую сторону, но не больше.
- Окончательно устанавливают мачту и закрепляют её тросами.
- К приемному устройству подсоединяют концы провода. контроллер к аккумуляторной батарее).
Возможна постройка ветрового генератора завершена. Все же много мелочей ожидает во время эксплуатации.
Эти детали относятся к автоматике, управляющей накапливанием и распределением энергии. Контроллер заряда, инвертор тока и подобные приборы – необходимые части ветровых генераторов.
Фото-пример сборки ветряка по шагам
Ветряк на напряжение 24 В, собранный на базе генератора от автомобиля, стабильно работает при скорости ветра 5 м/с. При средней погоде с порывами до 15 м/с установка вырабатывает от 8 до 11 ампер, в дни сильных ветров эффективность увеличивается. Мощность не превышает 300 Вт.
Осталось собрать все части устройства, которое будет пригодно для использования в повседневной жизни.
Изготовленное вручную устройство генерирует напряжение 24 В, подходит для подзарядки батарей мобильных устройств и электроснабжения линий освещения с экономичными лампками.
Разбор ошибок конструирования
Сборка ветрогенератора дома своими силами – процесс с рисками. Ошибки возможны даже у профессионалов в крупных проектах, но из них можно учиться, как доказывают работающие домашние модели.
При установке бытовых ветряных генераторов допускаются ошибки, одна из которых — отсутствие в конструкции модуля торможения. Стандартные модели (автомобильные или тракторные) таковой деталью не оснащены. Следовательно, требуется доработка генератора.
Не всем «конструкторам» по душе тонкое дело настройки винтов. Многие пренебрегают этим, полагаясь на удачу. В результате при сильном ветре винт разгоняется до невероятных скоростей. Подшипники генератора не выдерживают напряжения, разрушают посадочные места крышек из алюминия. Возникает клин ротора.
Отсутствием ограничителя поворота флюгера обусловлена другая недоработка. Этот компонент часто забывают установить и вспоминают лишь тогда, когда потоки ветра начинают раскручивать его вокруг оси, как юлу в передаче «Что? Где? Когда?». Последствия таковы.
Возможны повреждения от легких, вроде загибания и прорыва проводов, до серьезных, таких как разрушение всей конструкции.
Другая заметная ошибка сборки – неверное определение точки центра тяжести по флюгеру. В таком случае устройство некоторое время может работать нормально. Но со временем возникает перекос на подшипниковом узле, ограничивается свобода вращения, а эффективность конструкции в отдаче энергии резко падает.
О том, как правильно рассчитать ветрогенератор, узнаете из предложенной нами статьи.
Иногда через генератор пытаются заряжать аккумуляторную батарею. Через некоторое время обнаруживается, что аккумулятор теряет заряд быстро или появляются пробои в нескольких банках.
Это распространенная и закономерная погрешность, ведь ток и напряжение аккумулятора всегда заданы. Необходимо отслеживать этот процесс.
Домашним мастерам, заинтересованным темой сборки ветрогенератораПредлагаем рассмотреть ещё один оригинальный проект. В статье детально показано, как создать генераторную установку из ненужных частей стиральной машины.
Выводы и полезное видео по теме
Простой шуруповерт можно превратить в ветроэнергетическую станцию, зная устройство ветрогенератора.
Ветроэнергетика всё более привлекательна для владельцев загородных домов.
Сочетание нескольких видов энергоресурсов – ветровой, солнечной, гидроэлектростанций или атомных – позволит достичь экономического эффекта. Вероятность отсутствия электроснабжения для потребителя сведется к минимуму.
Расскажите о самостоятельном сборке ветряка для дачного электроснабжения. Поделитесь дополнительной информацией, не упомянутой в статье. Оставьте комментарии ниже, расскажите о своих впечатлениях, поделитесь техническими подробностями и фотографиями.