Ветряки — перспективное решение для традиционной энергетики. Энергия ветра, преобразованная в электричество, обещает стать доступной, простой в получении и недорогой. Учитывая текущие счета за электроэнергию, стоит попробовать собрать собственный ветрогенератор.
Созданы установки, выдающие значительное количество энергии. Ветровые генераторы всё же превосходят по потенциалу соперников, которые могут конкурировать с обычным способом получения электроэнергии.
Представлено руководство по сборке ветрогенератора из автомобильного генератора своими руками. В статье рассмотрены частые ошибки, допущенные при проектировании ветряных установок. Материал иллюстрирован фотографиями и видео.
О самодельных ветряках для дома
В сфере домашнего хозяйства возрастает интерес к использованию ветряной энергии. Такой интерес легко объяснить, посмотрев на последний счет за электроэнергию. Из-за этого многие изобретатели пробуют разные способы производства электричества по более низким ценам.
Одним из возможных вариантов, вполне реалистичным, является использование ветряка, созданного на базе автомобильного генератора. правильно сделанными лопастямиЧтобы снимать с клемм генератора электрическую энергию.
Эффективность работы обеспечивается только при порывистом ветре.
Для изготовления ветряной электростанции можно использовать практически любой автомобильный генератор. Однако для этого проекта обычно стараются выбрать мощную модель, способную выдавать большие токи. В качестве источника применяют генераторы от грузовых автомобилей, больших пассажирских автобусов, тракторов и так далее.
Кроме генератора, для создания ветряной установки нужно несколько других частей.
- винт двух- или трёх- лопастной;
- автомобильный аккумулятор;
- электрический кабель;
- мачта, элементы опоры, крепёж.
Конструкции винта с двумя или тремя лопастями считаются оптимальными для традиционных ветряных электростанций. В частном домостроении часто применяют готовую продукцию вместо инженерных разработок.
К примеру, крыльчаткой может служить компонент с внешнего блока системы кондиционирования воздуха или вентилятора автомобиля. Желание придерживаться традиций проектирования ветряных генераторов побуждает к изготовлению лопастей пропеллера самостоятельно.
Перед решением о сборке и установке ветрогенератора необходимо учесть климатические условия местности и произвести расчет окупаемости. В этом поможет информация. интересной статьи, рекомендуемой нами к ознакомлению.
Технология сборки ветрогенератора
Модель АТ-700 от тракторов серии ДТ считается оптимальной основой для генератора домашнего ветряка. Однако, этот тракторный генератор изначально рассчитан на частоту вращения ротора до 6000 об/мин, что для конструкции домашнего ветряка чрезмерно высокое значение.
Есть два выхода из положения:
- Использовать редуктор-мультипликатор с нужным коэффициентом передачи.
- Настроить обмотку статора АТ-700 для работы на низких скоростях.
Два варианта модернизации прибора осуществимы. Согласно отзывам конструкторов, вариант с перемоткой обмотки статора предпочтительнее. Особенно учитывая массу генератора АТ-700, составляющую 6 килограммов.
Добавление редуктора к прибору удвоит массу всего модуля. Это существенный показатель для конструкции ветротурбины, так как вес всегда стараются минимизировать.
Для функционирования ветряного генератора модели К 701 в системе необходима модификация.
Шаг #1. Винт ветряной электростанции
Для изготовления лопастей винта применяют поливную алюминиевую трубу диаметром 200 мм длиной 0,7–1,0 метра. Ее разрезают вдоль на четыре части, а из двух или трёх полученных частей вырезают лопасти нужной формы.
Поскольку алюминий легко обрабатывается, вырезать из трубного отрезка нужную форму лопасти несложно.
Винтовые лопасти будущего винта нужно соединить и установить на вал генератора. Это задание сложнее, оно требует точного баланса, особенно при создании трехлопастной конструкции. Существует множество вариантов изготовления диска винта. Одним из них является создание его из алюминиевых пластин.
Необходимо рассчитать диаметр диска винта с учетом метровой длины лопастей. При размахе крыла в два метра расчетный диаметр диска может составлять 150-200 мм. На основании рассчитанного диаметра из листового алюминия вырезается нужное количество круглых пластин (6-7 штук).
Круглые отрезки соединяют, выравнивая края, и фиксируют.
На уже склеенном диске в центре нужно отметить и просверлить отверстие для крепления на валу генератора. Отверстие следует обработать шпоночным пазом под размер шпонки генератора.
Помеченный таким образом пропеллерный диск размечают под крепление лопастей. По намеченным линиям сверлят отверстия для болтов крепления кронштейнов, изготовленных из алюминия и подбираемых по толщине так, чтобы компенсировать передаваемые усилия.
Необходимо прикрепить изготовленные ранее лопасти к диску в обозначенных местах, выровнять их на горизонтальной поверхности и зафиксировать болтами.
Шаг #2. Изготовление мачты из трубы
Тракторный генератор АТ-700 с самодельным винтом — это уже настоящая ветряная установка. Для лучшего результата его нужно поднять на высоту 5-7 метров и обеспечить вращение вокруг своей оси на 360 градусов.
Для установки флюгера-ветряка используют мачту, конструкция которой наилучшим образом выполняется с применением металлической трубы.
Высокая мачта (5-7 метров) с ветрогенератором на вершине подвергается сильным нагрузкам. Для этого требуется большая металлическая труба, минимум 50 мм в диаметре снаружи.
Четыре тросовые растяжки крепят мачту: две расположены сверху поближе к ветряку и отвешиваются друг против друга.
Внутреннюю часть трубы-мачты закрывают двумя подшипниками или любым другим способом крепят к ней пару подходящих элементов. Этим получается опорный вращающийся блок, куда устанавливается флюгер с генератором и винтом. Осталось изготовить сам флюгер и смонтировать на него все необходимые устройства.
Шаг #3. Как сделать алюминиевый флюгер
Конструкцию флюгера, оснащенного с одной стороны местом для автомобильного генератора с винтом, а с другой – для «хвостовика», следует изготавливать из легкого и прочного материала.
Труба из алюминия с прямоугольным сечением подойдёт для основания. Для крепления генератора к трубе целесообразно использовать хомуты из мягкой металлической ленты, предпочтительнее — из нержавейки.
Хвост флюгера изготовят из такого же алюминиевого листа и прикрепят его к профильной трубе с помощью уголков. В точке центра тяжести, на профильной трубе, закрепят металлический штырь из нержавеющей стали.
Эта деталь, длинный болт длиной 250-300 мм с диаметром около 30 мм, проходит поперек по телу профильной алюминиевой трубы и фиксируется снизу гайкой. На гайку устанавливается контргайка.
Диаметр резьбы болта должен быть немного меньше внутреннего диаметра колец подшипников, вставленных в трубу-мачту. В центре болта, по его оси, просверливается отверстие диаметром 7-10 мм. Через это отверстие будет проводиться электрический кабель от генератора и вниз по трубе к месту подключения.
Шаг #4. Установка и подключение ветрогенератора
После всех сделанных подготовительных действий (необходимо соблюдать безветрие), начинают монтаж.
- Тракторный генератор закрепляют хомутами на флюгере.
- Поднимают мачту над землёй на 1,5–2 метра и крепят флюгер опорным болтом к подшипникам.
- Вместе с этим проводят кабель от генератора через болт, а затем понутри трубы до нижнего места вывода.
- Немного ниже опоры флюгера крепят ограничитель, дающий возможность флюгеру поворачиваться на 360° в одном или другом направлении, но не больше.
- Мачта устанавливается окончательно и фиксируется тросами.
- Присоединяют окончания провода к приемнику (как правило, посредством контроллер к аккумуляторной батарее).
Можно считать построение ветрового генератора законченным, но при его эксплуатации появятся ещё много мелочей.
Эти элементы относятся к автоматике, управляющей накоплением и распределением энергии. Контроллеры заряда, инверторы тока и подобные устройства необходимы для работы ветровых генераторов.
Фото-пример сборки ветряка по шагам
Ветряк на базе автомобильного генератора, рассчитанный на напряжение 24 В, начинает стабильно работать при скорости ветра 5 м/с. При средней погоде с порывами до 15 м/с установка вырабатывает от 8 до 11 А, в дни сильных ветров КПД увеличивается. Мощность не превышает 300 Вт.
Осталось собрать отдельные части устройства, которое пригодится в повседневной жизни.
Самодельное устройство генерирует напряжение 24 В и подходит для подзарядки аккумуляторов гаджетов, а также для электропитания линий освещения с LED-лампами.
Разбор ошибок конструирования
Самостоятельная сборка ветрогенератора в домашних условиях – это, разумеется, не безрисковое занятие. Даже при проектировании промышленных ветряков инженеры могут допускать погрешности. Но из ошибок можно извлечь уроки, что подтверждают вполне удачные бытовые конструкции.
При устройстве бытовых ветряных генераторов иногда встречается ошибка – отсутствие в конструкции модуля торможения. В стандартном варианте (для автомобилей или тракторов) такого элемента нет. Поэтому генератор нужно модернизировать.
Не все «конструкторы» стремятся заниматься этим тонким делом. Многие пропускают эту деталь, рассчитывая на удачу. В результате при сильном ветре винт раскручивается до очень высоких скоростей. Подшипники генератора не выдерживают, разрушают посадочные места алюминиевых крышек. Происходит клин ротора.
Отсутствующий ограничитель поворота флюгера тоже является недостатком. Часто его устанавливают не сразу, а только после того, как ветер начинает раскручивать флюгер подобно юле в передаче «Что? Где? Когда?». В результате появляются проблемы.
В лучшем случае повреждение ограничиться искривлением и разрывом электропровода, а в худшем — разрушением всей конструкции.
Другая заметная ошибка сборки – неверный расчёт центра тяжести по флюгера. В таком случае устройство какое-то время может работать нормально. Но со временем появляется перекос на подшипниковом узле, ограничивается свобода вращения, а эффективность конструкции по отдаче энергии резко снижается.
О том, как правильно рассчитать ветрогенератор, узнаете из предложенной нами статьи.
Часто стремятся подключить аккумуляторную батарею к электрогенератору без дополнительного оборудования. Вскоре замечают, что аккумулятор быстро разряжается или повреждаются несколько ячеек.
Это обычная и закономерная ошибка, потому что ток и напряжение при заряде аккумулятора всегда определены. Требуется регулирование этой процедуры.
Домашним мастерам, заинтересованным темой сборки ветрогенератораПредлагаем рассмотреть ещё один оригинальный вариант. В статье рассказано о создании генератора из запчастей от старой стиральной машины.
Выводы и полезное видео по теме
Знание устройства ветрогенератора позволяет превратить даже простой электрический шуруповерт в мини-ветряную мельницу.
Владельцы загородных домов всё чаще обращают внимание на ветрогенераторы как способ получения электроэнергии.
Сочетание нескольких источников энергии, таких как ветер, солнце, гидроэлектростанции и атомные станции, может принести экономические выгоды. В таком случае вероятность того, что пользователь останется без электроснабжения, стремится к нулю.
Расскажите о самостоятельном сборке ветряка для дачи, поделитесь интересными подробностями, не упомянутыми в статье. Пишите комментарии ниже, расскажите о своих впечатлениях, технических особенностях и опубликуйте фотографии.