Изготовление ветрогенератора в домашних условиях используя автомобильный генератор

Исследования в области ветроэнергетики, а именно разработка новых способов преобразования ветряной энергии в электрическую, ведется уже довольно давно. Существуют серийно выпускаемые промышленные ветрогенераторы, которые способны обеспечивать электроэнергией целые поселки. В связи с этим многие домовладельцы с интересом изучают это направление получения альтернативной энергии и задаются вопросом приобретения либо интересуются как сделать ветрогенератор в домашних условиях. Можно сделать ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора, надо только выполнить определенную переделку.

Вариант, который мы рассмотрим в этой статье — это сборка ветрогенератора из автомобильного генератора. В этом случае используется уже готовый узел (хотя он и требует некоторой модификации). Также потребуется винт, аккумулятор, преобразователь, мачта и элементы крепления. При выборе конструкции ветрового генератора традиционно отдают предпочтение ветрякам с горизонтальной ориентацией пропеллера ввиду более высокого КПД и менее сложной конструктивной части.

Переделка автомобильного генератора

Процесс сборки ветряка из автомобильного генератора начинается c выбора самого генератора. Можно использовать любой автомобильный генератор, однако предпочтение отдается наиболее мощным устройствам с грузовых машин, сельскохозяйственной техники. Многие умельцы используют тракторные генераторы АТ700, Г700, Г.964. Мощность генератора этого класса позволяет вырабатывать достаточное количество энергии.

Принимая за основу конструкции ветряка автомобильный генератор, нужно помнить, что он рассчитан на работу при частототах вращения ротора 1200 — 6000 об/м. Домашний ветрогенератор таких оборотов просто не требует, поэтому автогенератор нуждается в некоторой переделке и доработке: требуется установить понижающий редуктор либо произвести перемотку статора. Делается это более тонким проводом с увеличением количества витков в 5-7 раз. Смысл этой процедуры заключается в увеличении генерации энергии при низких оборотах.

Флюгер

Эта деталь является неотъемлемой частью ветрогенератора и обеспечивает вращение лопастей по ходу ветра. Она должна быть собрана из прочного материала. Как вариант — это может быть алюминиевый квадратный профиль. На одном из его концов устанавливают генератор в сборе, на другом — хвостовик. Также его можно изготовить и из оцинкованной жести. Обычно генератор крепят при помощи хомутов, лучше, если они будут выполнены из нержавеющей стали.

Для изготовления хвостовой части можно использовать тот же алюминиевый лист, его достаточно зафиксировать на несущем профиле с помощью уголков.

Заметим, что нужно так же рассчитать местонахождение центра тяжести, через который должен пройти стержень из нержавеющей стали. Эта деталь должна быть выполнена в виде болта, длиной порядка 300 мм и диаметром около 30 мм. В середине стержня должно быть высверлено отверстие, через которое будет пропущен провод.

Делаем ветровое колесо

Для изготовления лопастей винта можно использовать алюминиевую трубу с поперечным сечением в 200 мм и длиной от 0,7 до 1 метра. Ее разрезают вдоль оси на четыре равных куска, из которых изготавливают необходимое количество лопастей. На самом деле, алюминий довольно легко подвергается обработке, поэтому вырезать эти детали не так и сложно. Куда как сложнее подготовить необходимые расчеты и создать шаблон.

Заметим, что для изготовления лопастей можно также использовать:
— листовое железо, в этом случае вырезать придется болгаркой;
— обычную цилиндрическую емкость (бочку), 3 либо 4 лопасти вырезаются в боковой части, однако не отделяются, а отгибаются (такой вариант применяется для ветряков с вертикальной осью).

Либо, в качестве готового винта для бытовой установки вполне может подойти крыльчатое колесо, которое устанавливают в домашних сплит-системах или автомобильный вентилятор системы охлаждения.

Итак, лопасти, которые были получены из трубы, или какого-либо другого материала, необходимо скруглить, обработать на предмет заусенцев и, скрепив между собой, установить на вал генератора. При выполнении этой работы необходимо четко соблюсти баланс, иначе пропеллер может пойти в разнос.

Для создания центра (выполняется, как правило, в форме диска), на котором будут установлены лопасти, можно нарезать круглых алюминиевых пластин и спрессовать друг с другом (к примеру, эпоксидным клеем). После того, как клей схватиться, диск необходимо просверлить по центру и выработать место под шпонку, которая установлена на генераторном валу.

Сборка ветряка

Установка ветрогенератора должна выполняться в безветренную погоду. Сборку домашней ветряной электростанции начинают с соединения генератора и флюгера. Генератор закрепляют к основанию флюгера при помощи хомутов. После этого, флюгер необходимо установить в подшипники, которые обеспечат его вращение. На этом узле должен стоять ограничитель, который не даст вращаться на угол больший, чем 360 градусов.

При выборе места установки необходимо учитывать, что ветрогенератор должен находиться не ближе 20 м к жилым домам. При монтаже конструкции ветряка необходимо проложить силовой кабель. Поднятый на мачте флюгер (высота порядка 5 — 6-ти метров) закрепляют при помощи тросовых растяжек, надежность установки которых надо регулярно проверять. Нижняя часть мачты крепится болтами к металлическому основанию, которое готовится заблаговременно (желательно, чтобы это была забетонированная конструкция, т.к. при сильных ветрах возможны значительные напряжения). В качестве мачты удобно брать обычную металлическую трубу (диаметром 50 мм).
По окончании работ, подготовленные концы кабеля можно подключить к приемнику электроэнергии, как правило, для этого используют аккумуляторы. Но подключение аккумуляторов напрямую приведет к их выходу из строя (при высоких оборотах большая величина зарядного тока), поэтому в схеме подключения ветряка должен быть предусмотрен контроллер напряжения. Также необходим инвертор, преобразующий энергию.

Некоторые особенности проектирования

Заметим, что минимальная скорость ветра, при которой начинает крутиться винт ветрогенератора составляет 2 м/сек, а оптимальная скорость ветра — это 10-12 м/сек. При проектировании и сборке генератора могут быть допущены ошибки, которые могут привести его к разрушению. Одна из самых распространенных ошибок, которую допускают мастера, это пренебрежение таким узлом, как модуль торможения. В стандартном исполнении большинство автомобильных генераторов им не оснащено. В этом случае генератор необходимо «доводить до ума». Этот модуль, своего рода предохранитель, который не дает ротору раскрутиться до больших скоростей. Подшипники, которые не рассчитаны на высокие обороты, могут просто не выдержать.

К такой же недоработке можно отнести и отсутствие ограничителя на флюгере. В случае возникновения сильного ветра генератор может начать вращаться вокруг оси флюгера. В лучшем случае произойдет разрыв проводов, в худшем разрушение всей конструкции.

В качестве заключения отметим, что без определённого опыта сделать эффективный ветрогенератор своими руками довольно сложно, и если позволяет финансовая сторона вопроса – лучше купить надежный серийный агрегат.

Ссылка на основную публикацию