Делаем ветряной генератор своими руками

Во всем мире, уже многие годы разрабатывают и активно внедряют альтернативные источники получения электрической энергии. Одно из самых перспективных направлений – это ветроэнергетика. Генератор, который приводится в движение силой ветра, вырабатывает электричество – все просто. Действительно, это, наверное, самый дешевый и экологически безопасный способ выработки энергии. На сегодняшний день разработано и эксплуатируется множество моделей подобного оборудования: вертикальные, горизонтальные, парусные ветрогенераторы и т.д.

В нашей стране ветряные генераторы еще не настолько популярны, однако, многие уже поняли эффективность получения энергии таким способом для домашнего хозяйства. Сейчас можно приобрести в специализированных магазинах, либо заказать ветрогенератор для дома любого типа и мощности, однако такое оборудование обладает довольно высокой стоимостью. По разным оценкам установка системы ветрогенератора может обойтись от 2 до 10 тысяч долларов, в зависимости от производителя, мощности устройства и комплектации. Если Вы не готовы отдать такие средства, есть другой выход – собрать самодельный ветрогенератор.

Принцип работы ветряной установки

Принцип, который, используется в работе ветрогенератора, состоит в следующем. Ветер заставляет вращаться лопасти винта, который, в свою очередь вращает ротор генератора, происходит трансформация энергии ветра в электрическую. Аэродинамические параметры лопастей увеличивают скорость вращения ротора, тем самым повышая эффективность устройства. Лопасть построена на принципе крыла самолета, одна сторона выполнена в виде закругленной формы, и когда набегает поток воздуха, происходит создание вакуума, в результате создается сила, толкающая лопасти. Полученная электроэнергия аккумулируется в батарее.

Когда ротор, с закрепленными на нем магнитами, вращается в статоре, происходит получение переменного тока. Его параметры такие же, как и в домашней электрической сети. Переменный ток, довольно легко генерировать и передавать на большие расстояния, но его невозможно аккумулировать. Его необходимо трансформировать в постоянный. Эту работу выполняет контроллер. Использование мини ветрогенератора в домашних условиях позволит получить экономию на расходах на оплату счетов за электрическую энергию.

Если скорость ветра порядка 45 км/час, турбина может выработать 400 Вт электрической энергии, этого количества вполне достаточно для освещения приусадебного участка. Для изготовления ветрогенератора, надо обладать определенными инженерными навыками и, разумеется, умением работать с различными инструментами.

Особенности установки

Часто оборудование такого плана устанавливают на загородных участках. Перед тем как его запустить в эксплуатацию, желательно уточнить, с кем необходимо согласовывать его установку. По большей части, мощность самодельных ветряков не превышает 1 кВт, поэтому их относят к бытовым приборам и никаких разрешений на них получать не требуется. Также более серьезные ветроустановки, если их мощность не превышает 75 квт, не подлежат сертификации. Но все же с соседями имеет смысл согласовать установку на участке, ведь устройство может создавать определенный шум и вибрацию.

Как сделать ветрогенератор своими руками

Перед подготовкой к работе должен быть выбран главный элемент — генератор для ветряка. Лучше всего поискать готовые варианты, это может быть старый автомобильный генератор, либо двигатель от стиральной машины и т.п., вариантов достаточно много, попробуем вкратце остановиться на самых популярных.

Использование автомобильного генератора

Сделать своими руками ветрогенератор можно из автомобильного или тракторного генератора. Но при таком выборе необходимо учитывать, что он рассчитан на работу при 6000 об/мин, а для домашней ветряной мини электростанциистанции это слишком много. Поэтому, применяют или понижающий редуктор или перематывают статор. В принципе оба эти способа модификации выполнимы, но чаще предпочтение отдается второму.

Из двигателя стиральной машины

Двигатель стиральной машины тоже можно использовать для будущего ветрогенератора, однако с ним тоже не все так просто. Его необходимо будет дорабатывать, чтобы превратить в генератор. Для этого понадобится перемотать катушки статора, проточить якорь, а после установить на него неодимовые магниты. Без определенных навыков самому это будет сделать не просто.

Генератор из шуруповерта

Ветрогенератор небольшой мощности можно сделать очень просто из шуруповерта, взяв его электромотор, который и будет использоваться в качестве генератора постоянного тока. На выходе такой мини-ветряк при максимальных оборотах сможет дать до 8 вольт.

Ветрогенератор из шуруповерта в сборе

Из мотор-колеса

Многие мастера стараются найти готовый генератор, который необходим для изготовления ветряка. В качестве источника тока можно использовать мотор-колесо для велосипеда. Существуют и более мощные устройства, например, мотор-колеса для скутеров или электромобилей. По сути, такой узел – это готовый трехфазный генератор на магнитах. Оптимальная мощность этого колеса будет получена при достижении 500 – 700 оборотов в минуту. Скорость зависит от выбранной модели.
Например, колесо TM Volta bikes в холостом в режиме электрического двигателя выдает 460 оборотов в минуту при напряжении в 48 вольт. В режиме генерации энергии он будет гарантированно обеспечивать 1 кВт при 600 оборотах. При этом зарядка АКБ начнется при 100 – 120 оборотах. Это колесо может обеспечить получение 400 – 500 ватт электрической энергии. И ветряк из мотор-колеса сможет обеспечить потребности небольшого дома.

 

Изготовление мачты

Конструкция мачты зависит от размеров и мощности ветрогенератора. Для небольших домашних ветряных установок (от 3 до 5 м) достаточно будет взять обычную железную трубу 50 мм. Более серьезные устройства требуют более основательных конструкций. Здесь применяются трубы большего диаметра, либо делается сварная конструкция из трех или четырех опорных мачт. Основание должно быть выполнено из бетона, фундамент рассчитывается исходя из размеров мачты. Сама мачта обязательно должна быть закреплена растяжками в несколько поясов.

Изготовление лопастей пропеллера

При изготовлении лопастей своими руками предварительно необходимо сделать расчет ветрогенератора, вычислив необходимый диаметр рабочего винта и количество лопастей. Вариантов из чего можно изготовить лопасти для ветрогенератора довольно много. Чаще всего для этого используются пластиковые трубы диаметром 150 – 200 мм. Часть трубы (длиной порядка 600 мм) разрезается на четыре одинаковые части, после чего края полируются для повышения их аэродинамических свойств. Далее лопасти устанавливают на шкиве.
Для винта небольшого ветрогенератора можно использовать лопасти обычного домашнего вентилятора, также подойдут лопасти вентилятора автомобильной системы охлаждения радиатора.

Если же Вы создаете мини ветрогенератор для диодного освещения – достаточно будет взять вентилятор кулера от компьютера (компьютерного процессора).

 

Делаем флюгер

Благодаря флюгеру ветрогенератор разворачивается по ходу ветра. Собираться флюгер должен из прочного материала. Чаще всего используется металлический либо алюминиевый профиль. На одном конце устанавливается генератор с винтом, на другом – делается хвост с достаточной площадью парусности. В качестве материала можно использовать лист алюминия или оцинкованной стали. Для мини-ветряков конструкция флюгера может быть выполнена из дерева и пластика.

Дополнительное электрооборудование

Так как генераторы, устанавливаемые в ветряках по большей части вырабатывают переменный ток, то его состав должен входить преобразователь переменного тока в постоянный. Это устройство называют инвертор, который выступает как регулятор напряжения. Еще одно устройство, которое входит в состав этого устройства – это контроллер. Его назначение заключается в том, что он следит за тем, как заряжается аккумуляторная батарея. Как только аккумулятор полностью заряжается, ее энергия будет направлена на нужды других потребителей.

И в заключении, если у Вас нет достаточно знаний и навыков в переделывании генераторов и электромоторов, а сделать ветрогенератор самому уж очень хочется, наш совет – воспользуйтесь способом изготовления ветряной установки из шуруповерта. Его двигатель абсолютно готов к работе в качестве генератора.

Ссылка на основную публикацию