Як зробити вітрогенератор опис вітряка. Як зробити вітряну електростанцію своїми руками

Ще нещодавно вітрогенератори вважалися рідкістю, проте сьогодні дана сферастрімко розвивається, а досвід створення вітряків для отримання електроенергії отримали багато. Такі пристрої можна використовувати в самих різних сферах- для водопостачання, електрифікації приватних будинків, роботи сільськогосподарських агрегатів (наприклад, дробарок) або нагрівання води з метою обігріву житла.

У промислових моделей маса переваг, крім вартості. Тому сьогодні ми з'ясуємо, як зробити вітрогенератор своїми руками та які матеріали/інструменти для цього знадобляться.

Конструктивні особливості та механіка вітряного генератора

Принцип дії вітрогенератора полягає у перетворенні кінетичної енергії на електроенергію. Пристрій складається з низки системних елементів, кожен з яких має свою функцію. Спробуємо розібратися з цим.

Зверніть увагу! Вітрогенератори можуть бути роторними (вертикальними) та класичними (горизонтальними). У других вищий ККД, тому їх і роблять частіше за інших.

Варто зауважити, що вертикальні вітряки потрібно повертати до вітру, адже працювати при бічному потоці вони просто нездатні. У горизонтальних генераторів є й інші переваги. Ознайомимося із ними.

1. Турбіни роторних пристроїв "ловитимуть" вітер незалежно від того, з якого боку він дме. Що дуже зручно у разі нестабільного/змінного вітру у регіоні.
2. Спорудити горизонтальний вітряк набагато простіше, ніж горизонтальний.
3. Конструкція може розташовуватися безпосередньо на землі, але за умови, що там вітру достатньо.

Що ж до недоліків, то у горизонтального вітрогенератора він лише один – досить низький коефіцієнт корисної дії.

Розраховуємо потужність майбутнього вітрогенератора

Спочатку слід з'ясувати, яку потужність повинен мати вітрогенератор своїми руками, які функції та навантаження, з якими йому доведеться зіткнутися. Як правило, альтернативні джерела електрики застосовуються як допоміжні, тобто, призначені для допомоги основному електропостачання. Отже, якщо потужність системи становить навіть від 500 Вт, це вже цілком добре.

Зверніть увагу! Щоб опалити приватний будинок, Що має середні розміри, вам знадобиться близько двох-трьох кіловат.

Разом з тим, підсумкова потужність вітрогенератора залежить від інших факторів, серед яких:

• швидкість вітру;
• число лопатей.

Щоб з'ясувати відповідне співвідношення для пристроїв горизонтального типурекомендуємо ознайомитися з поданою нижче таблицею. Цифри в ній на перетині - це необхідна потужність (вказана у ВАТ).

Таблиця. Розрахунок необхідної потужностідля горизонтальних генераторів.

Наприклад, якщо у вашому регіоні швидкість вітру переважно становить від 5 до 8 метрів за секунду, а необхідна потужність вітрогенератора дорівнює 1,5-2 кіловатам, то діаметр конструкції повинен відповідати приблизно 6 метрам і більше.

Якими мають бути лопаті?

Форма лопат може бути:

• вітрильною;
• крильчастої.

Що стосується лопат парусного типу, то є плоскими, а тому і менш ефективними. Аеродинаміки вони не враховують, а крутяться виключно під тиском потоку вітру. Як результат – не більше 10 відсотків усієї енергії перетворюється на електричну. А ось у крильчатих лопат площа у внутрішніх і зовнішніх поверхонь різна. Ще варто зауважити, що такі лопаті повинні розташовуватись під кутом 7-10 градусів щодо вітру.

Тепер кілька слів про матеріал, з якого мають бути лопаті. Для старовинних вітряківвикористовувалися тоніки каркаси з деревини, що складаються з жердин і перемичок. На такі каркаси натягувалися спеціальні «крила», виготовлені з тканинного полотна. У разі зношування тканини її просто замінювали на нову. Хоча існує й інший варіант - купувати для цих цілей щільні матеріали (наприклад, брезент).

Хоча своїми руками можна зробити лопаті і з більш сучасних матеріалів.

1. Якщо пропелер невеликий, то як лопаті для нього можуть послужити розрізані на частини труби з полівінілхлориду.
2. Також можна використовувати легкі метали (наприклад, дюралюміній).
3. Якщо планується використання вітрил, то їх можна вирізати з фанери.
4. Нарешті, для великого агрегату лопаті можна зробити з дощок (навіть якщо вони будуть важкими – не біда, потрібно лише, щоб вони врівноважували один одного).

Зверніть увагу! У разі переважання поривчастих вітрів у регіоні перевагу краще віддавати важким лопатям – це забезпечить більш стабільне функціонування всієї системи.

Що стосується діаметра труб, то він повинен відповідати 1/5 їх сумарної довжини. Кожна з таких труб ріжеться вздовж на чотири шматки, а в основі необхідно вирізати прямокутник розмірами 5х5 (тут будуть кріплення), а після цього – виконати косий зріз, завдяки якому кожна лопата звужуватиметься від основи. Для обробки рваного краю використовується наждак.

Робимо вертикальний вітряний генератор у домашніх умовах

А тепер з'ясуємо, як, власне, виготовляється вітрогенератор своїми руками. Процедура складається з кількох етапів, ознайомимося з особливостями кожного їх.

Етап перший. Готуємо інструменти та матеріали

Щодо розмірів турбіни жодних вимог немає – чим вона буде більшою, тим краще для самої системи. А в прикладі, наведеному в цій статті, діаметр турбіни становить 60 сантиметрів.

Щоб зробити вертикальну турбіну самостійно, заздалегідь підготуйте:

• трубу діаметрів 60 сантиметрів, виконану з нержавіючої сталі;
• гвинти, гайки та інші елементи кріплення;
• пару пластикових дисків діаметром 60 сантиметрів (важливо, щоб пластик був міцним);
• маточину з автомобіля для основи;
• куточки, за допомогою яких будуть кріпитися лопаті (на кожен елемент – по шість штук; тобто, 36 екземплярів загалом).

Крім того, попередньо подбайте про наступні інструменти:

• ключі;
• лобзик;
• маска;
• захисні рукавички;
• болгарка;
• викрутка;
• електродриль.

З метою балансування лопат може бути використані магніти або невеликі металеві пластини. Якщо дисбаланс незначний, то можете просто просвердлити отвори у відповідних місцях.

Етап другий. Складає креслення

Без креслення тут точно не обійтись. Можете використовувати той, що наведено нижче, або скласти свій власний.

Етап третій. Робимо вертикальний вітряк

Крок 1.Спочатку візьміть металеву трубуі розріжте її вздовж таким чином, щоб у результаті вийшло шість лопатей однакового розміру.

Крок 2Виріжте із пластику пару однакових кіл з діаметром 60 сантиметрів. Вони послужать як опори для нижньої і верхньої частини турбіни.

Крок 3У верхній опорі можете вирізати невеликий отвір (діаметром близько 30 сантиметрів), завдяки чому конструкція трохи полегшиться.

Крок 4.Розмітте по отворах на автомобільній ступиці аналогічні отвори в нижній опорі із пластику, необхідні для кріплень. Для отворів використовуйте дриль.

Крок 5.Розмітте відповідно до шаблону розташування лопатей (має вийти пара трикутників, які ніби утворюють зірку). Розмітте місця кріплення куточків. На обох опорах все має бути однаково.

Крок 6Обріжте лопаті. Можете різати їх одразу по кілька, використовуючи болгарку.

Крок 7.Розмітте місця кріплення на лопатях і куточках. Виконайте всі ці отвори.

Крок 8З'єднайте лопаті з основами, використовуючи для цього куточки, болти та гайки.

Зверніть увагу! Потужність пристрою багато в чому залежить від довжини лопат, але якщо останні великі, збалансувати їх буде набагато важче. Більше того, конструкція може "розбовтатися" під дією сильного вітру.

Етап четвертий. Виготовляємо генератор

Генератор в даному випадку повинен бути самозбуджуючим, причому обов'язково на постійних магнітах. Якщо ви візьмете звичайний генератор від автомобіля, то тут обмотка напруги функціонує від акумулятора, іншими словами - без напруги не буде і збудження. Отже, якщо ви використовуватимете простий генератор у тандемі з акумулятором, а вітер тривалий час буде відносно слабким, то акумулятор незабаром просто розрядиться, а пізніше, коли вітер відновиться, вітрогенератор своїми руками повторно вже не запуститься.

Також можна виготовити систему на неодимових магнітах. Такого роду пристрій вироблятиме від 1,5 кіловата (якщо вітер слабкий) до 3,5 кіловата (якщо сильний). Покрокова інструкція щодо створення такого генератора виглядає так.

Крок 1.Зробіть пару металевих млинців, довжина кожного з яких складала близько 50 сантиметрів.

Крок 2Використовуючи суперклей, приклейте до млинців по всьому периметру неодимові магніти розмірами 2,5х5.0,12 сантиметри (по дванадцять штук для кожного).

Крок 3Розмістіть млинці один навпроти одного, не забувайте при цьому про полярність.

Крок 4.Розмістіть з-поміж них самопальний статор (з дроту перетином 0,3 сантиметра зробіть 9 котушок, у кожній – по 70 витків). З'єднайте котушки «зірочкою» (як показано на зображенні), після чого залийте полімерною смолою. При цьому важливо, щоб котушки були намотані в один бік, можете помітити кінці/початок обмотки за допомогою кольорової ізолети – так буде зручніше.

Крок 5.Статор повинен вийти близько 2 сантиметрів завтовшки. Обмотка має виходити за допомогою болтів з гайками. Дистанція між ротором та статором повинна відповідати 2 міліметрам.

Магніти будуть притягуватися досить сильно, а для плавного з'єднання в них необхідно виконати отвори і нарізати різьблення під шпильки. Відразу вирівняйте ротори, після чого за допомогою ключів опустіть верхній на нижній. Потім можете прибрати тимчасові шпильки.

Зверніть увагу! Описаний вище генератор може використовуватися не тільки для вертикальних, а й для горизонтальних вітряків.

Етап п'ятий. Збираємо всю конструкцію

Спочатку встановіть на щоглі спеціальний кронштейн, за допомогою якого кріпиться статор (який, у свою чергу, може мати як три, так і шість лопатей). Над кронштейном зафіксуйте маточину, використовуючи ті самі гайки. Закрутіть на чотири шпильки, які є у маточини, готовий генератор. Після цього з'єднайте статор із кронштейном, який нерухомо зафіксований на щоглі. До другої пластини ротора прикріпіть турбіну. Підключіть дроти статора до регулятора напруги, використовуючи клеми.

Етап шостий. Встановлюємо агрегат, здатний перетворити вітер на електрику

Для встановлення всього вітрогенератора своїми руками необхідно виконати дії, наведені нижче у вигляді покрокової інструкції.

Крок 1.Забетонуйте в грунті надійну та міцну основу.

Крок 2Заливаючи туди бетонний розчин, додайте шпильки, необхідні для кріплення масивного шарніра (все це легко робиться власноруч).

Крок 3Коли бетон остаточно застигне, надягніть шарнір на шпильки і зафіксуйте за допомогою гайок.

Крок 4.Встановіть щоглу в рухому частину шарніра.

Крок 5.Зверху щогли прикріпіть 3 або 4 розтяжки (можна використовувати фланець або зварювання). Також знадобиться сталевий трос.

Крок 6Підніміть щоглу на шарнірі, використовуючи один із підготовлених тросів (тягти можете за допомогою легкового автомобіля).

Крок 7.Вертикальність усієї щогли суворо фіксується розтяжками.

Де можна встановлювати такий вітрогенератор?

Від того, наскільки правильно ви підберете місце для встановлення вітрового генераторабагато в чому залежить ефективність його функціонування. Місце має бути таким, щоб лопатям системи дісталося якнайбільше вітру. Ділянка має бути відкритою і піднесеною (наприклад, дах будинку, але якнайдалі від дерев та інших будівель). Що характерно, причина тому полягає не тільки у перешкодах, а й у творі пристроєм деякого шуму під час роботи, що може не сподобатися сусідам чи самим власникам.

Для більш детального ознайомлення з проблемою рекомендуємо ознайомитись із наведеним нижче тематичним відеороликом.

Відео – Як зробити вітряний генератор за допомогою побутового вентилятора

Роторний (горизонтальний) вітрогенератор

Такий пристрій впорається із забезпеченням електрики невеликого будинкучи кількох господарських будівель. Максимальна потужність вітрогенератора не перевищуватиме 1,5 кіловати.

Для роботи підготуйте:

• автомобільний генератор на 12 Вт;
• реле, контрольну лампочку акумулятора;
• сам акумулятор на 12 Вт;
• перетворювач струму;
• велику каструлю або відро з дюралюмінію або нержавіючої сталі;
• пару хомутів для кріплення генератора до щогли;
• вимикач;
• провід, 0,4 та 0,25 сантиметра;
• болти, гайки, шайби;
• вольтметр.

Інструменти будуть потрібні ті ж, що й у попередньому випадку. Спочатку візьміть каструлю (або відро) і, використовуючи маркер із рулеткою, поділіть її на чотири однакові частини. Виріжте лопаті, але не дорізайте до кінця (так, як показано на картинці).

Виконайте отвори для болтів у днищі, після чого відігніть лопаті, але не дуже сильно. Враховуйте при цьому той факт, як обертатиметься генератор (за годинниковою стрілкою або проти неї).

Далі закріпіть каструлю з підготовленими лопатями на шків, закріпіть за допомогою болтів. Встановіть на щоглу, зафіксовану заздалегідь, генератор (для цього використовуйте запасні хомути), далі з'єднайте всі кабелі і зберіть ланцюг. Перепишіть усю схему, зафіксуйте дроти на опорі.

Для підключення акумулятора використовуйте 4-міліметровий кабель довжиною максимум 1 метр. Для підключення навантаження використовуйте менший кабель. Також встановіть інвертер. Нижче наведено приблизну схему підключення.

Як бачимо, спорудити вітрогенератор своїми руками цілком можливо. Конструкція може бути двох типів, але за наявності навичок і належної запопадливості з роботою можна впоратися навіть поодинці. На цьому все, удачі!

Електроенергія невпинно дорожчає. Щоб почуватися комфортно за містом у спекотну літню погоду та морозним зимовим днем, необхідно або ґрунтовно витратитися, або зайнятися пошуком альтернативних джерел енергії. Росія – величезна площею країна, має великі рівнинні території. Хоча в більшості регіонів у нас переважають повільні вітри, малообжита місцевість обдувається потужними та буйними повітряними потоками. Тому присутність вітрогенератора у господарстві власника заміської нерухомості найчастіше виправдана. Підходящу модель вибирають, виходячи з території застосування та фактичних цілей використання.

Вітряк #1 - конструкція роторного типу

Можна зробити своїми руками нескладний вітряк роторного типу. Звичайно, забезпечити електроенергією великий котедж йому навряд чи буде під силу, зате забезпечити електрикою скромний садовий будиночокцілком під силу. З його допомогою можна забезпечити світлом у вечірній час доби господарські будівлі, висвітлити садові доріжкита прибудинкову територію.

Докладніше про інші види альтернативних джерел енергії можна прочитати в цій статті:

Так чи майже так виглядає роторний вітрогенератор, зроблений своїми руками. Як бачите, у конструкції цього обладнання немає нічого надскладного

Підготовка деталей та розхідників

Щоб зібрати вітрогенератор, потужність якого не перевищуватиме 1,5 кВт, нам знадобляться:

• генератор від автомобіля 12 V;
• кислотний або гелієвий акумулятор 12 V;
• перетворювач 12V - 220V на 700 W - 1500 W;
• велика ємність із алюмінію або нержавіючої сталі: відро або об'ємна каструля;
• автомобільне реле заряджання акумулятора та контрольної лампи заряду;
• напівгерметичний вимикач типу "кнопка" на 12 V;
• вольтметр від будь-якого непотрібного вимірювального пристрою можна автомобільний;
• болти з шайбами ​​та гайками;
• дроти перерізом 2,5 мм 2 і 4 мм 2;
• два хомути, якими генератор кріпиться до щогли.

Для виконання роботи нам будуть потрібні ножиці по металу або болгарку, рулетку, маркер або будівельний олівець, викрутку, ключі, дриль, свердло, кусачки.

Більшість власників приватних будинків не визнають використання геотермального опалення, однак така система має перспективи. Докладніше про переваги та недоліки даного комплексу можна прочитати в наступному матеріалі:

Хід конструкторських робіт

Ми збираємось виготовити ротор і переробити шків генератора. Для початку роботи нам знадобиться металева ємність циліндричної форми. Найчастіше для цих цілей пристосовують каструлю чи відро. Візьмемо рулетку та маркер або будівельний олівець і поділимо ємність на чотири рівні частини. Якщо різатимемо метал ножицями, то, щоб їх вставити, потрібно спочатку зробити отвори. Можна скористатися і болгаркою, якщо цебро не виконане з фарбованої жерсті або оцинкованої сталі. У цих випадках метал неминуче перегріється. Вирізаємо лопаті, не прорізаючи їх до кінця.

Щоб не помилитися з розмірами лопатей, які ми прорізаємо в ємності, необхідно зробити ретельні виміри та ретельно все перерахувати

У днищі та в шківі розмічаємо та висвердлюємо отвори для болтів. На цій стадії важливо не поспішати та розташувати отвори з дотриманням симетрії, щоб при обертанні уникнути дисбалансу. Лопаті слід відігнути, але не надто сильно. При виконанні цієї частини роботи враховуємо напрямок обертання генератора. Зазвичай він крутиться рухом годинникової стрілки. Залежно від кута вигину збільшується площа впливу потоків вітру, отже, і швидкість обертання.

Це ще один із варіантів лопатей. У цьому випадку кожна деталь існує окремо, а не у складі ємності, з якої вирізувалася

Якщо кожна з лопатей вітряка існує окремо, потрібно прикручувати кожну. Перевага такої конструкції у її підвищеній ремонтопридатності

Відро із готовими лопатями слід закріпити на шківі, використовуючи болти. На щоглу за допомогою хомутів встановлюємо генератор, потім приєднуємо дроти та збираємо ланцюг. Схему, кольори проводів та маркування контактів краще заздалегідь переписати. Провід теж потрібно зафіксувати на щоглі.

Щоб підключити акумулятор, використовуємо дроти 4 мм 2 , довжина яких не повинна бути більше одного метра. Навантаження (електроприлади та освітлення) підключаємо за допомогою дротів перетином 2,5 мм 2 . Не забуваймо поставити перетворювач (інвертер). Його включають до мережі до контактів 7,8 проводом 4 мм 2 .

Конструкція вітряної установки складається з резистора (1), обмотки стартера генератора (2), ротора генератора (3), регулятора напруги (4), реле зворотного струму (5), амперметра (6), акумулятора (7), запобіжника (8) , вимикача (9)

Переваги та недоліки такої моделі

Якщо все зроблено правильно, працюватиме цей вітрогенератор, не створюючи вам проблем. При акумуляторі 75А та з перетворювачем 1000 W він може живити вуличне освітлення, прилади відеоспостереження та ін.

Схема роботи установки наочно демонструє те, як саме енергія вітру перетворюється на електрику і як вона використовується за призначенням

Переваги такої моделі очевидні: цей економічний виріб, добре піддається ремонту, не вимагає особливих умов для свого функціонування, працює надійно і не порушує ваш акустичний комфорт. До недоліків можна віднести невисоку продуктивність та значну залежність від сильних поривів вітру: лопаті можуть бути зірвані повітряними потоками.

Вітряк #2 - аксіальна конструкція на магнітах

Аксіальні вітряки з беззалізними статорами на неодимових магнітах у Росії досі не робили через недоступність останніх. Але тепер вони є і в нашій країні, причому коштують вони дешевше, ніж від початку. Тому й наші умільці почали виготовляти вітрогенератори цього типу.

Згодом, коли можливості роторного вітрогенератора вже не забезпечуватимуть усі потреби господарства, можна зробити аксіальну модель на неодимових магнітах

Що потрібно підготувати?

За основу аксіального генератора потрібно взяти маточину від автомобіля з гальмівними дисками. Якщо ця деталь була в експлуатації, її необхідно розібрати, повірити підшипники і змастити, іржу зчистити. Готовий генератор буде пофарбовано.

Щоб якісно відчистити маточину від іржі, скористайтесь металевою щіткою, яку можна насадити на електродриль. Ступиця знову виглядатиме чудово

Розподіл та закріплення магнітів

Нам потрібно наклеювати магніти на диски ротора. У разі використовуються 20 магнітів розміром 25х8мм. Якщо ви вирішите зробити іншу кількість полюсів, то використовуйте правило: в однофазному генераторі має бути скільки полюсів, стільки і магнітів, а в трифазному необхідно дотримуватися співвідношення 4/3 або 2/3 полюса до котушок. Розміщувати магніти слід, чергуючи полюси. Щоб їх розташування було правильним, використовуйте шаблон із секторами, нанесеними на папері або на самому диску.

Якщо є така можливість, магніти краще використовувати прямокутні, а не круглі, тому що у круглих магнітне поле зосереджено в центрі, а прямокутні - по їх довжині. Протистоячі магніти повинні мати різні полюси. Щоб нічого не переплутати, нанесіть маркером на їх поверхню «+» або «-». Для визначення полюса візьміть один магніт та підносите до нього інші. На поверхнях, що притягуються, ставте плюс, а на що відштовхуються - мінус. На дисках полюси мають чергуватись.

Магніти правильно розміщені. Перед їх фіксацією епоксидною смолою, необхідно зробити бортики із пластиліну, щоб клейка маса могла застигнути, а не скла на стіл або підлогу

Для закріплення магнітів потрібно використовувати сильний клей, після чого міцність склеювання додатково посилюють епоксидною смолою. Нею заливають магніти. Щоб запобігти розтіканню смоли, можна зробити бордюри з пластиліну або просто обмотати диск скотчем.

Трифазні та однофазні генератори

Однофазний статор гірший за трифазний, тому що при навантаженні він дає вібрацію. Це відбувається через різницю в амплітуді струму, яка виникає через непостійну віддачу його за час. Трифазна модель на цей недолік не страждає. Потужність у ній завжди постійна, тому що фази одна одну компенсують: якщо в одній струм падає, а в іншій він наростає.

У суперечці однофазного та трифазного варіантів останній виходить переможцем, тому що додаткова вібрація не продовжує термін служби обладнання та дратує слух

В результаті віддача трифазної моделі на 50% перевищує той же однофазний показник. Іншим плюсом відсутності непотрібної вібрації є акустичний комфорт під час роботи під навантаженням: генератор не гуде під час його експлуатації. Крім того, вібрація завжди виводить вітрогенератор з ладу до закінчення терміну його експлуатації.

Процес намотування котушок

Будь-який фахівець вам скаже, що перед намотуванням котушок потрібно зробити ретельний розрахунок. А будь-яка практика все зробить інтуїтивно. Наш генератор не буде надто швидкохідним. Нам потрібно, щоб процес заряджання 12-вольтового акумулятора почався при 100-150 оборотах на хвилину. За таких вихідних даних загальне числовитків у всіх котушках має становити 1000-1200шт. Залишилося розділити цю цифру на кількість котушок і дізнатися скільки витків буде в кожній.

Щоб зробити вітрогенератор на низьких оборотах потужнішим, потрібно збільшити кількість полюсів. При цьому в котушках зросте частота коливання струму. Для намотування котушок краще використовувати товстий провід. Це зменшить опір, отже, сила струму зросте. Слід врахувати, що при великій напрузі струм може виявитися «з'їденим» опором обмотки. Простий саморобний верстат допоможе швидко і акуратно намотати якісні котушки.

Статор розмічено, котушки покладені на свої місця. Для їх фіксації використовується епоксидна смола, стіканню якої знову протистоять пластилінові борти.

Через кількість і товщину магнітів, розташованих на дисках, генератори можуть значно відрізнятися за своїми робочими параметрами. Щоб дізнатися, яку потужність чекати в результаті, можна намотати одну котушку та прокрутити її в генераторі. Для визначення майбутньої потужності слід виміряти напругу на певних оборотах без навантаження.

Наприклад, при 200 оборотах за хвилину виходить 30 вольт при опорі 3 Ом. Віднімаємо від 30 вольт напругу акумулятора в 12 вольт, а 18 вольт, що виходять, ділимо на 3 Ом. Результат – 6 ампер. Це той обсяг, який вирушить на акумулятор. Хоча практично, звичайно, виходить менше через втрати на діодному мосту та у проводах.

Найчастіше котушки роблять круглими, але краще їх трохи витягнути. При цьому міді в секторі виходить більше, а витки котушок виявляються прямішими. Діаметр внутрішнього отвору котушки повинен відповідати розміру магніту або трохи більше його.

Проводяться попередні випробування обладнання, що вийшло, які підтверджують його відмінну працездатність. Згодом і цю модель можна буде вдосконалити

Роблячи статор, врахуйте, що його товщина повинна відповідати товщі магнітів. Якщо кількість витків у котушках збільшити і зробити статор товщим, міждисковий простір збільшиться, а магнітопотік зменшиться. В результаті може утворитися та ж напруга, але менший струм через зростання опору котушок.

Як форму для статора використовують фанеру, але можна на папері розмітити сектори для котушок, а бордюри зробити з пластиліну. Міцність виробу збільшить склотканину, поміщену на дно форми і поверх котушок. Епоксидна смола не повинна прилипати до форми. Для цього її змащують воском або вазеліном. Для тих же цілей можна використовувати плівку чи скотч. Котушки закріплюють між собою нерухомо, кінці фаз виводять назовні. Потім усі шість дротів з'єднують трикутником або зіркою.

Генератор у зборі тестують, використовуючи обертання рукою. Напруга, що вийшла, становить 40 вольт, сила струму при цьому становить приблизно 10 Ампер.

Заключний етап - щогла та гвинт

Фактична висота готової щогли склала 6 метрів, але краще було б зробити її 10-12 метрів. Підстава для неї потребує бетонування. Необхідно зробити таке кріплення, щоб трубу можна було піднімати та опускати за допомогою ручної лебідки. На верхню частину труби кріпиться гвинт.

Труба ПВХ – надійний і досить легкий матеріал, використовуючи який можна зробити гвинт вітряка із заздалегідь передбаченим вигином

Для виготовлення гвинта потрібна ПВХ трубадіаметр якої становить 160 мм. З неї належить вирізати шестилопатевий двометровий гвинт. З формою лопатей має сенс поекспериментувати, щоб посилити момент, що крутить, на низьких оборотах. Від сильного вітру гвинт треба забирати. Ця функція виконується за допомогою хвоста, що складається. Вироблена енергія накопичується в акумуляторах.

Щогла повинна підніматися і опускатися за допомогою ручної лебідки. Додаткову стійкість конструкції можна надати за допомогою натяжних тросів.

До вашої уваги надані два варіанти вітрогенераторів, які найчастіше використовуються дачниками та власниками заміської нерухомості. Кожен із них по-своєму ефективний. Особливо результат застосування такого обладнання проявляється в місцевості сильними вітрами. У будь-якому разі такий помічник у господарстві не завадить ніколи.

У сучасних реаліяхкожен домовласник добре знайомий із постійним зростанням вартості комунальних послуг– це стосується і електричної енергії. Тому для створення комфортних умов проживання в заміському домобудуванні, як влітку, так і взимку, доведеться або оплачувати послуги з енергопостачання, або знайти альтернативний вихід із ситуації, що благо природні джерела енергії безкоштовні.

Як зробити вітрогенератор своїми руками - покрокове керівництво

Територія нашої держави – це здебільшого рівнина. Незважаючи на те, що у містах доступ вітру перекритий висотними спорудами, за містом буяють сильні повітряні потоки. Тому самостійне виготовленнявітряного генератора - єдино правильне рішеннядля забезпечення заміського будинкуелектрикою. Але спочатку потрібно розібратися, яка модель підходить для самостійного виготовлення.

Роторний

Роторний вітряк - нескладний перетворювальний пристрій, який просто зробити своїми руками. Природно, такий виріб не зможе забезпечити електроенергією заміський особняк, але для дачного будиночкацілком згодиться. Він дозволить висвітлити не тільки житлове житло, а й господарські будівлі і навіть доріжки в саду. Для самостійного складанняагрегату потужністю до 1500 Вт потрібно підготувати витратні матеріалита комплектуючі з наступного переліку:

Природно, потрібно мати і мінімальний комплект інструменту: ножиці для різання металу, болгарка, рулетка вимірювальна, олівець, набір гайкових ключіві викруток, дриль зі свердлами та пасатижі.

Покрокові дії

Складання починають з виготовлення ротора і переробки шківа для чого дотримуються певної послідовності робіт.

Для підключення акумулятора використовуються провідники з 4 мм перетином і довжиною не більше 100 см. Споживачі підключаються провідниками з перетином 2 мм. Важливо в розрив ланцюга включити перетворювач постійної напруги змінне значення 220В відповідно до схеми клемних контактів.

Плюси та мінуси конструкції

Якщо всі маніпуляції зроблено, вірно, то апарат прослужить досить довго. При використанні достатньо потужної акумуляторної батареї та відповідного інвертора до 1,5 кВт можна забезпечити харчуванням вуличне та внутрішньобудинкове освітлення, холодильник та телевізор. Зробити такий вітряк дуже просто та економічно вигідно. Такий виріб легко ремонтується та невибагливо у використанні. Воно дуже надійне в плані роботи і не шумить, набридаючи мешканцям будинку. Однак роторний вітряк має низьку продуктивність і його робота залежить від наявності вітру.

Аксіальна конструкція з без залізним статором на основі неодимових постійних магнітів, на території нашої держави з'явилися нещодавно через недоступність комплектуючих частин. Але на сьогоднішній день потужні магніти не є рідкістю, та й вартість на них значно впала порівняно з кількома роками тому.

Основою такого генератора є маточина з гальмівними дисками. легкової машини. Якщо це буде не нова деталь, то доцільно її перебрати та змінити мастильні матеріалита підшипники.

Розміщення та встановлення неодимових магнітів

Роботи починають із наклеювання магнітів на диск ротора. З цією метою використовуються магніти у кількості 20 шт. та розмірами 2,5 на 0,8 см. Для зміни кількості полюсів потрібно дотримуватись наступних правил:

• однофазний генератор має на увазі кількість магнітів відповідно до числа полюсів;
• у випадку з трифазним приладом дотримується співвідношення 2/3 полюсів і котушок відповідно;
• розміщення магнітів має відбуватися з чергуванням полюсів, для спрощення їхнього розподілу краще користуватися готовим шаблоном, виготовленим з картону.

По можливості доцільно використовувати магніти прямокутної форми, Оскільки в круглих аналогах концентрація магнітних полів йде в центрі, а не по всій поверхні. Важливо дотриматися умови, щоб магніти, що стоять один навпроти одного, мали протилежні полюси. З метою визначення полюсів магніти підносяться один до одного, і сторони, що притягуються, є позитивними, отже, що відштовхуються краю негативними.

Для кріплення магнітів використовується спеціальний клейовий склад, після чого для збільшення міцності виконують посилення за допомогою епоксидної смоли. З цією метою нею заливають магнітні елементи. Для запобігання розтіканню смоли роблять бортики за допомогою звичайного пластиліну.

Агрегат трифазного та однофазного типу

Однофазні статори за своїми параметрами поступаються трифазним аналогам, так як зі збільшенням навантаження зростає вібрація. Це зумовлено різницею амплітуди струму, що виникає в результаті непостійності його віддачі за певний проміжок часу. У свою чергу, у трифазному аналогу такої проблеми немає. Це дозволило збільшити віддачу трифазного генератора майже на 50% порівняно з однофазною моделлю. Плюс до всього, через відсутність додаткової вібрації під час роботи пристрою не створюються сторонні шуми.

Намотування котушок

Кожен електрик в курсі, що перш ніж починати намотування котушки, важливо виконати попередні розрахунки. Саморобний вітрогенераторна 220В - пристрій, що працює на малих швидкостях. Необхідно домогтися, щоб заряджання акумуляторної батареї стартувало зі 100 обертів на хвилину.

Якщо виходити з таких параметрів, то для намотування всіх котушок потрібно не більше 1200 витків. Для визначення витків для однієї котушки потрібно виконати простий поділ загальних показниківна кількість окремих елементів.

Для підвищення потужності вітряка з низькими обертами збільшується кількість полюсів. При цьому відбуватиметься збільшення частоти струму в котушках. Намотка котушок повинна, виконаються товстими мідними проводами. Це дозволить зменшити величину опору, отже, збільшити силу струму. Важливо враховувати, що з різким збільшенням напруги струм може повністю витрачатися на опір обмоток. Для спрощення намотування можна використовувати спеціальний верстат.

Відповідно до числа та товщини магнітів, закріплених на дисках, змінюються робочі характеристики апарата. Щоб з'ясувати, які показники потужності вийдуть зрештою, достатньо виконати намотування одного елемента і прокрутити його в агрегаті. Для визначення потужних характеристик вимірюється напруга при певних оборотах.

Найчастіше котушка виконується круглою, але доцільно її трохи витягнути. У такому разі міді в кожному секторі буде більше, а розташування витків стає щільнішим. По діаметру внутрішній отвіркотушки має дорівнювати габаритам магніту. При виготовленні статора важливо враховувати, що він за товщиною повинен дорівнювати параметрам магнітів.

Зазвичай як заготовка для статора використовується фанера, але, цілком можливо, виконати розмітку на паперовому листі розкресливши сектори для котушок, а для бордюрів використовувати звичайний пластилін. Для надання міцності виробу використовується склотканина, розташована на дні форми зверху котушок. Важливо, щоб не відбувалося прилипання епоксидної смоли до форми. І тому її покривають зверху воском. Котушки нерухомо фіксуються одна з одною, а кінці фаз виводяться назовні. Після чого виконується з'єднання всіх дротів за схемою зірка чи трикутник. Для тестування готового пристрою обертають його вручну.

Зазвичай кінцева висота щогли становить 6 метрів, але наскільки можна краще її збільшити вдвічі. Через це для її кріплення використовується бетонна основа. Кріплення має бути таким, щоб труба легко піднімалася та опускалася за допомогою лебідки. На верхньому кінці труби виконується фіксація гвинта.

Щоб зробити гвинт, знадобиться труба ПВХ, перетин якої повинен становити 16 см. З труби вирізається гвинт двометрової довжини з шістьма лопатями. Оптимальна форма лопат визначається експериментальним шляхом, що дозволяє збільшити крутний момент при мінімальних оборотах. Для відведення гвинта від сильних поривів вітру використовується хвіст складної конструкції. Електроенергія, що виробляється, накопичується в акумуляторних батареях.

Відео: саморобний вітряний генератор

Після розгляду доступних варіантіввітрогенераторів кожен домовласник зможе визначитися з придатним для його цілей пристроєм. Кожен із них має як свої позитивні сторони, і негативні якості. Особливо відчути ефективність вітряка можна за містом, де відбувається постійний рух повітряних мас.

Важко не помітити, наскільки стабільність постачання електроенергії заміським об'єктам відрізняється від забезпечення міських будівель та підприємств електроенергією. Визнайтеся, що ви як власник приватного будинку або дачі не раз стикалися з перебоями, пов'язаними з ними незручностями та псуванням техніки.

Перелічені негативні ситуації разом із наслідками перестануть ускладнювати життя любителів природних просторів. Причому з мінімальними трудовими та фінансовими витратами. Для цього потрібно лише зробити вітряний генераторелектроенергії, про що ми детально розповідаємо у статті.

Ми докладно описали варіанти виготовлення корисної у господарстві системи, що позбавляє енергетичної залежності. Згідно з нашими порадами спорудити вітрогенератор своїми руками зможе недосвідчений домашній майстер. Практичний пристрій допоможе суттєво скоротити щоденні витрати.

Альтернативні джерелаенергії – мрія будь-якого дачника чи домовласника, ділянка якого знаходиться далеко від центральних мереж. Втім, отримуючи рахунки за електроенергію, витрачену в міській квартирі, і дивлячись на збільшені тарифи, ми усвідомимо, що вітрогенератор, створений для побутових потреб, нам не завадив би.

Прочитавши цю статтю, можливо, ви втілите свою мрію у реальність.

Вітрогенератор – чудове рішення для забезпечення заміського об'єкта електроенергією. Причому в ряді випадків його встановлення є єдиним можливим виходом

Щоб не витратити даремно гроші, сили та час, давайте визначимося: чи є якісь зовнішні обставиниякі створять нам перешкоди в процесі експлуатації вітрогенератора?

Для забезпечення електроенергією дачі або невеликого котеджу достатньо потужність якої не перевищить 1 кВт. Такі пристрої у Росії прирівняні до побутових виробів. Їх встановлення не вимагає сертифікатів, дозволів або будь-яких додаткових погоджень.

Діяльність як окремих людей, так і всього сучасного людства практично неможлива без електроенергії. На жаль, обсяг споживання нафти і газу, вугілля і торфу, що швидко збільшується, веде до зменшення запасів цих ресурсів на планеті. Що ж можна зробити, поки все це ще є у землян? Згідно з висновками фахівців, саме розвитком енергетичних комплексів можна вирішити проблеми світових економічних та фінансових криз. Тому найактуальнішими стають пошук та використання безпаливних джерел енергії.

Відновлювальна, екологічна, «зелена»

Можливо, не варто нагадувати, що все нове – це добре забуте старе. Силу течії річки та швидкість вітру люди навчилися застосовувати для отримання механічної енергіїдуже давно. Сонце нагріває нам воду та рухає автомобілі, живить космічні кораблі. Колеса, встановлені в руслах струмків і невеликих річок, подавали воду на поля ще в середні віки. Одна могла забезпечити борошном кілька навколишніх сіл.

У теперішній моментнас цікавить просте питання: як забезпечити своє житло дешевим світлом і теплом, як зробити вітряк своїми руками? 5 кВт-ної потужності або трохи менше, головне, щоб можна було забезпечити своє житло струмом для роботи електроприладів.

Цікаво, що у світі існує класифікація будівель за рівнем ресурсоефективності:

• звичайні, збудовані до 1980-1995 рр.;
• з низьким та ультранизким рівнем енергоспоживання - до 45-90 кВч на 1 кВ/м;
• пасивні та енергонезалежні, які отримують струм із відновлюваних джерел (наприклад, встановивши вітрогенератор роторний (5 кВт) своїми руками або систему сонячних панелей, можна вирішити це завдання);
• енергоактивні будівлі, що виробляють електрики більше, ніж їм потрібно, одержують гроші, віддаючи її через мережу іншим споживачам.

Виходить, що власні, домашні міні-станції, встановлені на дахах та дворах, можуть згодом скласти своєрідну конкуренцію великим постачальникам струму. Та й уряди різних країнвсіляко заохочують створення та активне використання

Як визначити рентабельність власної електростанції

Дослідники довели, що резервні можливості вітрів набагато більше за всі накопичені багатовікові паливні запаси. Серед способів отримання енергії з відновлюваних джерел вітрякам відведено особливе місце, оскільки їх виготовлення простіше, ніж створення панелей, що сонцеуловлюють. По суті вітрогенератор на 5 кВт своїми руками можна зібрати, маючи потрібні складові, серед яких магніти, мідний дріт, фанера і метал для лопатей.

Знавці стверджують, що продуктивною і відповідно вигідною може стати конструкція не тільки правильної форми, але й збудована у правильному місці. Це означає, що необхідно враховувати наявність, сталість і навіть швидкість повітряних потоків у кожному окремому випадку і навіть у конкретному регіоні. Якщо в місцевості періодично наступають штили, спокійні та безвітряні дні, пристрій щогли з генератором не принесе користі.

Перш ніж починати робити вітряк своїми руками (5 кВт), необхідно продумати його модель та вигляд. Не варто чекати від слабкої конструкції великого виходу енергії. І навпаки, коли потрібно запитати лише пару лампочок на дачі, немає сенсу будувати величезний вітряк своїми руками. 5 кВт – потужність, достатня для забезпечення електроенергією практично всієї системи освітлення та домашніх приладів. Буде постійний вітер – буде й світло.

Як зробити вітрогенератор своїми руками: послідовність дій

На вибраному для високої щогли місці зміцнюють сам вітряк із приєднаним до нього генератором. Енергія, що виробляється, по проводах надходить до потрібному приміщенню. Вважається, що чим вища конструкція щогли, більше діаметрвітряного колеса і сильніший повітряний потік, тим вищий ККД всього пристрою. Насправді все не зовсім так:

• наприклад, сильний ураган може запросто поламати лопаті;
• деякі моделі можна встановити на даху звичайного будинку;
• правильно обрана турбіна легко запускається і добре працює навіть при вітрі з дуже слабкою швидкістю.

Основні види вітряків

Класичними вважаються конструкції з горизонтальним розміщенням осі обертання ротора. Зазвичай вони мають 2-3 лопаті та встановлюються на великій висотівід землі. Найбільша ефективність такої установки проявляється при постійному напрямку та його швидкості 10 м/с. Істотним недолікомцієї лопатевої конструкції є збій обертання лопатей при мінливому, рвучкому Це призводить або до непродуктивної роботи, або до руйнування всієї установки. Щоб запустити такий генератор після зупинки, необхідне примусове початкове розкручування лопатей. Крім того, при активному обертанні лопаті видають специфічні, неприємні людському вуху звуки.

Вертикальний вітрогенератор («Дзиґа» 5 кВт або інший) має інше розміщення ротора. Н-подібними чи бочкоподібними турбінами захоплюється вітер будь-якого напрямку. Ці конструкції мають менші розміри, запускаються навіть за найслабших повітряних потоків (при 1,5-3 м/с), не вимагають високих щоглів, їх можна використовувати навіть у міських умовах. Крім того, номінальної потужності вітряки, які своїми руками (5 кВт - це реально) зібрані, досягають при вітрі в 3-4 м/с.

Вітрила не на кораблях, а на суші

Одним із популярних напрямків у вітроенергетиці зараз стало створення горизонтального генератора з м'якими лопатями. Основною відмінністю є як матеріал виготовлення, так і сама форма: створені вітряки своїми руками (5 кВт, вітрильний тип) мають 4-6 трикутних лопатей. До того ж, на відміну традиційних конструкцій, їх перетин збільшується у бік від центру до периферії. Ця особливість дозволяє не тільки "зловити" слабкий вітер, але й уникнути втрат при ураганному повітряному потоці.

Плюсами вітрильників можна назвати такі показники:

• велика потужність при повільному обертанні;
• самостійне орієнтування та підстроювання під будь-який вітер;
• висока флюгерність та мала інерція;
• відсутність необхідності примусового розкручування колеса;
• абсолютно беззвучне обертання навіть за великих обертів;
• відсутність вібрацій та звукових обурень;
• відносна дешевизна конструкції.

Вітряки своїми руками

5 кВт необхідної електроенергії можна отримати кількома способами:

• побудувати найпростішу роторну конструкцію;
• зібрати комплекс із декількох послідовно розташованих на одній осі вітрильних коліс;
• використовувати аксильну конструкцію з неодимовими магнітами.

Важливо пам'ятати, що потужність вітряного колеса пропорційна добутку кубічного значення швидкості вітру на площу турбіни, що омітається. Як зробити вітрогенератор на 5 кВт? Інструкція далі.

За основу можна взяти автомобільну маточину та гальмівні диски. 32 магніти (25 на 8 мм) розташовують паралельно по колу на майбутніх дисках ротора (рухомої частини генератора) на кожен диск по 16 штук, причому плюси обов'язково чергують з мінусами. У протилежних магнітів мають бути різні значенняполюсів. Після розмітки та розміщення все, що знаходиться на колі, заливають епоксидкою.

Котушки мідного дроту розташовують на статорі. Їхня кількість повинна бути меншою, ніж число магнітів, тобто 12. Попередньо всі дроти виводять і з'єднують між собою зіркою або трикутником, потім теж заливають епоксидним клеєм. Рекомендується перед заливкою вставити всередину котушок шматочки пластиліну. Після затвердіння смоли та їх вилучення залишаться отвори, які потрібні для вентиляції та охолодження статора.

Як усе це працює

Диски ротора, обертаючись щодо статора, утворюють магнітне поле, і в котушках виникає електрострум. А вітряк, приєднаний за допомогою системи шківів, потрібний для того, щоб рухати ці частини робочої конструкції. Як зробити вітрогенератор своїми руками? Деякі починають виготовлення власної електростанції зі збирання генератора. Інші - зі створення лопатевої обертової частини.

Вал від вітряка зчіплюють з'єднанням з одним з дисків ротора. На сильний підшипник ставиться нижній другий диск з магнітами. Статор розташовують посередині. Всі частини кріпляться до фанерного кола за допомогою довгих болтів та фіксуються гайками. Між усіма «млинцями» обов'язково залишають мінімальні зазори для вільного обертання дисків ротора. У результаті виходить 3-фазний генератор.

"Бочка"

Залишилося виготовити вітряки. Своїми руками 5 кВт-ву конструкцію, що обертається, можна зробити з 3 кіл фанери і листа найтоншого і легкого дюралю. Металеві прямокутні крила кріпляться до фанери болтиками та куточками. Попередньо в кожній площині кола видовбані направляючі канавки у формі хвилі, в які вставляються листи. Двоповерховий ротор, що вийшов, має 4 хвилястих лопаті, прикріплені один до одного під прямим кутом. Тобто між кожними двома скріпленими маточками фанерними млинцями розташовані по 2 вигнуті у формі хвилі алюмінієві лопаті.

Дана конструкція насаджена по центру на сталеву шпильку, яка і буде передавати крутний момент генератору. Вітряки, своїми руками (5 кВт) створені, такої конструкції важать приблизно 16-18 кг при висоті 160-170 см та діаметрі основи 80-90 см.

Що потрібно врахувати

Вітряк-«бочку» можна встановити навіть на даху будівлі, хоча цілком достатньо вишки заввишки 3-4 метри. Однак обов'язково необхідно захистити від природних опадів корпус генератора. Також рекомендується встановити акумуляторний накопичувач енергії.

Для отримання з постійного 3-фазного змінного струму обов'язково в схему потрібно включити і перетворювач.

При достатній кількості вітряних днів у регіоні вітряк, своїми руками (5 кВт) зібраний, може забезпечити струмом не лише телевізор та лампочки, а й систему відеоспостереження, кондиціонер, холодильник та іншу електротехніку.