- Вітрогенератор - джерело електроенергії
- Саморобний вітрогенератор для дому та його особливості
- Схема саморобного вітрогенератора - основні вузли
- Покрокова інструкція по збору вітрогенератора
- Робимо генератор для вітряка
- Виготовляємо лопаті
- Запуск і перевірка
- підключення споживачів
Вітряні електрогенератори продовжують набирати свою популярність. Ними найчастіше цікавляться люди, які проживають в сільській місцевості і мають можливість встановлювати на своїх ділянках настільки значні конструкції. Але, з огляду на високу вартість даного обладнання, дозволити собі його покупку може далеко не кожен. Давайте подивимося, як зробити вітрогенератор своїми руками і заощадити гроші на створення власного альтернативного джерела електричної енергії.
Вітрогенератор - джерело електроенергії
Тарифи на комунальні послуги піднімаються як мінімум один раз на рік. А якщо придивитися, то в деякі роки та ж електроенергія піднімається в ціні удвічі - цифри в платіжних документах ростуть як гриби після дощу. Природно, все це вдаряє по кишені споживача, доходи якого не показують настільки стійкого зростання. А реальні доходи, як показує статистика, показують тенденцію до падіння.
Ще зовсім недавно боротися зі зростанням тарифів на електроенергію можна було одним простим, але незаконним способом - за допомогою неодимового магніту. Це виріб прикладалася до корпусу витратоміра, в результаті чого той зупинявся. Але користуватися цією методикою ми настійно не рекомендуємо - це небезпечно, незаконно, а штраф за упіймання буде таким, що мало не здасться.
Схема була просто чудова, але згодом вона перестала працювати з наступних причин:
Почастішали контрольні обходи стали масово виявляти несумлінних господарів.
- Почастішали контрольні обходи - по хатах ходять представники контролюючих органів;
- На лічильники стали наклеюватися спеціальні стікери - під дією магнітного поля вони темніють, викриваючи порушника;
- Лічильники стали несприйнятливими до магнітного поля - тут встановлюються електронні облікові вузли.
Тому люди стали приділяти увагу альтернативним джерелам електроенергії, наприклад, вітрогенераторам.
Ще один спосіб викрити порушника, що краде електроенергію - провести експертизу рівня намагніченості лічильника, яка з легкістю виявляє факти розкрадання.
Вітряки для будинку стають звичним явищем в районах, де часто дмуть вітри. Вітровий електрогенератор використовує для вироблення електроенергії енергію вітрових потоків повітря. Для цього вони оснащуються лопатями, які надають руху ротори генераторів. Отримана електроенергія перетворюється в постійний струм, після чого передається споживачам або запасається в акумуляторних батареях.
Вітрогенератори для приватного будинку, як саморобні, так і заводської збірки, можуть основними або допоміжними джерелами електроенергії. Ось типовий приклад роботи допоміжного джерела - він гріє воду в бойлері або живить низьковольтні домашні світильники, в той час як інша побутова техніка працює від основної електромережі. Також можлива робота як основного джерела електрики в будинках, які не підключені до електричних мереж. Тут вони живлять:
- Люстри і світильники;
- Велику побутову техніку;
- Опалювальні прилади та багато іншого.
Відповідно, для того щоб обігрівати своє житло, необхідно зробити або придбати вітряну електростанцію на 10 кВт - цього повинно вистачити на всі потреби.
Вітрова електростанція може живити як традиційні електроприлади, так і низьковольтні - вони працюють від 12 або 24 вольт. Вітряний генератор на 220 В виконується за схемою із застосуванням інверторних перетворювачів з накопиченням електроенергії в акумуляторах. Вітрогенератори на 12, 24 або 36 В влаштовані простіше - тут застосовуються більш прості контролери заряду батарей із стабілізаторами.
Саморобний вітрогенератор для дому та його особливості
Перш ніж ми розповімо, як зробити вітряк для отримання електрики, поговоримо про те, чому не можна скористатися заводський моделлю. Заводські вітрогенератори дійсно більш ефективніше своїх саморобних аналогів. Все, що можна зробити на виробництві, буде надійніше того, що можна зробити в кустарних умовах. Це правило працює і відносно вітрогенераторів.
Самостійне виготовлення вітрогенератора вигідно своєю дешевизною. Заводські зразки потужністю від 3 кВт до 5 кВт обійдуться в 150-220 тис. Рублів, в залежності від виробника. Така висока ціна і пояснює відсутність магазинних моделей для більшості споживачів, адже вона впливає і на термін окупності - в деяких випадках він досягає 10-12 років, хоча деякі моделі «відбивають» себе набагато раніше.
Заводські вітряні електростанції для будинку більш надійні і рідше ламаються. Зате кожна поломка може призвести до гігантських витрат на запасні вузли. Що стосується саморобок, то їх легко відремонтувати самостійно, так як збираються вони з підручних матеріалів. Цим і виправдовується далеко не найдосконаліша конструкція.
Так, зробити вітрогенератор на 30 кВт своїми руками буде дуже складно, але будь-яка людина, що вміє працювати з інструментами, зможе зібрати маленький вітряк невеликої потужності і забезпечити себе необхідною кількістю електроенергії.
Схема саморобного вітрогенератора - основні вузли
Зробити саморобний вітрогенератор в домашніх умовах порівняно легко. Нижче ви можете побачити простий креслення, що пояснює розташування окремих вузлів. Згідно з цим кресленням, нам необхідно зробити або підготувати наступні вузли:
Схема саморобного вітряка.
- Лопаті - вони можуть бути виготовлені з найрізноманітніших матеріалів;
- Генератор для вітрогенератора - можна придбати готовий або зробити самостійно;
- Хвостова частина - направляє лопаті за напрямком вітру, дозволяючи домогтися максимального ККД;
- Мультиплікатор - підвищує обороти обертання валу (ротора) генератора;
- Кріпильна щогла - на ній будуть утримуватися всі перераховані вище вузли;
- Натяжні троси - утримують всю конструкцію і не дають впасти від поривів вітру;
- Контролер заряду, акумулятори та інвертор - забезпечують перетворення, стабілізацію і накопичення отриманої електроенергії.
Ми спробуємо зробити з вами простий роторний вітрогенератор.
Покрокова інструкція по збору вітрогенератора
Зробити вітряк з пластикових пляшок зможе навіть дитина. Він буде весело обертатися під подувом вітру, видаючи шум. Існує величезна кількість всіляких схем побудови таких вітряків, в яких вісь обертання може розташовуватися як вертикально, так і горизонтально. Електрики такі штуки не дають, зате чудово розганяють кротів на присадибних ділянках, які шкодять рослинам і всюди риють свої нірки.
Саморобний вітрогенератор для будинку чимось схожий на такий ось пляшковий вітряк. Тільки розмірами він побільше, та й конструкцією серйозніше. Але якщо приробити до такого ветрячку невеликий моторчик, то він зможе стати джерелом електроенергії і навіть живити якусь електричну штуку, наприклад, світлодіод - на більше його потужності не вистачить. Глянувши на схему такої «іграшки», ви зможете зрозуміти, як зробити повноцінний вітрогенератор.
Робимо генератор для вітряка
Для того щоб зібрати вітряну електростанцію, нам буде потрібно генератор, причому з самостійним порушенням. Іншими словами, в його конструкції повинні бути присутнім магніти, навідні електроенергію в обмотках. Саме так влаштовані деякі електродвигуни, наприклад, в шуруповертах. Але зробити пристойний вітрогенератор з шуруповерта не вийде - потужність буде просто смішний, вистачить максимум на роботу невеликої світлодіодної лампи.
Зробити вітряну електростанцію з автогенератора теж не вийде - тут використовується обмотка збудження, що живиться від акумулятора, тому він нам не підходить. З вентилятора побутового у нас вийде зробити хіба що пугач для птахів, що атакують город. Тому потрібно пошукати нормальний самозбуджується генератор підходящої потужності. А ще краще витратитися і придбати покупну модель.
Генератор дійсно вигідніше купити, ніж зробити - ККД заводського зразка буде більш високим, ніж у саморобки.
Давайте подивимося, як зробити генератор для нашого вітряка своїми руками.
Його максимальна потужність складає 3-3,5 кВт. Для цього нам знадобляться:
- Статор - він виготовляється з двох шматків листового металу, розкроєних в формі кіл діаметром 500 мм. На кожну окружність по краю (трохи відступивши від краю) наклеюються 12 неодімових магнітів діаметром 50 мм. Їх полюса повинні чергуватися. Аналогічним чином готуємо другу окружність, але тільки полюса тут повинні розташовуватися із зсувом;
- Ротор - він представляє собою конструкцію з 9 котушок, намотаних мідним дротом діаметром 3 мм в лакової ізоляції. У кожній котушці робимо по 70 витків, хоча в деяких джерелах рекомендується робити по 90 витків. Для розміщення котушок необхідно зробити основу магнітною;
- Ось - її необхідно зробити точно по центру ротора. Причому биття бути не повинно, конструкцію потрібно ретельно відцентрувати, інакше її швидко розіб'є вітром.
Розміщуємо статори і ротор - сам ротор обертається між статорами. Між цими елементами витримується відстань 2 мм. Всі обмотки ми з'єднуємо за наведеною нижче схемою, щоб у нас вийшов однофазний джерело змінного струму.
Виготовляємо лопаті
У цьому огляді ми робимо досить потужний вітрогенератор - його потужність складе до 3-3,5 кВт при сильному вітрі або до 1,5 або 2 кВт при вітрі середньої сили. Причому він вийде досить безшумним, на відміну від генераторів на електродвигунах. Далі потрібно подумати про розташування лопатей. Ми з вами задумали зробити простий трилопатевої горизонтальний вітрогенератор. Можна було б подумати і над вертикальним вітрогенератором, але в цьому випадку коефіцієнт використання енергії вітру буде нижчим - в середньому 0,3.
Якщо зробити вертикальний вітрогенератор, то у нього буде лише одна перевага - він зможе працювати при будь-якому напрямку вітру.
У домашніх умовах простіше всього зробити прості лопаті. Для їх виготовлення можна використовувати різні матеріали:
- Дерево - правда, з часом воно може потріскатися і розсохтися;
- Поліпропілен - цей вид пластику підходить для малопотужних генераторів;
- Метал - надійний і довговічний матеріал, з якого можна зробити лопаті будь-якого розміру (добре підходить дюралюміній, який використовується в авіації).
Прикинути діаметр лопатей допоможе невелика таблиця. Уточніть приблизну швидкість вітру в вашій місцевій і дізнайтеся, якого діаметру потрібно зробити лопаті для вітрогенератора.
Зробити лопаті для вітрогенератора не так вже й складно. Набагато складніше зробити так, щоб вся наша конструкція вийшла збалансованою - інакше її швидко розіб'ють сильні пориви вітру. Балансування виконується шляхом корекції довжини лопатей. Після цього об'єднуємо лопаті з ротором нашого вітрогенератора і встановлюємо конструкцію на монтажному майданчику, до якої кріпиться хвостова частина.
Запуск і перевірка
Найголовніше в подальшому - вибрати правильне місце для установки щогли. Вона повинна розташовуватися строго вертикально. Генератор з лопатями розміщується якнайвище, де вітер сильніший. Простежте, щоб поруч не було лісопосадок, окремо стоячих дерев, будинків і великих споруд, що загороджують повітряні потоки - при наявності будь-яких перешкод розмістіть вітрогенератор на видаленні від них.
Як тільки вітрогенератор прийде в рух, необхідно зробити наступне - підключити до відведення генератора мультиметр і перевірити наявність напруги. Тепер система готова до повноцінної експлуатації, залишається тільки визначитися, яка напруга буде подаватися в будинок і як це буде відбуватися.
підключення споживачів
У нас уже вийшло зробити малошумний вітряк, причому досить потужний. Настав час підключити до нього електроніку. Збираючи вітрогенератори своїми руками на 220В, необхідно подбати про придбання інверторних перетворювачів. ККД даних приладів досягає 99%, тому втрати на перетворення подається постійного струму в змінний струм з напругою 220 Вольт будуть мінімальними. Разом в системі будуть три додаткових вузла:
- Блок акумуляторів - накопичує надлишки генерується електроенергії запас. Ці надлишки використовуються для живлення споживачів в періоди затишшя або в моменти, коли він дме дуже слабо;
- Контролер заряду - контролює зарядний струм, продовжуючи термін служби акумуляторних батарей;
- Перетворювач - перетворює постійний струм в змінний.
Також можлива схема, коли в будинку встановлюються побутова техніка та освітлювальні прилади, здатні працювати з напругою 12 або 24 Вольта. У цьому випадку потреба в інверторному перетворювачі відпадає. Що стосується харчування приладів для приготування їжі, то для того щоб не створювати зайвого навантаження на вітрогенератор, радимо використовувати газове обладнання, що харчується від балона зі скрапленим газом.
Вітряні генератори на 220В вигідні тоді, коли в будинку вже присутня техніка, яка працює на змінному струмі з зазначеним напругою.