- Тип вітрогенератора
- Малопотужний вітряк своїми руками
- електрична частина
- механічна частина
- Вітрогенератор потужністю понад 1 кіловата
- Електрогенератор з двигуна постійного струму
- типи роторів
- Безпека
- Відео. Вітрогенератор своїми руками.
При зростанні цін на електроенергію всюди йде пошук і розробка її альтернативних джерел. У більшості регіонах країни доцільно застосовувати вітрогенератори . Щоб повністю забезпечити електрикою приватний будинок, потрібно досить потужна і дорога установка. 
Вітряний генератор для дому
Якщо зробити невеликий вітрогенератор, за допомогою електричного струму можна підігрівати воду або використовувати для частини освітлення, наприклад, господарських будівель, садових доріжок і ганку. Підігрів води для господарських потреб або опалення - це найпростіший варіант використання вітрової енергії без її акумулювання і перетворення. Тут питання більше полягає в тому, чи достатньо потужності буде для опалення.
Перед тим як зробити генератор, спочатку слід з'ясувати особливості вітрів в регіоні.
Великий вітрогенератор, для багатьох місць російського клімату, мало підходить через часту зміну інтенсивності і напряму повітряних потоків. При потужності вище 1 кВт він буде інерційним і не зможе в повній мірі розкручуватися, коли змінюється вітер. Інерція в площині обертання призводить до перевантажень від бокового вітру, що призводить до його виходу з ладу.
З появою малопотужних споживачів енергії має сенс застосовувати невеликі саморобні вітрогенератори не більше ніж на 12 вольт, щоб висвітлювати дачу світлодіодними світильниками або заряджати телефонні акумулятори при відсутності в будинку електрики. Коли в цьому немає необхідності, електрогенератор можна застосовувати для нагріву води.
Тип вітрогенератора
Для безвітряної області підходить тільки вітрильний вітрогенератор. Щоб електропостачання було постійним, знадобиться акумуляторна батарея не менше ніж на 12В, зарядний пристрій, інвертор, стабілізатор і випрямляч.
Виготовити якісний і потужний вітрогенератор своїми засобами складно. Він буде дорого коштувати, і виробляти не більше 3-4 кВт. Тут потрібні інші альтернативні джерела електрики.
Для слабоветренной районів можна самостійно виготовити вертикальний вітрогенератор, потужністю не більше 2-3 кВт. Варіантів є багато і вони майже не поступаються промисловим зразкам. Купувати доцільно вітряки з вітрильним ротором. Надійні моделі потужністю від 1 до 100 кіловат випускаються в Таганрозі.
У вітряних регіонах можна зробити генератор для будинку своїми руками вертикальний, якщо необхідна потужність складає 0,5-1,5 кВт. Лопаті можна виготовити з підручних засобів, наприклад, з бочки. Більш продуктивні пристрої доцільно купити. Найдешевшими є «вітрильники». вертикальний вітряк коштує дорожче, але він надійніше працює при сильних вітрах.
Малопотужний вітряк своїми руками
У домашніх умовах невеликої саморобний вітрогенератор виготовити нескладно. Для початку роботи в області створення альтернативних джерел енергії та накопичення в цьому цінного досвіду як зібрати генератор, можна виготовити самостійно простий пристрій, пристосувавши мотор від комп'ютера або принтера.
Вітряний генератор на 12 В з горизонтальною віссю
Щоб зробити своїми руками малопотужний вітряк, необхідно спочатку підготувати креслення або ескізи.
На швидкості обертання 200-300 об. / Хв. напруга можна підняти до 12 вольт, а вироблювана потужність складе близько 3 Вт. З його допомогою можна зарядити невеликий акумулятор. Для інших генераторів потужність необхідно збільшувати до 1000 об. / Хв. Лише в цьому випадку вони будуть ефективні. Але тут знадобиться редуктор, що створює значний опір і до того ж має високу вартість.
електрична частина
Щоб зібрати електрогенератор, необхідні комплектуючі:
- невеликий мотор від старого принтера, дисковода або сканера;
- 8 діодів типу 1N4007 для двох випрямних мостів;
- конденсатор ємністю 1000 мкф;
- труба ПВХ і пластикові деталі;
- алюмінієві пластини.
На малюнку нижче зображено схема генератора.
Кроковий мотор: схема підключення до випрямляча і стабілізатора
Діодні мости підключаються до кожної обмотці двигуна, у тому числі дві. Після мостів підключається стабілізатор LM7805. В результаті на виході виходить напруга, яке зазвичай подається на 12-вольтную батарею.
Велику популярність отримали електрогенератори на неодімових магнітах з надзвичайно високою силою зчеплення. Їх слід акуратно використовувати. При сильному ударі або нагріванні до температури 80-2500С (в залежності від виду) у неодімових магнітів відбувається розмагнічування.
За основу генератора, що виготовляється своїми руками, можна взяти маточину автомобіля.
Ротор на неодімових магнітах
На маточину проводиться наклейка суперклеєм неодімових магнітів діаметром близько 25 мм приблизно в кількості 20 шт. Однофазні електрогенератори робляться з рівністю кількості полюсів і магнітів.
Магніти, розташовані навпроти один одного, повинні притягатися, т. Е. Повернені протилежними полюсами. Після приклеювання неодімових магнітів проводиться їх заливка епоксидною смолою.
Котушки мотають круглими, а загальна кількість витків становить 1000-1200. Потужність генератора на неодімових магнітах підбирається такий, щоб його можна було використовувати як джерело постійного струму, порядку 6А для зарядки АКБ на 12 В.
механічна частина
Лопаті роблять з пластикової труби. На ній малюють заготовки шириною 10 см і довжиною 50 см, а потім вирізують. Виготовляється втулка на вал двигуна з фланцем, до якого гвинтами кріпляться лопаті. Їх кількість може бути від двох до чотирьох. Пластик довго не прослужить, але на перших порах його вистачить. Зараз з'явилися досить зносостійкі матеріали, наприклад, карбон і поліпропілен. Потім можна виготовити міцніші лопаті з алюмінієвого сплаву.
Балансування лопатей виробляють шляхом відрізання зайвих частин на кінцях, а кут нахилу створюють шляхом їх нагрівання з вигином.
Генератор кріпиться болтами до шматка пластикової труби з приварений до нього вертикальною віссю. На трубу також співвісно встановлюється флюгер з алюмінієвого сплаву. Ось вставляється в вертикальну трубу щогли. Між ними встановлюється завзятий підшипник. Вся конструкція може вільно обертатися в горизонтальній площині.
Електричну плату можна розмістити на деталі, що обертається, а напруга споживачеві передавати через два токос'емноє кільця зі щітками. Якщо плату з випрямлячем встановити окремо, тоді кількість кілець дорівнюватиме шести, скільки висновків має кроковий мотор.
Вітряк кріплять на висоті 5-8 м.
Якщо пристрій буде ефективно виробляти енергію, його можна вдосконалити, зробивши вертикально-осьовим, наприклад, з бочки. Конструкція менше схильна до бічним перевантажень, ніж горизонтальна. На малюнку нижче зображений ротор з лопатями з фрагментів бочки, встановлений на осі всередині рами і на нього не діє перекидний зусилля.
Вітряк з вертикальною віссю і ротором з бочки
Профільована поверхня бочки створює додаткову жорсткість, за рахунок чого можна застосовувати жесть меншої товщини.
Вітрогенератор потужністю понад 1 кіловата
Пристрій повинен приносити відчутну користь і видавати напругу 220 В, щоб можна було включити деякі електроприлади. Для цього воно повинно самостійно запускатися і виробляти електроенергію в широкому діапазоні.
Щоб зробити вітрогенератор своїми руками , Перш слід визначити конструкцію. Вона залежить від того, яка сила вітру. Якщо вона слабка, то єдиним варіантом може бути вітрильний варіант ротора. Більше 2-3 кіловат енергії тут не отримати. Крім того, для нього знадобляться редуктор і потужний акумулятор із зарядним пристроєм.
Ціна всього устаткування висока, тому слід з'ясувати, чи буде це вигідно для будинку.
У районах з сильними вітрами, саморобним вітрогенератором можна отримати 1,5-5 кіловат потужності. Тоді його можна підключати в домашню мережу на 220В. Апарат з більшою потужністю самостійно зробити складно.
Електрогенератор з двигуна постійного струму
Як генератор можна використовувати малооборотних мотор, що генерує електричний струм при 400-500 об / хв: PIK8-6 / 2,5 36V 0,3Nm 1600min-1. Довжина корпусу 143 мм, діаметр - 80 мм, діаметр вала - 12 мм.
Як виглядає двигун постійного струму
Для нього потрібен мультиплікатор з передавальним відношенням 1:12. При одному обороті лопатей вітряка електрогенератор зробить 12 оборотів. На малюнку нижче зображено схема пристрою.
Схема пристрою вітряка
Редуктор створює додаткове навантаження, але все ж це менше, ніж для автомобільного генератора або стартера, де потрібно передавальне відношення як мінімум 1:25.
Лопаті доцільно виготовляти з алюмінієвого листа розміром 60х12х2. Якщо на мотор їх встановити 6 штук, пристрій буде не таким швидким і не піде в рознос при великих поривах вітру. Слід передбачити можливість балансування. Для цього лопаті припаиваются до втулок з можливістю накручування на ротор, щоб можна було їх зміщувати далі або ближче від його центру.
Потужність генератора на постійних магнітах з фериту або стали не перевищує 0,5-0,7 кіловат. Збільшити її можна тільки на спеціальних неодімових магнітах.
Генератор з не намагніченим статором для роботи не годиться. При невеликому вітрі він зупиняється, а після не зможе самостійно запуститися.
Для постійного опалення в холодну пору року потрібно багато енергії, і протопити великий будинок - це проблема. Для дачі в цьому плані він може стати в нагоді, коли туди доводиться їздити не частіше 1 разу на тиждень. Якщо все правильно зважити, система опалення на дачі працює всього кілька годин. Решту часу господарі знаходяться на природі. Використовуючи вітряк як джерело постійного струму для зарядки АКБ, за 1-2 тижні можна накопичити електроенергії для опалення приміщень на такий проміжок часу, і таким чином, створити собі достатній комфорт.
Щоб зробити генератор з двигуна змінного струму або автомобільного стартера, потрібно їх переробка. Мотор можна модернізувати під генератор, якщо ротор виготовити на неодімових магнітах, проточив на їх товщину. Його роблять з кількістю полюсів, як і у статора, чергуючи один з одним. Ротор на неодімових магнітах, приклеєних до його поверхні, при обертанні не повинен залипати.
типи роторів
Конструкції роторів відрізняються різноманітністю. Поширені варіанти зображені на малюнку нижче, де вказані значення коефіцієнта використання енергії вітру (КВЕВ).
Види і конструкції роторів вітряків
Для обертання вітряки роблять з вертикальною або горизонтальною віссю. Вертикальний варіант має перевагу в зручності обслуговування, коли основні вузли розташовані внизу. Опорний підшипник виконаний Самоустановлювальні і довго служить.
Дві лопаті ротора «Савоніуса» створюють ривки, що не дуже зручно. З цієї причини його роблять з двох пар лопатей, рознесених на 2 рівня з поворотом однієї щодо іншої на 900. Як заготовок можна використовувати бочки, відра, каструлі.
Ротор "Дар'ї», лопаті якого роблять з пружною стрічки, відрізняється простотою виготовлення. Для полегшення розкрутки їх кількість повинна бути непарною. Рух відбувається ривками, через що механічна частина швидко розбивається. Крім того, стрічка при обертанні вібрує, видаючи ревіння. Для постійного застосування подібна конструкція не дуже підходить, хоча лопаті іноді роблять з звукопоглинальних матеріалів.
У ортогональному роторі крила виконуються профільованими. Оптимальна кількість лопатей дорівнює трьом. Пристрій швидкохідне, але його необхідно розкручувати під час пуску.
Гелікоїдний ротор має високий ККД за рахунок складної кривизни лопатей, що знижує втрати. Його застосовують рідше інших вітряків через високу вартість.
Горизонтальний лопатевий ротор виконання є найбільш ефективним. Але він вимагає наявності стабільного середнього вітру, а також для нього необхідна ураганна захист. Лопаті можна виготовити з пропілену, коли їх діаметр менше 1 м.
Якщо вирізати лопаті з товстостінної пластикової труби або бочки, досягти потужності вище 200 Вт не вдасться. Профіль у вигляді сегмента для стисливої газоподібного середовища не підходить. Тут потрібен складний профіль.
Діаметр ротора залежить від того, яку потужність потрібно отримати, а також від кількості лопатей. Двухлопастніку на 10 Вт потрібен ротор діаметром 1,16 м, а на 100 Вт - 6,34 м. Для чотирьох-, і шестілопастніка діаметр складе відповідно 4,5 м і 3,68 м.
Якщо насадити ротор безпосередньо на вал генератора, його підшипник довго не протягне, оскільки навантаження на всі лопаті нерівномірна. Опорний підшипник для вала вітряка повинен бути Самоустановлювальні, з двома або трьома ярусами. Тоді для вала ротора будуть не страшні вигини і зміщення в процесі обертання.
Велику роль в роботі вітряка грає токос'емник, який потрібно регулярно обслуговувати: змащувати, чистити, регулювати. Можливість його профілактики повинна бути передбачена, хоча це складно зробити.
Безпека
Вітряки, потужність яких перевищує 100 Вт, є гучними пристроями. У дворі приватного будинку можна встановити промисловий вітродвигун, якщо він сертифікований. Його висота повинна бути вище найближчих будинків. На даху можна встановлювати навіть малопотужний вітряк. Механічні коливання від його роботи можуть створити резонанс і привести до руйнування будівлі.
Високі швидкості обертання вітрогенератора вимагають якісного виготовлення. Інакше, при руйнуванні пристрою існує небезпека, що його деталі можуть відлетіти на великі відстані і нанести травму людині або домашнім тваринам. Особливо це слід враховувати при виготовленні вітряка своїми руками з підручних матеріалів.
Відео. Вітрогенератор своїми руками.
Застосування вітрогенераторів доцільно не у всіх регіонах, оскільки залежить від кліматичних особливостей. Крім того, виготовляти їх своїми руками не має сенсу без певного досвіду і знань. Для початку можна взятися за створення простої конструкції потужністю кілька ват і напругою до 12 вольт з допомогою, якої можна зарядити телефон або запалити енергозберігаючу лампу. Застосування неодімових магнітів в генераторі дозволяє значно збільшити його потужність.
Потужні вітрові установки, що беруть на себе значну частину електропостачання будинку, краще купувати промислові, на створення напруги 220В, ретельно зваживши при цьому все за і проти. Якщо поєднати їх з іншими видами альтернативних джерел енергії, електрики може вистачити на все господарські потреби, включаючи систему опалення будинку.
Оцініть статтю: