Своими руками ветрогенератор для дома: Как сделать ветрогенератор 💨 на 220В своими руками: самодельный ветряк

Содержание

Как собрать ветрогенератор своими руками |

Владельцам частных домов приходится решать вопросы обеспечения электроэнергией загородных коттеджей и удаленных дач. Вместо того чтобы устанавливать опорные столбы линий электропередач, куда проще обустроить компактный ветрогенератор. Получать разрешение на установку такого оборудования на сегодняшний день не требуется. Нужно лишь знать, как собрать ветрогенератор, правильно ввести его в эксплуатацию и использовать сгенерированную электроэнергию.

Общий принцип работы

В южных регионах наибольшей популярностью пользуются солнечные батареи, однако в средней полосе экономически оправданным считается обустройство ветровых генераторов. Такая техника одновременно универсальна в использовании, позволяет обеспечить электроэнергией дачу или частный дом, проста в эксплуатации и нетребовательна в обслуживании. С одинаковым успехом можно как заказать установку компактных модификаций, собранных в заводских условиях электростанций, так и сделать их своими руками.

Основным элементом электрогенератора являются его лопасти, которые, вращаясь, генерируют электроэнергию. В зависимости от расположения осей электростанций, принято выделять вертикальные и горизонтальные модификации. Последние получили наибольшее распространение, так как отличаются эффективностью, а их рабочие органы вращаются даже при минимальном дуновении ветра.

Преимуществом вертикальных ветрогенераторов является простота конструкции, которая позволяет отказаться от ненужного поворотного механизма. Однако КПД у таких ветряков составляет лишь 25%, тогда как у горизонтальных трехлопастных модификаций этот показатель достигает 45%.

Современные электрогенераторы отличаются великолепной эффективностью, что достигается за счёт применения специальной конструкции с повышающим редуктором. Последний может выполняться шестеренчатым или ременным. Тем самым обеспечивается генерация электротока даже при минимальной скорости вращения лопастей ветряка. Горизонтальные модификации снабжаются специальной поворотной головкой, которая позволяет следовать за текущим направлением ветра. Такой механизм может выполняться как механическим, по типу флюгера, так и моторизированным с небольшим электроприводом.

Изготавливаться лопасти могут из разрезанных вдоль ПВХ труб или специальных прочных стальных или алюминиевых заготовок. В интернете можно с легкостью найти многочисленные чертежи выполнения лопастей и самих ветрогенераторов, которые будут иметь простую конструкцию, отличаться функциональностью и надежностью. Изготовить такие электрогенерирующие установки своими руками не составит какого-либо труда, необходима лишь соответствующая проектная документация, что позволит решить проблему с инженерными коммуникациями в частном доме.

Правовая сторона вопроса

Самодельные ветрогенераторы, предназначенные для электроснабжения частного дома или дачи, не попадают под запрет по изготовлению и установке таких устройств. Согласно действующему законодательству, ветрогенератор на 12 вольт считается бытовым, если его мощность не превышает 5кВт. В подобном случае не требуется каких-либо согласований с местными энергетическими компаниями. Также не нужно оплачивать какие-либо налоги с оговоркой, что полученная электроэнергия не используется для продажи третьим лицам.

Нужно лишь помнить о том, что местные власти могут издавать дополнительные правила и указы, которые регулируют использование таких ветряков. В частности, в районах поблизости от аэропортов запрещено устанавливать ветреные генераторы высотой более 20 метров. Подобные ограничения могут быть и в тех случаях, когда строение находится в особо охраняемых природных зонах.

Проблемы с законом могут появляться в тех случаях, когда ветряк издает повышенный шум, мешающий соседям на расположенном поблизости участке. Также нужно учитывать, что такие ветряки для частных домов относятся к категории индивидуальных построек, соответственно, на них распространяются определенные ограничения.

Самодельные установки

Конструктивно самодельный ветрогенератор не отличается сложностью, поэтому даже при минимальных знаниях и опыте в электротехнике и с использованием подручных вещей и средств собрать самодуйку под силу каждому домовладельцу. В зависимости от выбранной схемы и типа, такое энергогенерирующее оборудование может значительно отличаться.

Стандартный ветродуй включает следующие компоненты:

  • Пропеллер воздушный, который крафтится на вал генератора или же подключается через шестеренчатую и цепную передачу.
  • Генератор, который при вращении может вырабатывать электроток. Чаще всего используют уже готовые автомобильные электрогенераторы.
  • Стабилизаторы, регуляторы напряжения и инверторы выбирают в зависимости от типа генератора.
  • Установочная конструкция включает кронштейн для фиксации на крышу или высокую мачту.

На сегодняшний день существуют десятки различных типовых проектов и схем выполнения бытовых геликоидных ветрогенераторов типа «Дарья». Это могут быть как простейшие маломощные электрические конструкции, полученного тока с которых едва хватит ли на зарядку телефона или освещения детских зон с платьями для кукол, так и мощные установки, способные обеспечить полное электроснабжение кухни частного дома.

Бывалые специалисты рекомендуют выбирать самодельные ветряки максимум в 4кВт мощности, изготовление которых не будет представлять особой сложности. В сети можно найти пошаговые инструкции по сборке таких устройств, что существенно упрощает их сборку.

Лопасти пропеллера

Пропеллер может изготавливаться из различных прочных подручных материалов, цена которых не слишком высока. Возможно даже применение обычных пластиковых бутылок, разрезанных в середине, что позволяет им улавливать ветер, раскручивая вал привода. Лишь от использования дерева следует отказаться, так как такой материал имеет большой вес и часто приходит в негодность. Создать и установить маленький деревянный велогенератор с лопатками на открытом воздухе будет проблематично.

Лопасти могут изготавливаться:

  • из пластика;
  • металла;
  • композитных материалов.

Гибкие парусные лопасти не столь прочны и существенно ограничивают мощность выполняемого ветрогенератора. Собрать ветрогенератор своими руками можно лишь при наличии на руках качественной схемы устройства. Интересный и эффективный вариант — это аксиальный ветряк, выполненный из компьютерного кулера вентилятора. По сути, это уже готовые конструкции, которые имеют качественно выполненные лопасти и сбалансированный электродвигатель. Купить такой кулер в компьютерных магазинах можно по доступным ценам.

Если изготавливается по-настоящему мощное устройство, например, vetrogenerator Третьякова, то лопасти винта-самоделки выполняются из алюминиевых или стальных листов. Это прочные и надежные материалы, профилирование и резка которых не представляет особой сложности. Такой пропеллер-мельница отличается легким весом, при этом крупноразмерные лопасти хорошо улавливают даже минимальное по своей силе дуновение ветра, обеспечивая генерацию электроэнергии практически круглые сутки.

Также самодельные установки можно выполнить с пропеллером, который изготовлен из разрезанных наполовину стальных бочек. Потребуется лишь обустроить систему на подшипниках и позаботиться о мощном каркасе.

Использование генераторов

Ротор представляет собой сложное устройство, поэтому собрать ветряной генератор своими руками крайне сложно. Проще всего использовать уже готовые электродвигатели от разнообразных промышленных установок. Также возможно использование автомобильных генераторов, которые подходят для ветряков мощностью не более 2 Вт.

Изготовить ветроэлектростанцию для отопления или вибростанка небольшой мощности с переменным током для трехфазной сети можно из шагового двигателя. Также можно выбрать схему, устроенную на приводе от принтера, а в последующем выработки электроэнергии будет достаточно для зарядки сотового телефона или питания светодиодного светильника.

Специалисты рекомендуют при необходимости изготовления по-настоящему мощного устройства выполнять роторный стартер с использованием неодимовых магнитов. Последние отличаются компактными размерами, при этом способны генерировать качественный электроток. Обычно мощность генераторов на неодимовых магнитов с использованием соответствующих намоток будет на порядок выше, чем при применении электродвигателей. Такие конструкции отличаются компактными размерами, соответственно, проще собрать ветряк в небольшом корпусе бытового устройства.

Опорные несущие мачты

Пропеллер тихоходного электроветрогенератора на 10кВт обычно устанавливается на высокую мачту, что позволяет обеспечить максимально возможную эффективность генерации электроэнергии. Прочности выполненной мачты следует уделять должное внимание, так как на неё приходятся существенные ветровые нагрузки. Поэтому неправильно установленная конструкция может рухнуть под своей тяжестью. Изготавливают чаще всего такие мачты из металлоконструкций, используя дополнительные опоры и растяжки.

Мачты выполняются:

  • из металлоконструкций;
  • бетонных столбов;
  • обработанного бруса.

В каждом конкретном случае тип мачты, способ подключения и высота конструкции будут отличаться, в зависимости от розы ветров в регионе, особенности прилегающих строений и мощности самого ветряка. Бытовые ветрогенераторы-ветродуйки на 220 В обычно имеют высоту от 4 до 10 метров. Обустраивать более высокие конструкции для ветрячка уже не имеет смысла, так как требуется выполнять масштабное бетонирование площадки, продумывать системы противовесов и дополнительных креплений, что не только существенно усложняет всю работу, но и занимает большую площадь придомовой территории.

Мачты с высотой 10—15 метров требуют не только противовесов и растяжек. Их основание бетонируется на глубину порядка полутора-двух метров, что позволяет обеспечить неподвижность всей конструкции даже в условиях шквального ветра. Планируя построить электроветряк на 12 В на приусадебном участке, следует помнить о том, что по действующему законодательству располагать их надо на определенном удалении от основного строения и ограждения с соседним участком.

Применяемое электрооборудование

Для поддержания правильной работы ветроустановки и последующего использования полученного с него электричества потребуется использовать различное дополнительное оборудование. Так, в частности, необходим инвертор, который позволяет сглаживать колебания напряжения в сети 50ГЦ, исключая выход из строя подключённых потребителей электроэнергии. Также подобные функции выполняют стабилизаторы напряжения, которые устанавливаются непосредственно в электрощите.

Системы автономного электроснабжения маленьких частных домов дополнительно оснащаются аккумуляторами, которые накапливают ток во время пиковой генерации, позволяя пользоваться различными электроприборами даже в период полного безветрия. Недостаток таких систем ветровиков с аккумуляторами в том, что вся конструкция существенно усложняется, увеличиваются затраты на оборудование, при этом раз в 5—8 лет, в зависимости от интенсивности использования батареей, они потребуют дорогостоящей замены.

Выбор используемого электрооборудования лучше всего доверить специалистам, которые смогут не только выполнить расчет необходимого количества света, приобретут качественные установки, но и проведут их грамотный монтаж. Только в этом случае обеспечивается беспроблемность использования домашней ветротурбины и всей системы электроснабжения частного дома, основой которой станет выполненный своими руками ветрогенератор.

Наши рекомендации:

Понравился пост? Поделись с друзьями и оцени публикацию. Тебе не трудно, а автору приятно. Спасибо.

Загрузка…

Подписывайся на наши новости Вконтакте!

Как сделать простой ветрогенератор для дачи или дома своими руками

Многие хотят иметь автономное электроснабжение например дачи или дома, но сталкиваются с массой проблем при осуществлении задумки. Первое это с чего начать и что выбрать в качестве автономного источника электроснабжения. Многие говорят, — поставь бензогенератор и забудь про всякие там ветряки и солнечные панели.

Да бензогенератор просто, завел и он работает, но выгодно ли это, во первых бензин и масла, а во вторых техобслуживание, ведь если бензогенератором пользуются раз в неделю и пару часов, то его надолго хватит, а если электричество нужно каждый день, то бензогенератор может и года не протянуть (средний моторесурс мини бензогенераторов 300-500часов).

Экономить моторесурс можно тем, что заряжать бензогенератором аккумулятор, и пользоваться энергией накопленной в аккумуляторе, но это выгодно если электричества надо совсем немного, да и то по мере разрядки аккумулятора, его надо постоянно заряжать, а правильная зарядка полностью севшего аккумулятора занимает около 10 часов. В общем для каждодневного использования бензогенераторы не подходят, так как расходы на топливо и постоянный шум от работающего агрегата делают его подходящим лишь для аварийного источника тока.

Солнечные панели в плане автономного электоснабжения более подходящий, но они очень специфичны и очень сильно зависят от солнца, если же летом солнца достаточно, то в межсезонье и зимой солнца почти нет, а эффективность солнечных панелей падает в 10-20 раз при отсутствии солнца. Так-же солнечные панели работают только в светлое время суток, что зимой при отсутствии солнца и короткого светового дня делает их бесполезными. Так-же стоимость батарей на сегодняшний день достаточно высока.

Что-же остаётся? —ветрогенератор, не заводской, так как они плохо работают в большинстве наших регионов, а именно самодельный аксиальный ветрогенератор на постоянных неодим магнитах. Да эффективность аксиальных генераторов немного ниже чем у заводских аналогов при скорости ветра 5-7м/в, но всегда-ли в наших регионах такой ветер, ведь обычно среднегодовая скорость ветра в большинстве регионов России около 4м/с. Бывают дни когда ветра почти нет 1-3м/с.

Да, при использовании больших ветряков обычно ставят большой блок буферных аккумуляторов, чтобы при отсутствии достаточного для зарядки ветра, использовать энергию накопленную в аккумуляторах. Но чем больше блок аккумуляторов, тем выше цена в итоге на всю установку.

Выход один, делать ветрогенератор под ветер 3м/с, чтобы он стабильно заряжал буферный аккумулятор при слабых ветрах. Для этих целей можно использовать и готовые генераторы, но они все работают на высоких оборотах, а при ветре 3м/с врятле можно получить хоть какие приемлемые обороты, при таком ветре в зависимости от конфигураций лопастей 40-90об/м. Можно поставить на другие генераторы и тем самым увеличить количество оборотов генератора по отношению к оборотам лопастей, но при этом теряется много энергии в механических частях мультипликатора.

Многие «Кулибины» сейчас делают полностью самодельные генераторы для ветряков на постоянных магнитах. Конструкция генератора на удивление очень проста и не требует для повторения специального оборудования, а достаточно того, что есть у каждого в гараже.

Плюсы таких генераторов по сравнению с заводскими в том, что они не имеют магнитных залипаний, так как статор бесжелезный, и представляет собой залитый эпоксидной или другими веществами диск с катушками индуктивности. А ротор состоит из двух металлических дисков с наклеенными магнитами. Диск с медными катушками неподвижен, а с обоих сторон диска вращаются диски с магнитами. Таким образом при наведении магнитного поля от магнитов на медные катушки, в них начинает течь ток. Ток возникает при смене электромагнитного поля с отрицательного в положительное и обратно. Импульс смены тока в катушке это и есть один герц. Ну чтож не будем вдаваться сильно в принципы работы, а рассмотрим готовые конструкции…

Самая распространённая и проверенная конструкция самодельного генератора

За основу генератора обычно берут ступицу от ваз 2108-09, и два тормозных диска от неё-же. Можно использовать и другие подходящие валы и ступици, или делать полностью самодельные. Проанализировав множеество общедоступной информации, я пришел к таким основным выводам. При построении таких генераторов для низких скоростей ветра количество катушек и магнитных пар должно быть как можно больше, конечно в разумных пределах.

Максимальное количество, которое легко в изготовлении, это 16 катушек и 16 пар магнитов. Мощность генератора зависит от размеров магнитов и катушек индуктивности на статоре. Более правильное соотношение веса медных катушек должно быть примерным весу магнитов, то есть если масса медных катушек 1 кг, то и масса магнита тоже должна быть около 1 кг.

Толщину статора -диска с медными катушками обычно делают такой-же как и толщина магнитов, то есть если магниты толщиной 1см, то и диск лучше делать не толще, можно тоньше, но при этом придётся делать более мелкие катушки, которые будут производить меньше энергии, несмотря на более сильное магнитное поле, а если делать диск толще то магниты будет слабо наводить магнитные поля на центр диска, и центральная часть катушек будет плохо работать.

В среднем при при 90 оборотов генератора состоящего из 16-ти полюсов, и общим весом катушек индуктивности и магнитов в 2кг, мощность получается порядка 40-50 ватт энергии, эта мощность будет при ветре 3м/с. При увеличении скорости ветра значительно вырастает и мощность генератора, и уже при ветре 10м/с такой генератор будет давать 350-400 ватт. Но всё зависит от конфигурации лопастей.

Так-же многие советуют делать соотношение катушек к магнитным полюсам 1,333, то есть например 9 катушек и 12 пар магнитов, 12 катушек и 16 пар магнитов, обоснная это уходом от залипания. Но какое здесь залипание ведь статор не железный и состоит из эпоксидки и медных катушек и большее количество полюсов по отношению к катушкам только ухудшид процессы смены импульсов магнитного поля в катушках, а следовательно и мощность генератора. Генератор не имеет залипаний так-как нет железа в статоре и стартует очень легко, а сопротивление появляется, когда к генератору подключатся нагругка в виде лампочки или аккумулятора для зарядки.

Да, генераторы с большим числом магнитных пар по соотношению к катушкам имеют меньшее сопротивление, так как магниты наводят на катушки смешаное магнитное поле и следовательно в итоге меньший ток, то есть люди думают что они делают залипание меньше, а на самом деле снижают применением большего количества магнитных пар мощность генератора. Лучшее соотношение 1:1, так как при этом проиходит одновременно смена магнитного поля во всех катушках при вращении. Чёткая и доновременная смена даёт более мощные импульсы, а следовательно и более высокий ток.Применяют большее количество полюсов для снижения залипания в железных статорах, но это тоже в итоге снижает мощность генератора.

Так-же обычно используют круглые магниты, но прямоугольные магниты работают лучше, так как магнитный контур расположен по длине магнита, а у круглых сосредоточен к середине.И для большей эффективности надо наматывать не круглые катушки, а формой напоминающей треугольник. Размеры магнитов в диаметре обычно равны внутреннему диаметру катушек индуктивности, это связано с тем что верхние и нижние части обмоток не участвуют в процессе генерации импульсов. Поэтому магниты обычно меньше диаметра катушек.

Пример такого ветрогенератора с применением неодимовых магнитов и статора залитого эпоксидной

На фото ветряк был протестирован с разными лопостями для определения большей эффективности при малом ветре и более стабильных оборотов. В обоих вариантах ветряк показал хорошие характеристики, но с тремя лопостями лучше на более сильном ветре.

В этом ветрогенераторе также бала использована задняя ступица от ВАЗ2108 и два тормозных диска от неё-же. На тормозные диски были наклеены с помощью супер клея 16 пар неодим магнитов размером 27 на 8, далее они были залиты до половины эпоксидной смолой с добавкой талька. Для намотки катушек индуктивности был собран примитивный станочек.

Двенадцать круглых катушек били намотаны эмальпроводом сечением 0,9мм. Количество витков так-же может быть разное, обычно рассчитывают при схеме соединения катышек в звезду около 60 витков, но некоторые наматывают и более. Показатели тока всё равно разнятся, поэтому точного количества витков нет, все думают как получится и сколько уместится. В основном лучше применять более толстый эмальпровод. Для например такого генератора в пределах 1 мм.

Ветряк своими руками | ВЕТРОДВИГ.RU

Делаем ветряк на даче своими руками – чертеж и методика. Этот маленький ветряк роторного типа, изготовленный своими руками в домашних условиях из подручных средств, очевидно, не может снабдить работу электроприборов в коттедже. Однако ему полностью по силам малые дачи, загородные дачные домики, для которых требуется маленькое численность энергии. Например, для освещения хозяйственных зданий или дачного … читать далее →

Современные ветрогенераторы стоят подороже дизельных или бензиновых агрегатов подобной мощности, но у них имеется один большущий плюс — за применяемое для питания » топливо » не необходимо выплачивать, так как ветер покуда никто не додумался продавать, в отличие от товаров нефтепереработки. В данной статье мы попробуем обрисовать как самому можно выстроить маленький самодельный ветрогенератор с … читать далее →

Опубликовано в: Вертикальный ветрогенератор, Ветряк своими руками, самодельный ветряк, сделай сам ветряк / метки:: ветер, ветрогенератор, Ветряк своими руками, генератор, магнит, ротор, самодельный ветряк, электрогенератор

У меня всегда была слабость к ветродвигателям с Вертикальной осью вращения из-за преимуществ, которые они предлагают. К сожалению, большинство из них, такое как Savonius не очень эффективны, но могут работать при низких характеристиках ветра.Я запускал искать любых другие, которые использовали принцип Савониуса. Я закончил тем, что строил этого также и нашел подобные характеристики, но этот … читать далее →

Тед Баер — изобретатель ряда небольших самодельных ветрогенераторов для использования в развивающихся странах. Эти ветряные турбины просты и достаточно мощный. Алюминиевые лезвия самодельного ветрогенератора из мягких полос алюминия, которые часто используются в производстве подвесных потолков. Для увеличения жесткости, две 40 разделов см крепятся с помощью заклепок, чтобы произвести одно лезвие. Лопасти ветрогенератора, в свою очередь, … читать далее →

Опубликовано в: Ветряк своими руками, сделай сам ветряк / метки:: www, ветрогенератор, Ветряк своими руками, ветряная мельница, генератор, генератор постоянного тока, магазин, магнит, мельница, ротор, самодельный ветряк, стоимость

Многие домовладельцы обращаются к альтернативным решениям для удовлетворения своих энергетических потребностей при росте цен на энергоносители радикальные стране и мире. Солнечные панели для дома является одним из способов многих людей экономить деньги. Наличие солнечной энергии для дома сравнительно дорогостоящее мероприятие, если оно проводится экспертом. Многие люди, однако не знают, что они могут установить солнечные панели … читать далее →

Изобретатель Торонто Том Дж. Гилмор недавно издал свои концептуальные проекты для того, что он называет Whirligig Тома. Заявки на патент были сделаны, и Том надеется зарезервировать все права и международные патенты для его проекта. Том верит своим планам вертикального ветрогенератора быть самым сложным когда-либо разработанный. В то время как он еще не уверен в обрабатываемости … читать далее →

После долги морозных дней я выбрался в гараж и приступил наконец-то к изготовлению вертикального ветрогенератора своими руками. Первым что я решил делать это ось и одновременно основания оси для самодельного ветродвигателя «H» вида. В качестве оси  я выбрал обычную водопроводную трубу размером 1\2 дюйма на которую  насадил подшипники качения,естественно подобрал подшипник под размер. Это все … читать далее →

Создайте Свой Собственный Ветродвигатель Энергия ветра в крупном масштабе теперь конкурентоспособна с другими источниками электричества на единой энергосистеме. Однако, маленький ветрогенератор небольшой мощности и размера еще не достиг этой точки. Ветер свободен, но маленький ветрогенератор дорог относительно того, что они производят, и не могут реалистично конкурировать с электричеством электросети. Создание своими руками собственной машины сохраняет … читать далее →

Общая характеристика вертикальных ветряков Такие устройства имеют некоторые преимущества перед ветрогенераторными устройствами с горизонтальным расположением оси. У них отсутствуют узлы для ориентации на ветер, что упрощает конструкцию и снижает гироскопические нагрузки. Разработано большое количество разнообразных ветрогенераторов  с вертикальной осью вращения (рис. 6.1), Рис. 6.1. ветрогенератор с вертикальной осью вращения:в которых для создания вращающего момента используются … читать далее →

Опубликовано в: Вертикальный ветрогенератор, Ветряк своими руками, самодельный ветряк, схемы и конструкции, термины и определения / метки:: вертикальный ветрогенератор, ветрогенератор, ветродвигатель, ветроколесо, время, Дарье, Классификация, эффективность

как сделать для частного дома мини ветрогенератор

Разновидности генераторов

Прежде чем решить, как сделать ветрогенератор своими руками, рассмотрим особенности конструкции:

По расположению генератора устройство может быть горизонтальным или вертикальным

  • Классическая конструкция — ось вращения расположена параллельно земле, плоскость лопастей — перпендикулярно. Такая схема предусматривает свободное вращение вокруг вертикальной оси, для позиционирования «по ветру».Чтобы плоскость вращения всегда занимала эффективное положения перпендикулярно направлению ветра, требуется хвостовое оперение, которое работает по принципу флюгера. Принцип действия простой: ветер меняет направление, воздействует на хвостовую плоскость, ось вращения генератора всегда расположена вдоль движения потока воздуха. Единственная сложность — подключение силовых кабелей. Если корпус генератора совершит несколько оборотов вокруг вертикальной оси, провода намотаются на мачту, и оборвутся. Поэтому требуется установка ограничителя. Он не позволяет совершить полный оборот, но приводит к зависанию) корпуса в мертвых зонах.Промышленные образцы имеют электронный регулятор слежения за направлением, и поворачивает корпус с помощью встроенного электромотора.Решить проблему можно с помощью цилиндрического пропеллера, который принимает воздушный поток как поперек, так и вдоль оси вращения. Правда, эффективность зависит от угла атаки. Чем больше ветер отклоняется от угла 90°, тем ниже КПД.Но такую конструкцию трудно сделать своими руками, из-за сложностей в аэродинамике движителя.
  • Оптимальный вариант — вертикальные генераторы (то есть, ось вращения вала располагается перпендикулярно земле). При таком расположении аэродинамического движителя, вы вообще не зависите от направления ветра. Вращение одинаково эффективно, и зависит только от силы потока воздуха.Форма лопастей может быть самой разной, есть простор для инженерной мысли. Существует множество интересных аэродинамических проектов, разработанных научными учреждениями. Причем чертежи большинства их них представлены в свободном доступе. Причем конструкции, опубликованные в литературе технической направленности времен СССР, порой оказываются наиболее рациональными.Роторные винты имеют неоспоримое преимущество: вертикальный генератор закреплен статично, что упрощает электрическое подключение. Нет необходимости устанавливать ограничители вращения, как в горизонтальных схемах.

По номиналу генерируемого напряжения

  • Ветрогенераторы, изготовленные своими руками на 220 вольт, не требуют дополнительных преобразователей величины напряжения, и являются конструкциями прямого применения. Однако их работа зависит от силы ветра. Как минимум, необходим стабилизатор на выходе, выполняющий функцию регулятора при разных оборотах вала. При отсутствии ветра, система просто не работает.Преимущества неоспоримы: как правило, используется мощный электродвигатель, на который можно устанавливать винт, непосредственно закрепив его к валу ротора. Переделки минимальны по трудозатратам, такие моторы уже имеют удобный постамент, остается лишь изготовить опорную площадку.Электродвигатели можно найти с минимальными финансовыми затратами: от любой списанной электроустановки. Например, промышленного вентилятора. Подходят и моторы от бытовой техники: стиральные машины, пылесосы.
  • 12 вольт (реже 24 вольта). Наиболее популярная конструкция — ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора. Причем он демонтируется из автомобиля-донора в комплекте с преобразователем напряжения. Переделка схемы не требуется: на выходе мы получаем либо 14 вольт (в автомобиле таким напряжением заряжается аккумулятор), либо требуемые для питания вашей энергосистемы 12 вольт. Наличие шкива позволяет сконструировать ременную передачу с требуемым соотношением оборотов. Ответную часть также можно снять с автомобиля донора.При желании, лопасти крепятся непосредственно на вал.Такие ветрогенераторы можно использовать как для непосредственного подключения к потребителю, так и в автомобильном режиме, воспроизведя систему зарядки в комплекте с аккумулятором. Если для организации энергоснабжения требуется 12 вольт, питание берется напрямую с клемм аккумулятора. Для получения 220 вольт, используется преобразователь. Подходящий вариант — источник бесперебойного питания.Система работает следующим образом: если отбираемая мощность ниже, чем может обеспечить генератор — аккумуляторные батареи заряжаются. Если порог превышен — мощность генерируется от АКБ.

Виды ветряных электростанций

По типу потребителей различают автономные ветрогенераторы и установки сетевого назначения. Первые осуществляют энергоснабжение удалённых от центральных электрических сетей потребителей.

Вторые – могут насчитывать несколько десятков/сотен ветряков, которые образуют единую систему и отдают энергию в общую сеть. Мощность автономных агрегатов редко превышает 75 кВт, в то время как мощность сетевых установок стартует с отметки 100 кВт.

В зависимости от типа конструкции различают ветряные генераторы:

  • с вертикальной осью вращения;
  • с горизонтальной осью вращения.

Эти устройства используются для разных условий эксплуатации, но чаще всего встречаются модели с горизонтальной осью. Они работают как обычные флюгеры и имеют схожее строение. Ось ротора вращается параллельно земной поверхности.

Такие агрегаты отличаются высокими показателями КПД (около 40%), простой регулировкой мощности и более доступной ценой, но также характеризуются высоким уровнем создаваемого шума и вибраций. Помимо этого, их необходимо ориентировать на направление ветра.

Для монтажа ветряка с горизонтальным расположением ротора нужно примерно 120 м свободного пространства и мачта высотой не меньше 8 м

Ветряные генераторы с вертикальной осью вращения имеют более компактную конструкцию, они менее восприимчивы к воздействию факторов окружающей среды.

В устройствах этого типа турбина расположена перпендикулярно по отношению к плоскости Земли. Подобные конструкции запускаются даже от слабого ветра и не зависят от направления движения воздушных потоков.

Низкий уровень создаваемого шума (до 30 дБ) даёт возможность устанавливать вертикальные ветротурбины на крышах зданий

Однако есть и существенный минус – КПД таких генераторов составляет всего 15%. Кроме того, они стоят дороже, чем модели с горизонтальной осью вращения.

Модели ветрогенераторов различаются между собой не только расположением вращательной оси, но и:

  • количеством лопастей – бывают ветряки с двумя и тремя лопастями, встречаются и многолопастные модификации;
  • материалами изготовления функциональных деталей – с парусными и жёсткими лопастями;
  • шагом винта – регулируемый или фиксированный.

Вращение многолопастных стационарных ветряков начинается даже при слабом ветре, а вот для работы двух- и трёхлопастных устройств нужен более сильный ветер. В то же время каждая дополнительная лопасть в конструкции создаёт большее сопротивление колеса, в результате чего становится сложнее достигнуть стандартных рабочих оборотов генератора.

В зависимости от материала изготовления лопастей для ветроустановки, могут возникнуть определённые сложности в работе. Парусные элементы проще в изготовлении, поэтому и стоят дешевле.

Но если необходимо обеспечить надёжное функционирование ветротурбины для автономного электроснабжения, стоит отдавать предпочтение конструкциям с жёсткими лопастями, изготовленными из металла или армированного стеклопластика.

Что касается шага винта, то здесь также не всё так просто. Изменяемый шаг позволяет заметно расширить диапазон эффективных скоростей для работы ветряной станции и это большой плюс. Но в то же время такой механизм снижает общую надёжность стационарной установки и значительно утяжеляет ветроколесо, усложняя эксплуатацию агрегата.

Изготовление своими руками

Так как устройства в готовом виде стоят достаточно дорого, а идея получать бесплатное электричество весьма привлекательна, многие стараются изготовить ветряные генераторы своими руками. Для этого потребуются минимальные познания в электротехнике и навыки исполнения определенных работ.

Инструменты и материалы

Для изготовления ветрогенератора потребуются детали для конструкции, расходные материалы и инструменты. Для начала необходимо найти наиболее подходящие составные части ветряка, которые, как правило, лежат в старых запасах:

  • автомобильный генератор с мощностью около 12 V;
  • аккумуляторные батареи на 12 V;
  • полугерметичный переключатель кнопочного типа;
  • инвентор;
  • автомобильное реле, через которое осуществляется зарядка АКБ.

В качестве расходников понадобятся:

  • болты и гайки для выполнения креплений, изолента;
  • емкость из стального или алюминиевого материала;
  • два метра провода сечением 4 мм, и один метр – 2.5 мм;
  • тренога, мачта и иные подобные элементы, придающие устойчивость;
  • прочная веревка.

Ветряной генератор своими руками

Из инструментов потребуются:

  • болгарка;
  • рулетка;
  • пассатижи;
  • набор сверел;
  • дрель электрическая;
  • острый нож;
  • ключи гаечные и набор отверток.

Чертежи

Сборка подразумевает последовательное подключение, гарантирующее правильность монтажа и работоспособность установки. Если представить себе устройство схематично, то основными узлами его будут считаться:

  • генератор;
  • лопасти;
  • хвостовик конструкции;
  • мачта;
  • мультипликатор и контроллеры.

Если сложно представить себе принципиальную схему, рекомендуем отыскать готовые чертежи в интернете, распечатать их, изучить и выбрать наиболее удобный вариант.

Изготовление лопастей

Решившись на изготовление ветрового генератора, необходимо продумать, из какого материала будут сделаны лопасти. Для этого можно воспользоваться древесиной, полипропиленом, металлом.

Первый вариант позволит подготовить облегченный тип конструкции. Но в эксплуатационный период древесина может покрыться трещинами и быстро выйти из строя. Полимерные лопасти будут достаточно стойкими, стоимость исходного сырья достаточно приемлема. Этот материал для лопастей представляет собой удачное решение для маломощных моделей.

Стальной материал не имеет конкурентов по надежности и эксплуатационному сроку. Из такого сырья изготавливают лопасти любых размеров. Рекомендуется использовать оцинкованные или дюральалюминиевые сплавы.

Флюгерная основа

Теперь рассмотрим, как сделать флюгер для ветряного генератора. В первую очередь необходимо решить два вопроса:

  • определиться с дизайном;
  • подобрать подходящий материал.

Чтобы принять решение по дизайну, лучше всего изучить готовые варианты, фотографии которых можно легко отыскать в интернете. Каждая из них может помочь наглядно представить тот или иной флюгер, подсказать возможности его самостоятельного изготовления.

Из всех материалов лидирующие позиции занимает металл, отличающийся прочностью и долговечностью, устойчивостью к воздействию внешних факторов. Кроме этого, данный материал подразумевает разные варианты обработки – резьбовую сборку, ковку, сварку. Основной недостаток – образование на поверхности стали коррозии.

Конструкции из древесины считаются более доступными, так как для их изготовления необходимы самые обычные инструменты. Кроме этого, дерево легко обрабатывается, отличается высокой степенью ремонтопригодности. Только устойчивость данного материала к воздействиям физического и механического характера значительно ниже, эксплуатационный период продолжительностью не отличается.

Основным элементом флюгера считается рабочая крыльчатка, смонтированная на траверсе с хвостовиком, размещенном на противоположном конце. Центр тяжести считается точкой установки вращающегося механизма, позволяющего флюгеру свободно оборачиваться вокруг оси, чтобы без проблем устанавливаться на направление ветра.

Наличие шарнира в точке равновесия считается важным условием, потому что именно он обеспечивает беспрепятственное вращение вокруг вертикальной оси.

Основание и шарнирная мачта

Оба элемента должны отличаться прочностью, потому что предназначены для удерживания веса все конструкции ветрового генератора. Средняя высота мачты, как правило, достигает семи – двенадцати метров, крепление выполняется системой тросовых растяжек. Мачта должна отличаться достаточной прочностью и толщиной, чтобы полностью исключить деформирование от общей массы закрепленного на ней оборудования.

Основание под установку мачты выбирается заблаговременно. Если есть необходимость – выполняются подготовительные работы по его упрочнению.

Вертикалки

Ветряки с вертикальной осью вращения являются наиболее подходящей для самостоятельного изготовления группой устройств. Они имеют простую, понятную конструкцию. Не нуждаются в большом количестве узлов вращения, нетребовательны к направлению ветра. Возможности этой группы породили большое количество вариантов конструкции, некоторые из которых следует рассмотреть подробнее.

ВС

Ветрогенератор Савониуса — одна из наиболее старых разработок, увидевших свет в 20-х годах прошлого столетия. Устройство состоит из двух лопастей достаточно большой площади, изогнутых в продольном направлении. В поперечном сечении они напоминают латинскую букву S. При этом, они слегка сдвинуты друг к другу, несколько перекрывая рабочие стороны.

При воздействии потока ветра одна из лопастей получает усилие на рабочую часть, а вторая — на обратную сторону. Форма лопасти способствует рассечению потока, часть которого уходит в сторону, а другая часть соскальзывает на рабочую поверхность второй лопасти, увеличивая вращающий момент.

Дарье

Конструкция Дарье была предложена почти одновременно с ротором Савониуса. Ее основа — лопасти, имеющие форму крыла самолета и расположенные вертикально по касательной к окружности вращения. Требуется нечетное число лопастей, иначе возникнет чрезмерно высокое уравновешивающее усилие. Подъемная сила лопастей способствует возникновению высокой скорости вращения, превышающей этот показатель в 3-4 раза по сравнению с ротором Савониуса.

Математического описания работы устройства до сих пор не имеется, но разработки, выполненные на основе конструкции, существуют и постоянно пополняются. Существует большое количество моделей частных ветрогенераторов с мощностью, достаточной для обеспечения небольшого дома.

Ортогонал

Ортогональные конструкции являются наиболее эффективными из всех базовых моделей вертикальных ветряков. Они обладают высокими скоростями, чувствительностью, производительностью. Конструкция состоит из нескольких лопастей (обычно три и больше), расположенных на некотором расстоянии от оси параллельно ей. Рассмотренный выше ротор Дарье — один из представителей ортогональных устройств. К недостаткам можно отнести высокие нагрузки на узел вращения, способствующие быстрому выходу из строя движущихся деталей.

Геликоид

Геликоидные конструкции созданы на основе базовой модели ортогонального типа, но со значительными изменениями геометрии лопастей. Они изогнуты по окружности вращения, получив форму, приближенную к спиральной. В результате достигается значительная стабилизация вращения, снижается износ движущихся элементов, конструкция в целом приобретает долговечность, прочность и надежность.

Более плавный режим вращения обеспечивает равномерную выработку электрического тока, что позволяет использовать устройства для прямого питания некоторых потребителей (осветительных устройств, насосов и т.д.). Для самостоятельного изготовления конструкция представляет достаточно трудную задачу из-за сложной геометрической формы лопастей.

Бочка-загребушка

Это — «народное» название многолопастного карусельного (вертикального) ветрогенератора. Устройство имеет хороший баланс, эффективно захватывает поток ветра, низкий уровень шума. Для желающих попробовать силы в изготовлении ветряк своими руками этот вариант конструкции рекомендуется как один из базовых типов конструкции. Лопасти делаются из листовой оцинкованной стали, разрезанных вдоль бочек или иного подручного материала.

Каркас — сваривается из металлического профиля — уголка, трубы и т.п. Особенность устройства в его неуязвимости для сильных порывов ветра — вокруг крыльчатки при усилении потока образуется вихревой кокон, препятствующий проникновению ветра внутрь крыльчатки. Поток просто обтекает устройство, как трубу.

Ветрогенератор Ленца

Особенность конструкции Ленца состоит в использовании вместо подшипников сильных неодимовых магнитов. Они удерживают узел вращения в «подвешенном» состоянии, что обеспечивает легкость вращения. Отсутствие трения способствует высокой долговечности оборудования. Показатели весьма впечатляющие — старт вращения происходит при скорости ветра от 0,17 м/с, а на номинальную производительность ветряк выходит уже при 3,4 м/с.

Общий принцип работы

Основным рабочим органом ветрогенератора являются лопасти, которые и вращает ветер. В зависимости от расположения оси вращения ветрогенераторы делятся на горизонтальные и вертикальные:

Горизонтальные ветрогенераторы наиболее широко распространены. Их лопасти имеют конструкцию, аналогичную пропеллеру самолета: в первом приближении это — наклонные относительно плоскости вращения пластины, которые преобразуют часть нагрузки от давления ветра во вращение

Важной особенностью горизонтального ветрогенератора является необходимость обеспечения поворота лопастного узла сообразно направлению ветра, так как максимальная эффективность обеспечивается при перпендикулярности направления ветра к плоскости вращения.
Лопасти вертикального ветрогенератора имеют выпукло-вогнутую форму. Так как обтекаемость выпуклой стороны больше, чем вогнутой, такой ветрогенератор вращается всегда в одном направлении независимо от направления ветра, что делает ненужным поворотный механизм в отличие от горизонтальных ветряков

Вместе с тем, за счет того, что в любой момент времени полезную работу выполняет только часть лопастей, а остальные только противодействуют вращению, КПД вертикального ветряка значительно ниже, чем горизонтального: если для трехлопастного горизонтального ветрогенератора этот показатель доходит до 45%, то у вертикального не превысит 25%.

Поскольку средняя скорость ветров в России невелика, даже большой ветряк большую часть времени будет вращаться достаточно медленно. Для обеспечения достаточной мощности электропитания от должен соединяться с генератором через повышающий редуктор, ременной или шестеренчатый. В горизонтальном ветряке блок лопасти-редуктор-генератор устанавливается на поворотной головке, которая дает им возможность следовать за направлением ветра

Важно учесть, что поворотная головка должна иметь ограничитель, не дающий ей сделать полный оборот, так как иначе проводка от генератора будет оборвана (вариант с использованием контактных шайб, позволяющих головке свободно вращаться, более сложен). Для обеспечения поворота ветрогенератор дополняется направленным вдоль оси вращения рабочим флюгером

Наиболее распространенный материал для лопастей — это ПВХ-трубы большого диаметра, разрезаемые вдоль. По краю к ним приклепываются металлические пластины, приваренные к ступице лопастного узла. Чертежи такого рода лопастей наиболее широко распространены в Интернете.

На видео рассказывается про ветрогенератор, изготовленный своими руками

Разновидности

По расположению генератора данный агрегат может быть:

Горизонтальной конструкции. В данном устройстве ось вращения располагается параллельно земле, а плоскость лопастей – перпендикулярно. Что позволяет осуществлять свободное вращение вокруг вертикальной оси.
Принцип действия вертикальных генераторов заключается в перемене направления ветра, который воздействует на хвостовую плоскость, таким образом, ось вращения генератора будет располагаться по вектору движения потока воздуха

Внимание! Проблемой в использовании горизонтальных генераторов является присоединение силовых кабелей, так как провода могут наматываться на мачту и рваться. Однако эта проблема также решаема при помощи установки ограничителя.

Вертикальной конструкции

В данном варианте ось вращения вала располагается перпендикулярно земле, что позволяет устройству не зависеть от направления ветра. Преимущество данной установки состоит в том, что её чертежи представлены в свободном доступе из технической литературы. Сам генератор не требует установки ограничителей вращения, как в горизонтальных конструкциях.

Эффективная установка роторного типа для частного дома: из чего можно собрать?

Установка данного типа рассчитана на обеспечение электричеством садового домика, хозяйственных построек и подсвечивания в ночное время территории. Для изготовления ветроэлектрической установки роторного типа с максимальной мощностью в 1,5 кВт будет необходим ряд устройств:

  • генератор на 12 В.;
  • гелиевый или кислотный аккумулятор на 12 В.;
  • полугерметичный выключатель-кнопка на 12 В.;
  • преобразователь 700 →1500 Вт и 12→ 220 В.;
  • автомобильное реле контрольной лампы заряда или зарядки аккумулятора;
  • вольтметр;
  • болгарка или ножницы по металлу;
  • дрель.

Также дополнительно необходимы будут:

  • ёмкость из нержавеющей стали или из алюминия большого объёма;
  • болты с гайками и шайбами;
  • провода сечением 4 мм2 и 2,5 мм2;
  • хомуты для закрепления генератора на мачте;
  • карандаш или маркер;
  • рулетка, кусачки, сверло, ключи, отвёртка.
Преимущества и недостатки роторной модели ветряка

Достоинствами роторной модели ветрогенератора являются:

  • экономичность;
  • элементы легкозаменяемые и хорошо поддаются ремонту в случае поломки;
  • отсутствие особых условий для работы;
  • надёжность в эксплуатации;
  • достаточно тихая работа.

Недостатки также присутствуют:

  • производительность ветряка не очень большая;
  • ветрогенератор сильно зависит от внезапных порывов ветра, что может даже привести к срыву пропеллера.

Однофазный и трёхфазный

  • Генераторы однофазного вида при нагрузке издают вибрационные колебания, причиной которых является разница в амплитуде тока.
  • Генераторы трёхфазного вида не издают вибрационные колебания, что увеличивает акустический комфорт при их работе. Это позволяет генератору работать почти бесшумно, к тому же чем меньше вибрации, тем больше он прослужит.

Как видим, при сравнении обоих типов генераторов, лучшие характеристики имеет трёхфазный вид.

Основные элементы конструкции

Несмотря на большое разнообразие ветрогенераторов и способов их изготовления, все они состоят из одинаковых конструктивных элементов.

Ветровое колесо

Лопасти считаются одним из важнейших элементов ветровой установки. Их конструкция влияет на работу других узлов генератора. Для изготовления лопастей применяются различные материалы.

Перед изготовлением нужно выполнить расчеты длины лопасти. Если для изготовления берется труба, то ее диаметр должен быть не менее 20 см, при запланированной длине лопасти в 1 метр. Далее труба разрезается на 4 части с помощью лобзика. Одна часть используется для изготовления шаблона, по которому вырезаются остальные лопасти. После этого они собираются на общем диске, и вся конструкция закрепляется на валу генератора. Собранное ветровое колесо необходимо отбалансировать. Балансировка должна выполняться в помещении, закрытом от ветра. Если операция проведена правильно, колесо не будет самопроизвольно вращаться. В случае самопроизвольного вращения лопастей, они подтачиваются до тех пор, пока вся конструкция не придет в равновесие. В самом конце проверяется точность вращения лопастей. Они должны вращаться в одной плоскости, без каких-либо перекосов. Допустимая погрешность составляет 2 мм.

Мачта

Следующим элементом конструкции ветрогенератора является мачта. Чаще всего она изготавливается из старой водопроводной трубы, диаметр которой должен быть не 15 см, а длина – до 7 метров. Если в радиусе 30 метров от запланированного места установки имеются какие-либо сооружения или постройки, в этом случае высота мачты увеличивается.

Для того чтобы вся установка работала максимально эффективно, колесо с лопастями поднимается выше окружающих препятствий не менее чем на 1 метр. После установки основание мачты и колышки для крепления растяжек заливаются бетоном. В качестве растяжек рекомендуется использовать оцинкованный трос, диаметром 6 мм.

Генератор

Для ветровой установки можно использовать любой автомобильный генератор, желательно с более высокой мощностью. Они все обладают идентичной конструкцией и требуют переделки. Подобная переделка автомобильного генератора для ветряка предполагает перемотку проводника статора, а также изготовление ротора с использованием неодимовых магнитов. Чтобы их надежно зафиксировать, требуется высверлить отверстия в полюсах ротора. Установка магнитов выполняется с чередованием полюсов. Сам ротор оборачивается бумагой, а все пустоты, образующиеся между магнитами, заливаются эпоксидной смолой.

В процессе наклейки магнитов должна соблюдаться их полярность. Поэтому ротор подключается к источнику питания. Включенный ротор создает магнитное поле и каждый магнит приклеивается на свое место той стороной, которая притягивается.

Для подключения ротора можно использовать любой блок питания, напряжением 12 вольт и силой тока от 1 до 3 ампер. Подключение осуществляется таким образом, что съемное кольцо, расположенное ближе к клыкам, является минусом, а положительная сторона располагается ближе к концу ротора. Магниты, установленные в промежутки ротора или клыки, вызывают самовозбуждение генератора, и это считается их основной функцией.

В самом начале вращения ротора, магниты начинают возбуждать ток в генераторе, который также поступает на катушку, приводя к увеличению магнитных полей клыков. В результате, генератор выдает ток с еще большей величиной. Получается своеобразный круговорот тока, когда происходит возбуждение генератора и дальнейшее питание собственного ротора, на который установлены электромагнитные полюса. Собранный генератор необходимо опробовать и произвести измерения полученных выходных данных. Если агрегат при 300 оборотах выдает примерно 30 вольт, то это считается нормальным результатом.

Ветрогенератор для частного дома — как выбрать и как сделать своими руками

Источник электричества

Как минимум 1 раз в год увеличиваются тарифы на услуги электроэнергии, зачастую — в несколько раз. Это бьет по карману граждан, зарплата которых не растет столь же стремительно. Домашние умельцы раньше прибегали к простому, но довольно небезопасному и незаконному способу экономии на электроэнергии. Они прикрепляли к поверхности расходомера неодимовый магнит, после чего тот приостанавливал работу счетчика.

Если указанная схема изначально работала слаженно, то в дальнейшем с ней возникали проблемы. Объяснялось это несколькими причинами:

  1. Контролеры стали чаще ходить по домам и проводить внеплановые проверки.
  2. На счётчики стали приклеивать особые стикеры, под воздействием которых стали темнеть магнитные поля. Соответственно, вычислить такого нарушителя не составляло проблемы.
  3. Стали выпускаться новые счётчики, которые не имели восприимчивости к магнитному полю. Вместо стандартных моделей появились электронные узлы.

Всё это подтолкнуло людей к поиску альтернативных источников электроэнергии, к примеру, ветрогенераторов. Если человек проживает в областях, где регулярно дуют ветры, такие приспособления становятся для него «палочкой-выручалочкой». Устройство использует силу ветра для получения энергии.

Корпус оснащен лопастями, приводящими в движение роторы. Электроэнергия, полученная таким образом, трансформируется в постоянный ток. В дальнейшем она переходит к потребителям либо накапливается в аккумуляторе.

Самодельный ветрогенератор может выступать в качестве главного или дополнительного источника энергии. В качестве вспомогательного устройства он может греть воду в бойлере либо подпитывать домашние светильники, тогда как вся остальная электроника работает от главной сети. Возможна работа таких генераторов и в качестве главного источника там, где дома не подключены к электричеству. Здесь устройства подпитывают:

  • лампы и люстры;
  • отопительное оборудование;
  • бытовую электронику.

Ветровая электростанция способна подпитывать низковольтные и классические приборы. Первые работают от напряжения 12−24 Вольт, а ветрогенератор способен обеспечивать мощность на 220 Вольт. Он изготавливается по схеме с использованием инверторных преобразователей. Электричество накапливается в его аккумуляторе. Есть модификации на 12−36 Вольт. Они отличаются более простой конструкцией. Для них применяются стандартные контроллеры заряда аккумулятора. Чтобы обеспечить обогрев жилища, достаточно сделать ветрогенераторы своими руками нa 220 В. 4 кВт — это мощность, которую обеспечит их двигатель.

Конструктивные особенности и механика ветряного генератора

Принцип действия ветрогенератора заключается в преобразовании кинетической энергии в электроэнергию. Устройство состоит из ряда системных элементов, у каждого из которых имеется своя функция. Попытаемся с этим разобраться.

  1. Опора
    (ее еще называют мачтой). На нее крепится пропеллер, поскольку на высоте большая вероятность «поймать» хороший ветер. Следовательно, изготовлению опоры следует уделить особое внимание, ведь данный элемент должен выдерживать требуемые нагрузки.
  2. Лопасти
    . Они «ловят» воздушные массы, вследствие чего вращаются сами и вращают вал.
  3. Вал
    . На него можно устанавливать сразу несколько генераторов, а также угловой редуктор, благодаря которому движение будет передаваться ниже, на кардан. Применение редуктора заметно повышает обороты.
  4. Анемоскоп
    . Специальное устройство, которое применяется в мощных ветряных установках. Собирает сведения о направлении/скорости движения воздуха. В ветряках, сделанных своими руками, почти не используется – вместо него, как правило, устанавливают флюгер с поворотным механизмом.
  5. Генератор
    . Он как раз и превращает кинетическую энергию в электроэнергию. Если то, производимый генератором, стабилен, то элемент можно подключить к аккумулятору.
  6. Инвертор
    . Дает напряжение требуемой величины – к примеру, 220 вольт. Необходим, прежде всего, для удобства, поскольку большая часть современных приборов рассчитана именно на такое напряжение. Но заметим, что инвертор включают далеко не во все схемы, ведь предназначение ветряков может быть разным.
  7. Аккумулятор
    (один или сразу несколько). Обеспечивает стабильность работы, подзаряжаясь в ветреное время и расходуя накопленную энергию после того, как ветер утихает.

Обратите внимание! Ветрогенераторы могут быть роторными (вертикальными) и классическими (горизонтальными). У вторых более высокий КПД, поэтому их и делают чаще других.

Стоит заметить, что вертикальные ветряки необходимо поворачивать к ветру, ведь функционировать при боковом потоке они попросту неспособны. У горизонтальных же генераторов есть и другие преимущества. Ознакомимся с ними.

  1. Турбины роторных устройств будут «ловить» ветер вне зависимости от того, с какой стороны он дует. Что крайне удобно в случае нестабильного/переменного ветра в регионе.
  2. Соорудить горизонтальный ветряк гораздо проще, чем горизонтальный.
  3. Конструкция может располагаться непосредственно на земле, но при условии, что ветра там достаточно.

Что же касается недостатков, то у горизонтального ветрогенератора он всего один – достаточно низкий коэффициент полезного действия.

Особенности изделия

Создавать ветряк своими руками выгодно. Достаточно узнать, что заводские изделия мощностью не больше 5 кВт стоят до 220000 р., как становится ясно, насколько лучше использовать доступные материалы и сделать их самостоятельно, ведь благодаря этому удастся сэкономить немало средств.

Безусловно, заводские модификации редко ломаются и являются более надежными. Но уж если поломка случится, придется потратить огромные суммы на покупку запасных узлов.

Магазинные модели часто недоступны большинству граждан. Чтобы окупить затраты на покупку такого устройства, требуется от 10 до 12 лет, хотя отдельные виды устройств и отбивают эти расходы чуть раньше. Сделав ветрогенератор 2 кВт своими руками, можно получить далеко не самую совершенную конструкцию, но в случае поломки ее удастся легко отремонтировать самостоятельно. Миниатюрный ветряк малой мощности способен собрать без проблем любой человек, который умеет обращаться с инструментами.

Самодельный ветрогенератор для дома своими руками

Ветер является чистым источником недорогой энергии, которую довольно легко получить. По нашему мнению, каждый сам в праве выбирать, откуда получать электричество. Для этих целей нет ничего более практичного и действенного, чем постройка ветряного генератора своими руками из подручных материалов.
Общая схема ветрогенератора

Ветрогенератор в сборе

Большинство инструментов и материалов, упомянутых в этой инструкции, можно приобрести в хозяйственном магазине. Также, настоятельно рекомендуем Вам поискать указанные ниже компоненты у торговцев подержанным товаром или на местной свалке.

Вопрос безопасности имеет для нас наивысший приоритет. Ваша жизнь является гораздо более ценной, нежели дешевый источник электричества, поэтому соблюдайте все правила техники безопасности, связанные с постройкой ветряка. Быстровращающиеся детали, электрические разряды и резкие погодные условия могут сделать ветрогенератор довольно опасным.

Конструкция данного ветрогенератора для дома проста и эффективна, при этом он быстро и легко собирается. Использовать энергию ветра Вы можете без каких бы то ни было ограничений.

Комплектующие ветрогенератора

В данной инструкции используется электродвигатель постоянного тока от беговой дорожки (питание 260V, 5A), с присоединенной к нему нарезной втулкой 15 см. При скорости ветра около 48 км/ч, выходной ток достигает 7 А. Это небольшой, простой и дешевый агрегат с которым вы можете начать освоение энергии ветра.

Вы можете использовать любой другой двигатель постоянного тока, который выдает не меньше 1V на 25 об/мин и может работать при более чем 10 амперах. Если это необходимо, можно изменить список требуемых компонентов (к примеру, найти втулку отдельно от двигателя – полотно циркулярной пилы с валовым переходником на 1,6 см подойдет для этих целей).

Инструменты для сборки ветрогенератора

— Дрель — Сверла (5,5 мм, 6,5 мм, 7,5 мм) — Электролобзик — Газовый ключ — Отвертка с плоским шлицем — Разводной ключ — Тиски и/или струбцина — Инструмент для снятия изоляции с кабеля — Рулетка — Маркер — Циркуль — Транспортир — Метчик для нарезания резьбы на 1/4″х20 — Помощник

Материалы для сборки ветрогенератора

Несущая планка: — Труба квадратного сечения 25х25 мм (длина 92 см) — Маскирующий фланец на трубу 50 мм — Патрубок 50 мм (длина 15 см) — Саморезы 19 мм (3 шт.)

Примечание: если у Вас есть возможность воспользоваться сварочным аппаратом, то приварите отрезок 50 мм трубы длиной 15 см квадратной трубе, без использования фланца, патрубка и саморезов.

Двигатель: Двигатель постоянного тока от беговой дорожки (питание 260V, 5A) с присоединенной к нему нарезной втулкой 15 см Диодный мост (30 – 50 А) Болты для двигателя 8х19 мм (2 шт.) Отрезок полихлорвиниловой трубы 7,5 см (длина 28 см)

Хвостовик: Квадратный кусок жести 30х30см Саморезы 19 мм (2 шт.)

Лопасти: Отрезок полихлорвиниловой трубы 20 см длиной 60 см (если она устойчива к ультрафиолетовому излучению, вам не придется ее красить) Болты 6х20 мм (6 шт.) Шайбы 6 мм (9шт.) Листы бумаги А4 (3 шт.) Скотч

Сборка ветрогенератора

Вырезание лопастей – у нас получится три набора лопастей (всего девять штук) и тонкая полоска отходов.

Поместите нашу ПВХ трубу длиной 60 см на плоскую поверхность вместе с отрезком трубы квадратного сечения (можно использовать любой другой достаточно длинный предмет с ровной кромкой). Плотно прижмите их друг к другу и проведите на ПВХ трубе линию в месте их соприкосновения по всей ее длине. Эту линию назовем А.

Сделайте отметки с каждого конца линии А, отступив от края трубы по 1-1,5 см.

Склейте вместе три листа бумаги формата А4 так, чтобы они образовали длинный прямой кусок бумаги. Вам предстоит обернуть им трубу, прикладывая по очереди к только что сделанным отметкам на ней. Убедитесь, что короткая сторона куска бумаги плотно и ровно прилегает к линии А, а длинная — ровно перекрывается в тех местах, где идет внахлест сама с собой. С каждого конца трубы проведите линию вдоль края бумаги. Назовем одну из этих линий В, другую – С.

Возьмите трубу так, чтобы конец трубы, ближайший к линии В смотрел вверх. Начните там, где линии А и В пересекаются и делайте отметки на линии В каждые 145 мм, двигаясь влево от линии А. Последний отрезок должен получиться длиной около 115 мм.

Переверните трубу вверх тем концом, который является ближайшим к линии С. Начните с точки, где линии А и С пересекаются, и также наносите отметки на линии С каждые 145 мм, но двигаться нужно вправо от линии А.

При помощи квадратной трубки соедините линиями соответствующие друг другу точки на противоположных концах ПВХ трубы.

Разрежьте трубу вдоль по этим линиям, используя электролобзик, таким образом, чтобы у Вас получилось четыре полоски шириной 145 мм и одна – около 115 мм.

Разложите все полоски внутренней поверхностью трубы вниз.

Сделайте на каждой полоске отметки по узкой стороне с одного конца, отступая с левого края 115 мм.

Повторите то же самое с другого конца, отступая по 30 мм с левого края.

Соедините эти точки линиями, пересекая полоски разрезанной трубы по диагонали. Распилите пластик по этим линиям при помощи лобзика.

Полученные лопасти положите внутренней поверхностью трубы вниз.

Сделайте на каждой отметку по линии диагонального распила на расстоянии 7,5 см от широкого конца лопасти.

Сделайте другую отметку на широком конце каждой лопасти на расстоянии 2,5 см от длинной прямой кромки.

Соедините эти точки линией и отрежьте получившийся уголок по ней. Это предохранит лопасти от заламывания побочным ветром.

Обработка лопастей ветрогенератора

Вы должны обработать шкуркой лопасти для того, чтобы добиться нужного профиля. Это повысит их эффективность и, также, сделает их вращение более тихим. Передняя кромка должна быть закруглена, а задняя должна быть заостренной. Для уменьшения шума любые острые углы должны быть скруглены.

Вырезание хвостовика

Размеры хвоста не имеют решающего значения. Вам нужен кусок легкого материала размером 30х30 см, желательно металла (жести). Вы можете придать хвостовику любые очертания, главным критерием является его жесткость.

Сверление отверстий в трубе квадратного сечения – используйте сверло 7,5 мм.

Поместите двигатель на передний конец квадратной трубы таким образом, чтобы втулка выступала за край трубы, и отверстия под крепежные болты смотрели вниз. Отметьте положение отверстий на трубе и просверлите трубу в отмеченных местах насквозь.

Отверстия в маскирующем фланце

– этот момент будет описан ниже, в разделе данной инструкции, посвященном монтажу, так как эти отверстия определяют баланс конструкции.

Сверление отверстий в лопастях

— используйте сверло 6,5 мм. Отметьте два отверстия на широком конце каждой из трех лопастей вдоль их прямой (задней) кромки. Первое отверстие должно быть на расстоянии 9,5 мм от прямой кромки и 13 мм от нижнего края лопасти. Второе – на расстоянии 9,5 мм от прямой кромки и 32 мм от нижнего края лопасти.

Просверлите эти шесть отверстий.

Сверление и нарезание отверстий во втулке

– используйте сверло 5,5 мм и метчик на 1/4″.

Двигатель от беговой дорожки поставляется с прикрепленной к нему втулкой. Чтобы снять ее, плотно зафиксируйте плоскогубцами вал, выступающий из втулки, и поверните втулку по ходу часовой стрелки. Она отвинчивается по часовой стрелке, именно поэтому лопасти вращаются против хода часовой стрелки.

Сделайте шаблон втулки на листе бумаги, используя циркуль и транспортир.

Отметьте три отверстия, каждое из которых находится на расстоянии 6 см от центра круга и на равном расстоянии друг от друга.

Поместите этот шаблон на втулку и набейте на ней предварительные отверстия сквозь бумагу в отмеченных местах.

Просверлите эти отверстия сверлом 5,5 мм.

Нанесите на них резьбу метчиком 1/4″х20.

Прикрутите лопасти к втулке болтами 1/4«х20 мм. В этот момент внешние, близкие к границам втулки отверстия еще не просверлены.

Измерьте расстояние между прямыми кромками кончиков каждой лопасти. Отрегулируйте их так, чтобы они были равноудалены. Наметьте и набейте каждое отверстие на втулке сквозь каждую лопасть.

Сделайте отметки на каждой лопасти и втулке, чтобы Вы не перепутали места крепления каждой из них на более поздней стадии сборки.

Скрутите лопасти с втулки, просверлите и нанесите резьбу на эти три внешних отверстия.

Изготовление защитного рукава для двигателя.

Проведите на нашем отрезке ПВХ трубы диаметром 7,5 см вдоль ее длины две параллельные линии на расстоянии 2 см друг от друга. Разрежьте трубу по этим линиям.

Срежьте один из концов трубы под углом 45°.

Поместите остроносые плоскогубцы в образовавшуюся прорезь и осматривайте трубу сквозь нее.

Убедитесь, что отверстия под болты на двигателе отцентрированы по середине прорези в ПВХ трубе и поместите двигатель в трубу. С помощником сделать это намного легче.

Монтаж

Поместите двигатель на трубу квадратного сечения и прикрутите его к ней, используя болты 8х19 мм.

Разместите диод на квадратной трубе за двигателем на расстоянии 5 см от него. Прикрутите его к трубе саморезом.

Присоедините черный провод выходящий из двигателя к “плюсовому” входящему контакту диода (он обозначен АС со стороны “плюса”).

Присоедините красный провод выходящий из двигателя к “отрицательному” входящему контакту диода (он обозначен АС со стороны “минуса”).

Разместите хвостовик так, чтобы конец квадратной трубы, противоположный тому на котором размещен двигатель, проходил по его центру. Прижмите хвост к трубе при помощи струбцины или тисков.

Прикрутите хвостовик к трубе при помощи двух саморезов.

Разместите все лопасти на втулке таким образом, чтобы все отверстия совпали. Используя болты 6х20 мм и шайбы, прикрутите лопасти к втулке. Для трех отверстий внутреннего круга (ближайших к оси втулки) используйте по две шайбы, по одной с каждой стороны лопасти. Для трех остальных используйте по одной (со стороны лопасти, ближайшей к головке болта). Туго затяните.

Надежно зафиксируйте вал двигателя (который проходил через отверстие во втулке) плоскогубцами и, надев втулку, поворачивайте ее против хода часовой стрелки, пока она не закрутится до конца.

При помощи газового ключа плотно прикрутите патрубок 50 мм к маскирующему фланцу.

Зажмите патрубок в тисках так, чтобы фланец был расположен горизонтально над губками тисков.

Расположите квадратную трубу, несущую на себе двигатель и хвостовик, на фланце и добейтесь ее идеально сбалансированного положения. После достижения сбалансированности сделайте метки на квадратной трубе сквозь отверстия во фланце.

Просверлите эти два отверстия, используя сверло 5,5 мм. Возможно, придется скрутить для этого хвост и втулку, чтобы они не мешали Вам.

Прикрутите несущую квадратную трубу к фланцу двумя саморезами.

Для того, чтобы продлить срок службы Вашего ветрогенератора необходимо покрасить его лопасти, защитный рукав двигателя, основание и хвостовик.

Дополнительная информация

Для использования ветрогенератора Вам понадобится мачта, провода, амперметр, контроллер зарядки и аккумуляторные батареи.

Мачта является одним из самых важных компонентов ветрогенератора. Она должна быть прочной, устойчивой, надежно закрепленной и легко опускаемой/поднимаемой. Чем больше будет ее высота, тем большему воздействию ветра будет подвергаться ваш генератор. Проволочные растяжки должны быть расположены через каждые 5,5 м высоты мачты. Растяжки следует закрепить на земле на расстоянии от основания мачты составляющим как минимум 50% ее высоты.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Ключевые узлы

Как говорилось, ветряной генератор можно сделать в домашних условиях. Надо подготовить определенные узлы для его надежного функционирования. Они включают:

  1. Лопасти. Изготавливать их можно из разных материалов.
  2. Генератор. Его тоже можно собрать собственноручно или же купить готовый.
  3. Хвостовая зона. Используется для движения лопастей по направлению вектора, обеспечивая предельно возможный КПД.
  4. Мультипликатор. Увеличивает скорость вращения ротора.
  5. Мачта для крепежа. Она играет роль элемента, на котором зафиксированы все указанные узлы.
  6. Натяжные тросы. Необходимы для фиксации конструкции в целом и защиты от разрушения под воздействием ветра.
  7. Аккумулятор, инвертор и контроллер заряда. Способствуют преобразованию, стабилизации энергии и ее накапливанию.

Новичкам следует рассматривать простые схемы роторного ветрогенератора.

Инструкция по изготовлению

Ветряк можно изготавливать даже из пластиковых бутылок. Он будет крутиться под действием ветра, издавая при этом шум. Возможных схем обустройства таких изделий существует много. Ось вращения допустимо располагать в них вертикально или горизонтально. Эти устройства используются в основном для борьбы с вредителями на приусадебном участке.

Самодельный ветрогенератор похож на бутылочный ветряк по конструкции, но размеры его больше, и он отличается более основательной конструкцией.

Если к ветряку для борьбы с кротами на огороде приделать мотор, он сможет давать электроэнергию и подпитывать, например, светодиодные светильники.

Сборка генератора

Для сборки ветряной электростанции обязательно потребуется генератор. В его корпус необходимо поставить магниты, которые будут обеспечивать электроэнергию в обмотках. Такой тип устройства имеют отдельные виды электродвигателей, к примеру, которые установлены в шуруповёртах. Но изготовить из шуруповерта генератор не удастся. Он не обеспечит необходимой мощности. Его хватит разве что на подпитку небольшой светодиодной лампы.

Из автомобильного генератора ветряную электростанцию тоже вряд ли получится сделать. Объясняется это тем, что в данном случае применяется обмотка возбуждения, получающая питание от аккумулятора, почему он и не подходит для этих целей. Следует подбирать самовозбуждающийся генератор оптимальной мощности либо купить готовую модель. Эксперты рекомендуют приобретать его в готовом виде, т. к. это устройство обеспечит высокий КПД, но никто не мешает сделать его своими руками. Предельная мощность у него будет находится на уровне 3,5 кВт.

Что потребуется взять:

  1. Статор. Для него используется 2 металлических листа, разрезанных на круги диаметром 500 мм. На каждый кусок наклеивают 12 неодимовых магнитов с диаметром 50 мм. Фиксируют их, несколько отступив от краев изделий, обязательно с чередованием полюсов. То же самое делают со второй окружностью, но полюсы ставят со сдвигом.
  2. Ротор. Конструкция включает в себя 9 катушек, которые наматываются медной проволокой диаметром 3 мм. Необходимо проделать по 70 витков во всех катушках. Чтобы разместить их, следует обустраивать немагнитную основу.
  3. Ось. Проделывают её в середине ротора. Надо отцентровать конструкцию, иначе она рассыплется под воздействием ветра.

Ставят ротор и статор и на дистанции 2 мм. Обмотки объединяют таким образом, чтобы получился 1-фазный источник переменного тока.

Создание лопастей

В ветреную погоду из готового устройства можно добывать 3,5 кВт мощности. При средней интенсивности воздушного потока этот показатель составляет не более 2 кВт. Устройство бесшумное, если сравнивать с моделями на электродвигателе.

Следует подумать о месте монтажа лопастей. В рассматриваемом примере изготавливается простая модификация ветрогенератора горизонтального типа с тремя лопастями. Можно попробовать изготовить вертикальной вариант, но КПД у него будет пониженным. В среднем он составит 0,3. Единственным преимуществом такой конструкции будет возможность работы при любом направлении ветра. Простые лопасти изготавливаются с помощью таких материалов:

  1. Древесина. Ее недостатком является появление трещин через некоторое время после запуска.
  2. Полипропилен. Идеальный вариант для генераторов небольшой мощности.
  3. Металл. Считается долговечным и надежным материалом, из которого можно изготавливать любые по размеру лопасти. Лучше всего подходит в данном случае дюралюминий.

Одно дело — изготовить своими руками лопасти для ветрогенератора, и совсем другое — обеспечить сбалансированность конструкции. Если все нюансы не будут учтены, сильный ветер без особого труда разрушит мачту. Как только лопасти будут изготовлены, вместе с ротором их устанавливают на монтажную площадку, где будет закреплена хвостовая часть.

Ветряк #1 — конструкция роторного типа

Можно сделать своими руками несложный ветряк роторного типа. Конечно, снабдить электроэнергией большой коттедж ему вряд ли будет под силу, зато обеспечить электричеством скромный садовый домик вполне под силу. С его помощью можно снабдить светом в вечернее время суток хозяйственные постройки, осветить садовые дорожки и придомовую территорию.

Подробнее о других видах альтернативных источников энергии можно прочитать в данной статье:

Так или почти так выглядит роторный ветрогенератор, сделанный своими руками. Как видите, в конструкции этого оборудования нет ничего сверхсложного

Подготовка деталей и расходников

Чтобы собрать ветрогенератор, мощность которого не будет превышать 1,5 КВт, нам понадобятся:

  • генератор от автомобиля 12 V;
  • кислотный или гелиевый аккумулятор 12 V;
  • преобразователь 12V – 220V на 700 W – 1500 W;
  • большая ёмкость из алюминия или нержавеющей стали: ведро или объёмистая кастрюля;
  • автомобильное реле зарядки аккумулятора и контрольной лампы заряда;
  • полугерметичный выключатель типа «кнопка» на 12 V;
  • вольтметр от любого ненужного измерительного устройства, можно автомобильный;
  • болты с шайбами и гайками;
  • провода сечением 2,5 мм2 и 4 мм2;
  • два хомута, которыми генератор будет крепиться к мачте.

Для выполнения работы нам будут нужны ножницы по металлу или болгарка, рулетка, маркер или строительный карандаш, отвертка, ключи, дрель, сверло, кусачки.

Большинство владельцев частных домов не признают использование геотермального отопления, однако подобная система имеет перспективы. Подробнее о преимуществах и недостатках данного комплекса можно прочитать в следующем материале:

Ход конструкторских работ

Мы собираемся изготовить ротор и переделать шкив генератора. Для начала работы нам понадобится металлическая ёмкость цилиндрической формы. Чаще всего для этих целей приспосабливают кастрюлю или ведро. Возьмем рулетку и маркер или строительный карандаш и поделим ёмкость на четыре равные части. Если будем резать металл ножницами, то, чтобы их вставить, нужно сначала сделать отверстия. Можно воспользоваться и болгаркой, если ведро не выполнено из крашеной жести или оцинкованной стали. В этих случаях металл неминуемо перегреется. Вырезаем лопасти, не прорезая их до конца.

Чтобы не ошибиться с размерами лопастей, которые мы прорезаем в ёмкости, необходимо сделать тщательные замеры и тщательно всё пересчитать

В днище и в шкиве размечаем и высверливаем отверстия для болтов. На этой стадии важно не торопиться и расположить отверстия с соблюдением симметрии, чтобы при вращении избежать дисбаланса. Лопасти следует отогнуть, но не слишком сильно. При выполнении этой части работы учитываем направление вращения генератора. Обычно он крутится по движению часовой стрелке. В зависимости от угла изгиба увеличивается и площадь воздействия потоков ветра, а, значит, и скорость вращения.

Это ещё один из вариантов лопастей. В данном случае каждая деталь существует отдельно, а не в составе ёмкости, из которой вырезалась

Раз каждая из лопастей ветряка существует отдельно, прикручивать нужно каждую. Преимущество такой конструкции в её повышенной ремонтопригодности

Ведро с готовыми лопастями следует закрепить на шкиве, используя болты. На мачту при помощи хомутов устанавливаем генератор, затем подсоединяем провода и собираем цепь. Схему, цвета проводов и маркировку контактов лучше заранее переписать. Провода тоже нужно зафиксировать на мачте.

Чтобы подсоединить аккумулятор, используем провода 4 мм2, длина которых не должна быть более 1-го метра. Нагрузку (электроприборы и освещение) подключаем с помощью проводов сечением 2,5 мм2. Не забываем поставить преобразователь (инвертер). Его включают в сеть к контактам 7,8 проводом 4 мм2.

Конструкция ветряной установки состоит из резистора (1), обмотки стартера генератора (2), ротора генератора (3), регулятора напряжения (4), реле обратного тока (5), амперметра (6), аккумулятора (7), предохранителя (8), выключателя (9)

Достоинства и недостатки такой модели

Если всё сделано правильно, работать этот ветрогенератор будет, не создавая вам проблем. При аккумуляторе 75А и с преобразователем 1000 W он может питать уличное освещение, охранную сигнализацию, приборы видеонаблюдения и т.д.

Схема работы установки наглядно демонстрирует то, как именно энергия ветра преобразуется в электричество и то, как она используется по назначению

Достоинства такой модели очевидны: это весьма экономичное изделие, хорошо поддаётся ремонту, не требует особых условий для своего функционирования, работает надежно и не нарушает ваш акустический комфорт. К недостаткам можно отнести невысокую производительность и значительную зависимость от сильных порывов ветра: лопасти могут быть сорваны воздушными потоками.

Изготовить солнечную батарею возможно и самостоятельно. Пошаговая инструкция расположена здесь:

Запуск и оценка эффективности

Даже если ветрогенератор был изготовлен по всем правилам, ошибочный выбор места для размещения мачты может сыграть злую шутку с мастером. Элемент должен стоять вертикально. Генератор вместе с лопастями лучше разместить как можно выше — там, где «гуляют» сильные ветры. Поблизости не должно располагаться домов, любых крупных зданий, отдельно растущих деревьев. Всё это будет загораживать потоки воздуха. Если обнаружены какие-либо помехи, следует разместить генератор на определенном расстоянии от них.

После того как установка начнёт работать, следует подсоединить мультиметр к ветви генератора и проверить, имеется ли напряжение. Систему можно считать готовой к полноценной эксплуатации. После этого остается выяснить, какое напряжение поступит в жилище и каким образом это будет происходить.

Как работает ветряк?

На фото готовые самодельные ветрогенераторы представлены вытянутыми металлическими конструкциями на трех или четырех опорах, с лопастями, двигающимися от ветра. В итоге получаемая потоком ветра кинетическая энергия преобразуется в механическую, которая в свою очередь запускает ротор и становится электрическим током.

Данный процесс является результатом налаженной работы нескольких обязательных составных элементов ветроэлектрической установки (ВЭУ):

  • Пропеллер из двух и более лопастей;
  • Ротор турбины;
  • Редуктор;
  • Контроллер;
  • Ось электрического генератора и генератор;
  • Инвертор;
  • Аккумулятор.

Также необходимо предусмотреть тормозной блок, гондолу, мачту, флюгер, низко и высокоскоростной вал. Устройство определяет и принцип работы ветрогенератора: вращающийся ротор производит трехфазный переменный ток, проходящий через систему контроллера и заряжающий аккумулятор постоянного тока.

Конечные амперы преобразуются инвертором и направляются по подключенной проводке к выходным точкам: розеткам, освещению, бытовой технике и электроприборам.

Процесс подключения в доме

После обустройства практически бесшумного ветряка с хорошей мощностью необходимо подключить к нему бытовые приборы. Собирая собственноручно такое устройство, следует позаботиться о покупке инверторного преобразователя с эффективностью 99%. В таком случае потери на переход постоянного тока в переменный будут наименьшими, а в корпусе будут присутствовать три узла:

  1. Аккумуляторный блок. Способен впрок накапливать энергию, которая генерируется устройством.
  2. Контроллер заряда. Обеспечивает более продолжительный срок службы аккумуляторных батарей.
  3. Преобразователь. Трансформирует постоянный ток в переменный.

Можно устанавливать оборудование для питания осветительных приборов и бытовой техники, которые могут функционировать на напряжении 12−24 Вольт. Потребность в инверторном преобразователе в таком случае отсутствует. Для приборов, позволяющих готовить пищу, лучше задействовать газовое оборудование с питанием от баллона.

Ветрогенератор для дома своими руками

Принцип работы бытовой ветряной электростанции прост: воздушный поток вращает лопасти ротора, насаженного на вал генератора и создает в его обмотках переменный ток.

Сегодня для него вновь нашлась полезная работа. Ветрогенератор для частного дома из разряда технических новинок становится реальным фактором нашего быта.

Давайте поближе познакомимся с ветряными электростанциями, оценим условия их рентабельного применения и рассмотрим существующие разновидности. Домашние умельцы получат в нашей статье информацию для размышления по теме самостоятельной сборки ветряка и устройствах, необходимых для его эффективной работы.

Что такое ветрогенератор?

Принцип работы бытовой ветряной электростанции прост: воздушный поток вращает лопасти ротора, насаженного на вал генератора и создает в его обмотках переменный ток. Полученное электричество запасается в аккумуляторах и по мере необходимости расходуется бытовыми приборами. Конечно, это упрощенная схема работы домашнего ветряка. В практическом плане он дополняется устройствами, выполняющими преобразование электричества.

Сразу за генератором в энергоцепочке стоит контроллер. Он преобразует трехфазный переменный ток в постоянный и направляет его на зарядку аккумуляторов. Большинство бытовых приборов не может работать от «постоянки», поэтому за аккумуляторами ставится другое устройство – инвертор.

Он выполняет обратную операцию: превращает постоянный ток в бытовой переменный напряжением 220 Вольт.

Понятно, что эти преобразования не проходят бесследно и забирают от исходной энергии довольно приличную часть (15-20%).

Если ветряк работает в паре с солнечной батареей или другим генератором электричества (бензиновым, дизельным), то схема дополняется автоматическим выключателем (АВР). При отключении основного источника тока, он активирует резервный.

Для получения максимальной мощности ветряной генератор должен располагаться вдоль ветрового потока. В простых системах реализуется принцип флюгера.

Для этого на противоположном конце генератора закрепляется вертикальная лопасть, разворачивающая его навстречу ветру.

В более мощных установках стоит поворотный электромотор, управляемый датчиком направления.

Основные виды ветрогенераторов и их особенности

Существует две разновидности ветрогенераторов:

  1. С горизонтальным расположением ротора.
  2. С вертикальным ротором.

Первый тип – самый распространенный. Он характеризуется высоким КПД (40-50%), но имеет повышенный уровень шума и вибрации. Кроме этого, для его установки требуется большое свободное пространство (100 метров) или высокая мачта (от 6 метров).

Генераторы с вертикальным ротором энергетически менее эффективны (КПД почти в 3 раза ниже, чем у горизонтальных).

К их преимуществам можно отнести простой монтаж и надежность конструкции. Низкая шумность позволяет ставить вертикальные генераторы на крышах домов и даже на уровне земли. Эти установки не боятся обледенения и ураганов.

Они запускаются от слабого ветра (от 1,0-2,0 м/с) в то время, как горизонтальному ветряку нужен воздушный поток средней силы (3,5 м/с и выше). По форме рабочего колеса (ротора) вертикальные ветрогенераторы весьма разнообразны.

Благодаря малой частоте вращения ротора (до 200 об/мин), механический ресурс таких установок существенно превышает показатели горизонтальных ветрогенераторов.

Как рассчитать и подобрать ветрогенератор?

Ветер это не природный газ, качаемый по трубам и не электроэнергия, бесперебойно поступающая по проводам в наш дом. Он капризен и непостоянен. Сегодня ураган срывает крыши и ломает деревья, а завтра сменяется полным штилем.

Поэтому перед покупкой или самостоятельным изготовлением ветряка нужно оценить потенциал воздушной энергии в своем районе. Для этого следует определить среднегодовую силу ветра. Эту величину можно узнать в интернете по соответствующему запросу.

Получив вот такую таблицу, находим район своего проживания и смотрим на интенсивность его окраски, сравнивая ее с оценочной шкалой. Если среднегодовая скорость ветра получится меньше 4,0 метров в секунду, то ветряк ставить нет смысла. Он не даст нужного количества энергии.

Если сила ветра достаточна для установки ветряной электростанции, то можно переходить к следующему шагу: подбору мощности генератора.

Если речь идет об автономном энергоснабжении дома, то в расчет берут среднестатистическое потребление электроэнергии 1 семьей. Оно находится в диапазоне от 100 до 300 кВт*ч в месяц. В регионах с низким годовым ветропотенциалом (5-8 м/сек) такое количество электричества способен сгенерировать ветряк мощностью 2-3 кВт.

При этом следует учитывать, что зимой средняя скорость ветра выше, поэтому выработка энергии в этот период будет больше, чем летом.

 

Ветряк своими руками. Забава или реальная экономия?

Скажем сразу, что сделать ветрогенератор своими руками полноценным и эффективным непросто. Грамотный расчет ветрового колеса, передаточного механизма, подбор подходящего по мощности и оборотам генератора – отдельная тема. Мы дадим лишь краткие рекомендации по основным этапам данного процесса.

Генератор

Автомобильные генераторы и электродвигатели от стиральных машин с прямым приводом для этой цели не подходят. Они способны генерировать энергию от ветрового колеса, но она будет незначительной. Автогенераторам для эффективной работы нужны очень высокие обороты, которые не может развить ветряк.

В моторах для стиралок другая проблема. Там стоят ферритовые магниты, а для ветрогенератора нужны более производительные – ниодимовые. Процесс их самостоятельного монтажа и намотки токоведущих обмоток требует терпения и высокой точности.

Мощность устройства, собранного своими руками, как правило, не превышает 100-200 Ватт.

В последнее время среди самодельщиков пользуются популярностью мотор-колеса для велосипедов и скутеров.

С позиций ветроэнергетики это мощные ниодимовые генераторы, оптимально походящие для работы с вертикальными ветровыми колесами и зарядки аккумуляторов. С такого генератора можно снимать до 1 кВт ветровой энергии.

Винт

Проще всего изготавливаются парусный и роторный винты. Первый состоит из легких изогнутых трубок, закрепленных на центральной пластине. На каждую трубку натягиваются лопасти из прочной ткани. Большая парусность винта требует шарнирного крепления лопастей, чтобы при урагане они складывались и не деформировались.

Роторная конструкция ветрового колеса используется для вертикальных генераторов. Она проста в изготовлении и надежна в работе.

Самодельные ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения работают от пропеллерного винта. Домашние умельцы собирают его из труб ПВХ диаметром 160-250 мм. Монтаж лопастей выполняется на круглой стальной пластине с посадочным отверстием для вала генератора. опубликовано econet.ru 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

виды, примерные цены, изготовление своими руками Распределение и закрепление магнитов

При росте цен на электроэнергию повсюду идёт поиск и разработка её альтернативных источников. В большинстве регионах страны целесообразно применять ветрогенераторы . Чтобы полностью обеспечить электричеством частный дом, требуется достаточно мощная и дорогостоящая установка.

Ветряной генератор для дома

Если сделать небольшой ветрогенератор, с помощью электрического тока можно подогревать воду или использовать для части освещения, например, хозяйственных построек, садовых дорожек и крыльца. Подогрев воды для хозяйственных нужд или отопления – это простейший вариант использования ветровой энергии без её аккумулирования и преобразования. Здесь вопрос больше заключается в том, достаточно ли мощности будет для отопления.

Перед тем как сделать генератор, сначала следует выяснить особенности ветров в регионе.

Большой ветрогенератор, для многих мест российского климата, мало подходит из-за частой смены интенсивности и направления воздушных потоков. При мощности выше 1 кВт он будет инерционным и не сможет в полной мере раскручиваться, когда меняется ветер. Инерция в плоскости вращения приводит к перегрузкам от бокового ветра, приводящим к его выходу из строя.

С появлением маломощных потребителей энергии имеет смысл применять небольшие самодельные ветрогенераторы не более чем на 12 вольт, чтобы освещать дачу светодиодными светильниками или заряжать телефонные аккумуляторы при отсутствии в доме электричества. Когда в этом нет необходимости, электрогенератор можно применять для нагрева воды.

Тип ветрогенератора

Для безветренной области подходит только парусный ветрогенератор. Чтобы электроснабжение было постоянным, понадобится аккумуляторная батарея не менее чем на 12В, зарядное устройство, инвертор, стабилизатор и выпрямитель.

Для слабоветренных районов можно самостоятельно изготовить вертикальный ветрогенератор, мощностью не более 2-3 кВт. Вариантов есть много и они почти не уступают промышленным образцам. Покупать целесообразно ветряки с парусным ротором. Надёжные модели мощностью от 1 до 100 киловатт выпускаются в Таганроге.

В ветреных регионах можно сделать генератор для дома своими руками вертикальный, если требуемая мощность составляет 0,5-1,5 киловатт. Лопасти можно изготовить из подручных средств, например, из бочки. Более производительные устройства целесообразно купить. Самыми дешёвыми являются «парусники». Вертикальный ветряк стоит дороже, но он надёжней работает при сильных ветрах.

Маломощный ветряк своими руками

В домашних условиях небольшой самодельный ветрогенератор изготовить несложно. Для начала работы в области создания альтернативных источников энергии и накопления в этом ценного опыта как собрать генератор, можно изготовить самостоятельно простое устройство, приспособив мотор от компьютера или принтера.

Ветряной генератор на 12 В с горизонтальной осью

Чтобы сделать своими руками маломощный ветряк, необходимо сначала подготовить чертежи или эскизы.

На скорости вращения 200-300 об./мин. напряжение можно поднять до 12 вольт, а вырабатываемая мощность составит около 3 Вт. С его помощью можно зарядить небольшой аккумулятор. Для других генераторов мощность необходимо увеличивать до 1000 об./мин. Лишь в этом случае они будут эффективны. Но здесь понадобится редуктор, создающий значительное сопротивление и к тому же имеющий высокую стоимость.

Электрическая часть

Чтобы собрать электрогенератор, необходимы комплектующие:

  1. небольшой мотор от старого принтера, дисковода или сканера;
  2. 8 диодов типа 1N4007 для двух выпрямительных мостов;
  3. конденсатор ёмкостью 1000 мкф;
  4. труба ПВХ и пластиковые детали;
  5. алюминиевые пластины.

На рисунке ниже изображена схема генератора.

Шаговый мотор: схема подключения к выпрямителю и стабилизатору

Диодные мосты подключаются к каждой обмотке двигателя, которых две. После мостов подключается стабилизатор LM7805. В результате на выходе получается напряжение, которое обычно подаётся на 12-вольтную батарею.

Большую популярность получили электрогенераторы на неодимовых магнитах с чрезвычайно высокой силой сцепления. Их следует аккуратно использовать. При сильном ударе или нагреве до температуры 80-250 0 С (в зависимости от вида) у неодимовых магнитов происходит размагничивание.

За основу генератора, изготавливаемого своими руками, можно взять ступицу автомобиля.

Ротор на неодимовых магнитах

На ступицу производится наклейка суперклеем неодимовых магнитов диаметром около 25 мм примерно в количестве 20 шт. Однофазные электрогенераторы делаются с равенством количества полюсов и магнитов.

Магниты, расположенные напротив друг друга, должны притягиваться, т. е. повёрнуты противоположными полюсами. После приклеивания неодимовых магнитов производится их заливка эпоксидной смолой.

Катушки мотают круглыми, а общее количество витков составляет 1000-1200. Мощность генератора на неодимовых магнитах подбирается такой, чтобы его можно было использовать как источник постоянного тока, порядка 6А для зарядки АКБ на 12 В.

Механическая часть

Лопасти делают из пластиковой трубы. На ней рисуют заготовки шириной 10 см и длиной 50 см, а затем вырезают. Изготавливается втулка на вал двигателя с фланцем, к которому винтами крепятся лопасти. Их количество может быть от двух до четырёх. Пластик долго не прослужит, но на первое время его хватит. Сейчас появились достаточно износостойкие материалы, например, карбон и полипропилен. Затем можно изготовить более прочные лопасти из алюминиевого сплава.

Балансировку лопастей производят путём отрезания лишних частей на концах, а угол наклона создают путём их нагрева с изгибом.

Генератор крепится болтами к куску пластиковой трубы с приваренной к нему вертикальной осью. На трубу также соосно устанавливается флюгер из алюминиевого сплава. Ось вставляется в вертикальную трубу мачты. Между ними устанавливается упорный подшипник. Вся конструкция может свободно вращаться в горизонтальной плоскости.

Электрическую плату можно разместить на вращающейся части, а напряжение потребителю передавать через два токосъёмных кольца со щётками. Если плату с выпрямителем установить отдельно, тогда количество колец будет равно шести, сколько выводов имеет шаговый мотор.

Ветряк крепят на высоте 5-8 м.

Если устройство будет эффективно вырабатывать энергию, его можно усовершенствовать, сделав вертикально-осевым, например, из бочки. Конструкция меньше подвержена боковым перегрузкам, чем горизонтальная. На рисунке ниже изображён ротор с лопастями из фрагментов бочки, установлен на оси внутри рамы и на него не действует опрокидывающее усилие.

Ветряк с вертикальной осью и ротором из бочки

Профилированная поверхность бочки создаёт дополнительную жёсткость, за счёт чего можно применять жесть меньшей толщины.

Ветрогенератор мощностью более 1 киловатта

Устройство должно приносить ощутимую пользу и выдавать напряжение 220 В, чтобы можно было включить некоторые электроприборы. Для этого оно должно самостоятельно запускаться и вырабатывать электроэнергию в широком диапазоне.

Чтобы сделать ветрогенератор своими руками , прежде следует определить конструкцию. Она зависит от того, какая сила ветра. Если она слабая, то единственным вариантом может быть парусный вариант ротора. Больше 2-3 киловатт энергии здесь не получить. Кроме того, для него понадобятся редуктор и мощный аккумулятор с зарядным устройством.

Цена всего оборудования высокая, поэтому следует выяснить, будет ли это выгодно для дома.

В районах с сильными ветрами, самодельным ветрогенератором можно получить 1,5-5 киловатт мощности. Тогда его можно подключать в домашнюю сеть на 220В. Аппарат с большей мощностью самостоятельно сделать сложно.

Электрогенератор из двигателя постоянного тока

В качестве генератора можно использовать малооборотный мотор, генерирующий электрический ток при 400-500 об/мин: PIK8-6/2,5 36V 0,3Nm 1600min-1. Длина корпуса 143 мм, диаметр – 80 мм, диаметр вала – 12 мм.

Как выглядит двигатель постоянного тока

Для него нужен мультипликатор с передаточным отношением 1:12. При одном обороте лопастей ветряка электрогенератор сделает 12 оборотов. На рисунке ниже изображена схема устройства.

Схема устройства ветряка

Редуктор создаёт дополнительную нагрузку, но всё же это меньше, чем для автомобильного генератора или стартера, где требуется передаточное отношение как минимум 1:25.

Лопасти целесообразно изготавливать из алюминиевого листа размером 60х12х2. Если на мотор их установить 6 штук, устройство будет не таким быстрым и не пойдёт вразнос при больших порывах ветра. Следует предусмотреть возможность балансировки. Для этого лопасти припаиваются к втулкам с возможностью накручивания на ротор, чтобы можно было их смещать дальше или ближе от его центра.

Мощность генератора на постоянных магнитах из феррита или стали не превышает 0,5-0,7 киловатт. Увеличить её можно только на специальных неодимовых магнитах.

Генератор с не намагниченным статором для работы не годится. При небольшом ветре он останавливается, а после не сможет самостоятельно запуститься.

Для постоянного отопления в холодное время года требуется много энергии, и протопить большой дом – это проблема. Для дачи в этом плане он может пригодиться, когда туда приходится ездить не чаще 1 раза в неделю. Если всё правильно взвесить, система отопления на даче работает всего несколько часов. Остальное время хозяева находятся на природе. Используя ветряк как источник постоянного тока для зарядки АКБ, за 1-2 недели можно накопить электроэнергии для отопления помещений на такой промежуток времени, и таким образом, создать себе достаточный комфорт.

Чтобы сделать генератор из двигателя переменного тока или автомобильного стартера, требуется их переделка. Мотор можно модернизировать под генератор, если ротор изготовить на неодимовых магнитах, проточив на их толщину. Его делают с количеством полюсов, как и у статора, чередуя друг с другом. Ротор на неодимовых магнитах, приклеенных к его поверхности, при вращении не должен залипать.

Типы роторов

Конструкции роторов отличаются разнообразием. Распространённые варианты изображены на рисунке ниже, где указаны значения коэффициента использования энергии ветра (КИЭВ).

Виды и конструкции роторов ветряков

Для вращения ветряки делают с вертикальной или горизонтальной осью. Вертикальный вариант обладает преимуществом в удобстве обслуживания, когда основные узлы расположены внизу. Опорный подшипник выполнен самоустанавливающимся и долго служит.

Две лопасти ротора «Савониуса» создают рывки, что не очень удобно. По этой причине его делают из двух пар лопастей, разнесённых на 2 уровня с поворотом одной относительно другой на 90 0 . В качестве заготовок можно использовать бочки, вёдра, кастрюли.

Ротор «Дарье», лопасти которого делают из упругой ленты, отличается простотой изготовления. Для облегчения раскрутки их количество должно быть нечётным. Движение происходит рывками, из-за чего механическая часть быстро разбивается. Кроме того, лента при вращении вибрирует, издавая рёв. Для постоянного применения подобная конструкция не очень подходит, хотя лопасти иногда делают из звукопоглощающих материалов.
В ортогональном роторе крылья выполняются профилированными. Оптимальное количество лопастей равно трём. Устройство быстроходное, но его необходимо раскручивать при пуске.

Геликоидный ротор имеет высокий КПД за счёт сложной кривизны лопастей, снижающей потери. Его применяют реже других ветряков из-за высокой стоимости.

Горизонтальный лопастный ротор исполнения является наиболее эффективным. Но он требует наличия стабильного среднего ветра, а также для него необходима ураганная защита. Лопасти можно изготовить из пропилена, когда их диаметр меньше 1 м.

Если вырезать лопасти из толстостенной пластиковой трубы или бочки, достичь мощности выше 200 Вт не удастся. Профиль в виде сегмента для сжимаемой газообразной среды не подходит. Здесь нужен сложный профиль.

Диаметр ротора зависит от того, какую мощность требуется получить, а также от количества лопастей. Двухлопастнику на 10 Вт нужен ротор диаметром 1,16 м, а на 100 Вт – 6,34 м. Для четырёх-, и шестилопастника диаметр составит соответственно 4,5 м и 3,68 м.

Если насадить ротор непосредственно на вал генератора, его подшипник долго не протянет, поскольку нагрузка на все лопасти неравномерная. Опорный подшипник для вала ветряка должен быть самоустанавливающимся, с двумя или тремя ярусами. Тогда для вала ротора будут не страшны изгибы и смещения в процессе вращения.

Большую роль в работе ветряка играет токосъёмник, который требуется регулярно обслуживать: смазывать, чистить, регулировать. Возможность его профилактики должна быть предусмотрена, хотя это сложно сделать.

Безопасность

Ветряки, мощность которых превышает 100 Вт, являются шумными устройствами. Во дворе частного дома можно установить промышленный ветродвигатель, если он сертифицирован. Его высота должна быть выше ближайших домов. На крыше нельзя устанавливать даже маломощный ветряк. Механические колебания от его работы могут создать резонанс и привести к разрушению строения.

Высокие скорости вращения ветрогенератора требуют качественного изготовления. Иначе, при разрушении устройства существует опасность, что его детали могут отлететь на большие расстояния и нанести травму человеку или домашним животным. Особенно это следует учитывать при изготовлении ветряка своими руками из подручных материалов.

Видео. Ветрогенератор своими руками.

Применение ветрогенераторов целесообразно не во всех регионах, поскольку зависит от климатических особенностей. Кроме того, изготавливать их своими руками не имеет смысла без определённого опыта и знаний. Для начала можно взяться за создание простой конструкции мощностью несколько ватт и напряжением до 12 вольт с помощью, которой можно зарядить телефон или зажечь энергосберегающую лампу. Применение неодимовых магнитов в генераторе позволяет значительно увеличить его мощность.

Мощные ветровые установки, берущие на себя значительную часть электроснабжения дома, лучше приобретать промышленные, на создание напряжения 220В, тщательно взвесив при этом все за и против. Если совместить их с другими видами альтернативных источников энергии, электричества может хватить на все хозяйственные нужды, включая систему отопления дома.

Зачастую у владельцев частных домов возникает идея о реализации системы резервного электропитания . Наиболее простой и доступный способ — это, естественно, или генератор, однако многие люди обращают свой взгляд на более сложные способы преобразования так называемой даровой энергии ( излучения, энергии текущей воды или ветра) в .

Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Если с использованием течения воды (мини-ГЭС) все понятно — это доступно только в непосредственной близости от достаточно быстротекущей реки, то солнечный свет или ветер можно использовать практически везде. Оба этих метода будут иметь и общий минус — если водяная турбина может работать круглосуточно, то солнечная батарея или ветрогенератор эффективны только некоторое время, что делает необходимым включение аккумуляторов в структуру домашней электросети.

Поскольку условия в России (малая длительность светового дня большую часть года, частые осадки) делают применение солнечных батарей неэффективным при их современных стоимости и КПД, наиболее выгодным становится конструирование ветрового генератора . Рассмотрим его принцип действия и возможные варианты конструкции.

Так как ни одно самодельное устройство не похоже на другое, эта статья — не пошаговая инструкция , а описание базовых основ конструирования ветрогенератора.

Общий принцип работы

Основным рабочим органом ветрогенератора являются лопасти, которые и вращает ветер. В зависимости от расположения оси вращения ветрогенераторы делятся на горизонтальные и вертикальные:

  • Горизонтальные ветрогенераторы наиболее широко распространены. Их лопасти имеют конструкцию, аналогичную пропеллеру самолета: в первом приближении это — наклонные относительно плоскости вращения пластины, которые преобразуют часть нагрузки от давления ветра во вращение. Важной особенностью горизонтального ветрогенератора является необходимость обеспечения поворота лопастного узла сообразно направлению ветра, так как максимальная эффективность обеспечивается при перпендикулярности направления ветра к плоскости вращения.
  • Лопасти вертикального ветрогенератора имеют выпукло-вогнутую форму. Так как обтекаемость выпуклой стороны больше, чем вогнутой, такой ветрогенератор вращается всегда в одном направлении независимо от направления ветра, что делает ненужным поворотный механизм в отличие от горизонтальных ветряков. Вместе с тем, за счет того, что в любой момент времени полезную работу выполняет только часть лопастей, а остальные только противодействуют вращению, КПД вертикального ветряка значительно ниже, чем горизонтального : если для трехлопастного горизонтального ветрогенератора этот показатель доходит до 45%, то у вертикального не превысит 25%.

Поскольку средняя скорость ветров в России невелика, даже большой ветряк большую часть времени будет вращаться достаточно медленно. Для обеспечения достаточной мощности электропитания от должен соединяться с генератором через повышающий редуктор, ременной или шестеренчатый. В горизонтальном ветряке блок лопасти-редуктор-генератор устанавливается на поворотной головке, которая дает им возможность следовать за направлением ветра. Важно учесть, что поворотная головка должна иметь ограничитель, не дающий ей сделать полный оборот, так как иначе проводка от генератора будет оборвана (вариант с использованием контактных шайб, позволяющих головке свободно вращаться, более сложен). Для обеспечения поворота ветрогенератор дополняется направленным вдоль оси вращения рабочим флюгером.

Наиболее распространенный материал для лопастей — это ПВХ-трубы большого диаметра, разрезаемые вдоль. По краю к ним приклепываются металлические пластины, приваренные к ступице лопастного узла. Чертежи такого рода лопастей наиболее широко распространены в Интернете.

На видео рассказывается про ветрогенератор, изготовленный своими руками

Расчет лопастного ветрогенератора

Так как мы уже выяснили, что горизонтальный ветрогенератор значительно эффективнее, рассмотрим расчет именно его конструкции.

Энергия ветра может быть определена по формуле
P=0.6*S*V ³, где S — это площадь круга, описываемого концами лопастей винта (площадь ометания), выраженная в квадратных метрах, а V — расчетная скорость ветра в метрах в секунду. Также нужно учитывать КПД самого ветряка, который для трехлопастной горизонтальной схемы составит в среднем 40%, а также КПД генераторной установки, составляющий на пике токоскоростной характеристики 80% для генератора с возбуждением от постоянных магнитов и 60% — для генератора с обмоткой возбуждения. Еще в среднем 20% мощности израсходует повышающий редуктор (мультипликатор). Таким образом, окончательный расчет радиуса ветряка (то есть длины его лопасти) для заданной мощности генератора на постоянных магнитах выглядит так:
R=√(P/(0.483*V³
))

Пример: Примем требуемую мощность ветроэлектростанции в 500 Вт, а среднюю скорость ветра — в 2 м/с. Тогда по нашей формуле нам придется использовать лопасти длиной не менее 11 метров. Как видите, даже такая небольшая мощность потребует создания ветрогенератора колоссальных габаритов. Для более-менее рациональных в условиях изготовления своими руками конструкций с длиной лопасти не более полутора метров ветрогенератор сможет выдавать всего лишь 80-90 ватт мощности даже на сильном ветру.

Недостаточно мощности? На самом деле все несколько иначе, так как на самом деле нагрузку ветрогенератора питают аккумуляторы, ветряк же только заряжает их в меру своих возможностей. Следовательно, мощность ветроустановки определяет периодичность, с которой она сможет осуществлять подачу энергии.

Время чтения ≈ 4 минут

Существенно уменьшить счета за электричество и обеспечить себя резервным источником энергии на даче можно, сделав ветрогенератор своими руками.

Покупка готового ветряного генератора экономически оправдана, только, если нет никакой возможности подключения к электросетям. Стоимость оборудования и его техническое обслуживание зачастую оказывается выше, чем цена киловатт, которые вы купите у энергосбытовой компании в течение ближайших лет. Хотя, если сравнивать с использованием бензиновых или дизельных генераторов небольшой мощности, тут экологичный источник энергии выигрывает по стоимости обслуживания, уровню шума, отсутствию вредных выхлопов. Временное отсутствие ветра можно компенсировать, используя аккумуляторы с преобразователем напряжения.

Ветрогенератор, собранный с использованием некоторых деталей, сделанных своими руками, может оказаться в несколько раз дешевле, готового комплекта. Если вы серьезно решили сделать свой загородный дом энергонезависимым, при этом не хотите никому переплачивать — самодельный ветрогенератор — правильное решение.

Мощность ветрогенератора

Прежде чем приступать к работе, надо определиться, есть ли реальная необходимость в мощном ветрогенераторе, например, для приготовления пищи, использования электроинструмента, нагрева воды или отопления. Может быть вам достаточно подключить освещение, небольшой холодильник, телевизор, подзарядить телефон? В первом случае вам нужен ветряк мощностью от 2 до 6 кВт, а во втором, можно ограничиться в 1-1,5 кВт.

Также существуют горизонтальные и вертикальные ветрогенераторы. При вертикальном расположении оси можно использовать лопасти самой разнообразной формы, это могут быть плоские или выгнутые листы металла, вращающиеся на удлинителях. Существует вариант с одной скрученной лопастью. Сам генератор располагается у земли. Поскольку обороты лопастей невысокие, двигатель имеет большую массу и, соответственно, стоимость. Преимуществом вертикальной конструкции является простота и возможность работы при слабом ветре.

В этом обзоре будет рассмотрен вопрос, как сделать горизонтальный ветрогенератор своими руками. Для него можно использовать различные типы доступных генераторов и переделанные электродвигатели.

Конструкция ветрогенератора на 220В:

  1. Электрогенератор промышленного производства.
  2. Лопасти для ветрогенератора и поворотный механизм на мачте.
  3. Схема управления зарядкой аккумулятора.
  4. Соединительные провода.
  5. Установочная мачта.
  6. Растяжки.

Мы будем использовать двигатель постоянного тока от «беговой дорожки», он имеет параметры: 260V, 5A. Эффект генератора мы получим за счет обратимости магнитных полей данного типа электродвигателей.

Необходимые материалы и комплектующие

Все детали вы легко найдете в хозяйственных или строительных магазинах. Нам потребуется:

  • нарезная втулка нужного размера;
  • мост диодный, рассчитанный на ток 30-50A;
  • ПВХ трубка.

Хвостовик и корпус ветряка можно сделать из следующих материалов:

  • Стальная профильная труба 25 мм;
  • Маскирующий фланец;
  • Патрубки;
  • Болты;
  • Шайбы;
  • Саморезы;
  • Скотч.

Сборка ветряного генератора согласно чертежам

Лопасти ветряка можно изготовить из дюраля по приведенным чертежам. Деталь надо качественно зашкурить, при этом переднюю кромку сделать закругленной, а заднюю заточить. Для хвостовика подойдет кусок жести достаточной жесткости.

К электродвигателю закрепляем втулку, а на ее корпусе высверливаем три отверстия на равном расстоянии друг от друга. В них надо нарезать резьбу под болты.

Трубку ПВХ разрежем вдоль, и будем использовать в качестве уплотнителя между квадратной трубой и корпусом генератора.

Диодный мост также закрепим возле мотора с помощью саморезов.

Черный провод от двигателя подключим к плюсу диодного моста, а красный к минусу.

Хвостовик прикручиваем саморезами на противоположный конец трубы.

Лопасти соединяем с втулкой при помощи болтов, обязательно используем по две шайбы и гровер на каждый болт.

Втулку закручиваем на вал двигателя против часовой стрелки, удерживая ось пассатижами.

Патрубок приворачиваем к маскирующему фланцу при помощи газового ключа.

Надо обязательно найти точку равновесия на трубе с закрепленным двигателем и хвостовиком. По этой точке закрепляем конструкцию на мачту.

Все металлические детали, которые могут подвергнуться коррозии желательно покрыть качественной эмалью.

Ветрогенератор для частного дома стоит установить на некотором расстоянии от основных строений, мачту обязательно закрепить растяжками из стального троса. Высота зависит от возможной силы ветра, рельефа и искусственных препятствий, окружающих электростанцию.

Электрический ток после диодного моста должен через контрольный амперметр поступать на электронную схему зарядки аккумулятора. Напрямую к такому генератору можно подключить маломощные лампы накаливания. Заряженные батареи выдают стабильное постоянное напряжение. Его рекомендуется использовать для освещения (галогенные лампы и светодиодные ленты), либо вывести на инвертор, чтобы получить 220В переменного тока и подключить любые бытовые приборы, мощность которых не превышает параметры инвертора.

Представленная фото и видео информация даст вам более наглядное представление о сборке ветрогенератора своими руками.

Видео изготовления ветрогенератора своими руками





В современных реалиях каждый домовладелец хорошо знаком с постоянным ростом стоимости коммунальных услуг – это касается и электрической энергии. Поэтому для создания комфортных условий обитания в загородном домостроении, как летом, так и зимой, придётся или оплачивать услуги по энергоснабжению, или найти альтернативный выход из сложившейся ситуации, благо природные источники энергии бесплатны.

Как сделать ветрогенератор своими руками — пошаговое руководство

Территория нашего государства – это по большей части равнины. Несмотря на то, что в городах доступ ветра перекрыт высотными постройками, за городом буйствуют сильные воздушные потоки. Поэтому самостоятельное изготовление ветряного генератора — единственно правильное решение для обеспечения загородного дома электричеством. Но для начала нужно разобраться, какая модель подходит для самостоятельного изготовления.

Роторный

Роторный ветряк – несложное преобразовательное устройство, которое просто сделать своими руками. Естественно, такое изделие не сможет обеспечить электроэнергией загородный особняк, но для дачного домика вполне сгодится. Он позволит осветить не только жиле домостроение а, и хозяйственные постройки и даже дорожки в саду. Для самостоятельной сборки агрегата мощностью до 1500 ватт нужно подготовить расходные материалы и комплектующие из следующего перечня:

Естественно, нужно иметь и минимальный комплект инструмента: ножницы для резки металла, болгарка, измерительная рулетка, карандаш, набор гаечных ключей и отвёрток, дрель со свёрлами и пассатижи.

Пошаговые действия

Сборку начинают с изготовления ротора и переделки шкива для чего придерживаются определённой последовательности работ.

Для подсоединения аккумуляторной батареи используются проводники с 4 мм сечением и длиной не более 100 см. Потребители подключаются проводниками с сечением в 2 мм. Важно в разрыв цепи включить преобразователь постоянного напряжения в переменное значение 220В согласно схеме клеммных контактов.

Плюсы и минусы конструкции

Если все манипуляции проделаны, верно, то аппарат прослужит достаточно долго. При использовании достаточно мощной аккумуляторной батареи и подходящего инвертора до 1,5 кВт можно обеспечить питанием уличное и внутридомовое освещение, холодильник и телевизор. Сделать такой ветряк очень просто и экономически выгодно. Такое изделие легко ремонтируется и неприхотливо в использовании. Оно очень надёжно в плане работы и не шумит, надоедая обитателям дома. Однако роторный ветряк имеет низкую производительность, и его работа зависит от наличия ветра.

Аксиальная конструкция с без железным статором на основе неодимовых постоянных магнитов, на территории нашего государства появились не так давно из-за недоступности комплектующих частей. Но на сегодняшний день, мощные магниты не являются редкостью, да и стоимость на них значительно упала по сравнению с несколькими годами тому назад.

Основой такого генератора является ступица с тормозными дисками от легковой машины. Если это будет не новая деталь, то целесообразно её перебрать и сменить смазочные материалы и подшипники.

Размещение и установка неодимовых магнитов

Работы начинают с наклеивания магнитов на диск ротора. С этой целью используются магниты в количестве 20 шт. и размерами 2,5 на 0,8 см. Для изменения количества полюсов нужно придерживаться следующих правил:

  • однофазный генератор подразумевает количество магнитов соответствующе числу полюсов;
  • в случае с трёхфазным прибором соблюдается соотношение в 2/3 полюсов и катушек соответственно;
  • размещение магнитов должно происходить с чередованием полюсов, для упрощения их распределения лучше пользоваться готовым шаблоном, сделанным из картона.

По возможности целесообразно использовать магниты прямоугольной формы, так как в круглых аналогах сосредоточение магнитных полей идёт в центре, а не по всей поверхности. Важно соблюсти условие, чтобы стоящие друг напротив друга магниты имели противоположные полюса. С целью определения полюсов магниты подносятся друг к другу, и притягивающиеся стороны являются положительными, следовательно, отталкивающиеся края отрицательными.

Для крепления магнитов используется специальный клеевой состав, после чего для увеличения прочности выполняют усиление посредством эпоксидной смолы. С этой целью, ею заливают магнитные элементы. Для предотвращения растекания смолы делают бортики при помощи обычного пластилина.

Агрегат трёхфазного и однофазного типа

Однофазные статоры по своим параметрам уступают трёхфазным аналогам, так как при увеличении нагрузки возрастает вибрация. Это обусловлено разницей амплитуды тока возникающей в результате непостоянности его отдачи за определённый промежуток времени. В свою очередь, в трёхфазном аналоге такой проблемы нет. Это позволило увеличить отдачу трёхфазного генератора почти на 50% в сравнении с однофазной моделью. Плюс ко всему из-за отсутствия дополнительной вибрации во время работы устройства не создаются посторонние шумы.

Намотка катушек

Каждый электрик в курсе, что прежде чем начинать намотку катушки, важно выполнить предварительные расчёты. Самодельный ветрогенератор на 220В – устройство, работающее на малых скоростях. Необходимо добиться, чтобы зарядка аккумуляторной батареи стартовала со 100 оборотов в минуту.

Если исходить из таких параметров, то для намотки всех катушек потребуется не более 1200 витков. Для определения витков для одной катушки нужно выполнить простое деление общих показателей на число отдельных элементов.

Для поднятия мощности ветряка с низкими оборотами увеличивается число полюсов. При этом будет происходить увеличение частоты тока в катушках. Намотка катушек должна, выполнятся толстыми медными проводами. Это позволит уменьшить величину сопротивления а, следовательно, увеличить силу тока. Важно учитывать, что с резким увеличением напряжения ток может полностью расходоваться на сопротивление обмоток. Для упрощения намотки можно использовать специальный станок.

В соответствии с числом и толщиной магнитов, закреплённых на дисках, изменяются рабочие характеристики аппарата. Чтобы выяснить, какие показатели мощности получатся в конечном счёте, достаточно выполнить намотку одного элемента и прокрутить его в агрегате. Для определения мощностных характеристик замеряется напряжение при определённых оборотах.

Зачастую катушка выполняется круглой, но целесообразно её слегка вытянуть. В таком случае меди в каждом секторе будет больше, а расположение витков становится плотнее. По диаметру внутреннее отверстие катушки должно равняться габаритам магнита. При изготовлении статора важно учитывать, что он по толщине должен равняться параметрам магнитов.

Обычно в качестве заготовки для статора используется фанера, но, вполне возможно, выполнить разметку на бумажном листе расчертив сектора для катушек, а для бордюров использовать обычный пластилин. Для придания прочности изделию используется стеклоткань, располагаемая на дне формы сверху катушек. Важно чтобы не происходило прилипания эпоксидной смолы к форме. Для этого её покрывают сверху воском. Катушки неподвижно фиксируются друг с другом, а концы фаз выводятся наружу. После чего выполняется соединение всех проводов по схеме звезда или треугольник. Для тестирования готового устройства его вращают вручную.

Обычно конечная высота мачты составляет 6 метров, но по возможности лучше её увеличить в 2 раза. Из-за этого для её крепления используется бетонное основание. Крепление должно быть таким, чтобы труба легко поднималась и опускалась с помощью лебёдки. На верхнем конце трубы выполняется фиксация винта.

Чтобы сделать винт, понадобиться ПВХ труба, сечение которой должно составлять 16 см. Из трубы вырезается винт двухметровой длины с шестью лопастями. Оптимальная форма лопастей определяется экспериментальным путём, что позволяет увеличить крутящий момент при минимальных оборотах. Для отвода винта от сильных порывов ветра используется хвост складной конструкции. Вырабатываемая электроэнергия накапливается в аккумуляторных батареях.

Видео: самодельный ветряной генератор

После рассмотрения доступных вариантов ветрогенераторов каждый домовладелец сможет определиться с подходящим для его целей устройством. Каждый из них имеет как свои положительные стороны, так и отрицательные качества. Особенно прочувствовать эффективность ветряка можно за городом, где происходит постоянное движение воздушных масс.

Содержание:

Воздушные массы обладают неисчерпаемыми запасами энергии, которую человечество использовало еще в давние времена. В основном сила ветра обеспечивала движение судов под парусами и работу ветряных мельниц. После изобретения паровых двигателей данный вид энергии потерял свою актуальность.

Лишь в современных условиях ветровая энергия вновь стала востребованной в качестве движущей силы, прикладываемой к электрическим генераторам. Они еще не получили широкого распространения в промышленных масштабах, но становятся все более популярными в частном секторе. Иногда бывает просто невозможно подключиться к линии электропередачи. В таких ситуациях многие хозяева конструируют и изготавливают ветрогенератор для частного дома своими руками из подручных материалов. В дальнейшем они используются в качестве основных или вспомогательных источников электроэнергии.

Теория идеального ветряка

Данная теория разрабатывалась в разное время учеными и специалистами в области механики. Впервые она была разработана В.П. Ветчинкиным в 1914 году, а в качестве основы использовалась теория идеального гребного винта. В этих исследованиях был впервые выведен коэффициент использования ветряной энергии идеальным ветряком.

Работы в этой области были продолжены Н.Е. Жуковским, который вывел максимальное значение данного коэффициента, равное 0,593. В более поздних работах другого профессора — Сабинина Г.Х. уточненное значение коэффициента составило 0,687.

В соответствии с разработанными теориями, идеальное ветряное колесо должно обладать следующими параметрами:

  • Ось вращения колеса должна быть параллельна со скоростью ветрового потока.
  • Количество лопастей бесконечно большое, с очень малой шириной.
  • Нулевое значение профильного сопротивления крыльев при наличии постоянной циркуляции вдоль лопастей.
  • Вся сметаемая поверхность ветряка обладает постоянной потерянной скоростью воздушного потока на колесе.
  • Стремление угловой скорости к бесконечности.

Выбор ветроустановки

Выбирая модель ветрогенератор для частного дома следует учитывать необходимую мощность, обеспечивающую работу приборов и оборудования с учетом графика и периодичности включения. Она определяется путем ежемесячного учета потребляемой электроэнергии. Дополнительно значение мощности может определяться в соответствии с техническими характеристиками потребителей.

Следует учитывать и тот фактор, что питание всех электроприборов осуществляется не напрямую от ветрогенератора, а от инвертора и комплекта аккумуляторных батарей. Таким образом, генератор мощностью в 1 кВт способен обеспечить нормальное функционирование аккумуляторов, питающих четырехкиловаттный инвертор. В результате, бытовые приборы с аналогичной мощностью обеспечиваются электроэнергией в полном объеме. Большое значение имеет правильный выбор батарей. Особое внимание следует обратить на такие параметры, как и ток зарядки.

При выборе конструкции ветряного двигателя учитываются следующие факторы:

  • Направление вращения ветряного колеса — вертикальное или горизонтальное.
  • Форма лопаток для вентилятора может быть в виде паруса, с прямой или криволинейной поверхностью. В некоторых случаях используются комбинированные варианты.
  • Материал для лопаток и технология их изготовления.
  • Размещение вентиляторных лопастей с различным наклоном, относительно потока проходящего воздуха.
  • Количество лопастей, включенных в вентилятор.
  • Необходимая мощность, передаваемая от ветряного двигателя к генератору.

Кроме того, необходимо учесть среднегодовую скорость ветра для конкретной местности, уточненную в метеослужбе. Уточнять направление ветра не требуется, поскольку современные конструкции ветрогенераторов самостоятельно поворачиваются в другую сторону.

Для большинства местностей Российской Федерации наиболее оптимальным вариантом будет горизонтальная ориентация оси вращения, поверхность лопаток криволинейная вогнутая, которую воздушный поток обтекает под острым углом. На величину мощности, забираемой от ветра, влияет площадь лопасти. Для обычного дома вполне достаточно площади 1,25 м 2 .

Число оборотов ветряка зависит от количества лопастей. Быстрее всего вращаются ветрогенераторы с одной лопастью. В таких конструкциях для уравновешивания используется противовес. Следует учитывать и тот факт, что при низкой скорости ветра, ниже 3 м/с, ветряные установки становятся неспособными забирать энергию. Для того чтобы агрегат воспринимал слабый ветер, площадь его лопастей должна быть увеличена как минимум до 2 м 2 .

Расчет ветрогенератора

Перед выбором ветрогенератора необходимо определить скорость и направление ветра, наиболее характерные в месте предполагаемого монтажа. Следует помнить, что вращение лопастей начинается при минимальной скорости ветра 2 м/с. Максимального КПД удается достичь, когда этот показатель достигает значения от 9 до 12 м/с. То есть, для того чтобы обеспечить электричеством небольшой загородный дом, потребуется генератор с минимальной мощностью 1 кВт/ч и ветер со скоростью не менее 8 м/с.

Скорость ветра и диаметр винта оказывают непосредственное влияние на мощность, вырабатываемую ветряной электроустановкой. Точно рассчитать эксплуатационные характеристики той или иной модели возможно с помощью следующих формул:

  1. Расчеты в соответствии с площадью вращения выполняются следующим образом: P = 0,6 х S х V 3 ,где S — площадь, перпендикулярная направлению ветра (м 2), V — скорость ветра (м/с), Р — мощность генераторной установки (кВт).
  2. Для расчетов электроустановки по диаметру винта применяется формула:Р = D 2 х V 3 /7000, в которой D является диаметром винта (м), V — скорость ветра (м/с), Р — мощность генератора (кВт).
  3. При более сложных вычислениях учитывается плотность воздушного потока. Для этих целей существует формула: P = ξ х π х R 2 х 0,5 х V 3 х ρ х η ред х η ген,где ξ является коэффициентом использования ветровой энергии (безмерная величина), π = 3,14, R — радиус ротора (м), V — скорость воздушного потока (м/с), ρ — плотность воздуха (кг/м 3), η ред — КПД редуктора (%), η ген — КПД генератора (%).

Таким образом, электроэнергия, производимая ветрогенератором, возрастает количественно в кубическом соотношении с повышающейся скоростью ветрового потока. Например, при повышении скорости ветра в 2 раза, выработка ротором кинетической энергии возрастет в 8 раз.

При выборе места установки ветрогенератора необходимо отдавать предпочтение участкам без больших построек и высоких деревьев, которые создают преграду для ветра. Минимальное расстояние от жилых домов составляет от 25 до 30 метров, в противном случае шум во время работы будет создавать неудобства и дискомфорт. Ротор ветряка должен быть расположен на высоте, превышающей ближайшие постройки не менее чем на 3-5 м.

Если подключение загородного дома к общей сети не планируется, в этом случае можно воспользоваться вариантами комбинированных систем. Работа ветряной установки будет значительно эффективнее при использовании ее совместно с дизель-генератором или солнечной батареей.

Как сделать ветрогенератор своими руками

Независимо от типа и конструкции ветрогенератора, каждое устройство в качестве основы, оборудуется похожими элементами. Во всех моделях имеются генераторы, лопасти из различных материалов, подъемники, обеспечивающие нужный уровень установки, а также дополнительные аккумуляторы и система электронного управления. Наиболее простыми для изготовления считаются агрегаты роторного типа либо аксиальные конструкции с использованием магнитов.

Вариант 1. Роторная конструкция ветрогенератора.

В конструкции роторного ветряного генератора используется две, четыре или более лопастей. Подобные ветрогенераторы не в состоянии полностью обеспечить электроэнергией большие загородные дома. Они используются преимущественно в качестве вспомогательного источника электричества.

В зависимости от расчетной мощности ветряка, подбираются необходимые материалы и комплектующие:

  • Генератор с автомобиля на 12 вольт и автомобильный аккумулятор.
  • Регулятор напряжения, преобразующий переменный ток с 12 до 220 вольт.
  • Емкость с большими размерами. Лучше всего подойдет алюминиевое ведро или кастрюля из нержавеющей стали.
  • В качестве зарядного устройства можно воспользоваться реле, снятым с автомобиля.
  • Потребуется выключатель на 12 В, лампа заряда с контроллером, болты с гайками и шайбами, а также металлические хомуты с прорезиненными прокладками.
  • Трехжильный кабель с минимальным сечением 2,5 мм 2 и обычный вольтметр, снятый с любого измерительного устройства.

В первую очередь выполняется подготовка ротора из имеющейся металлической емкости — кастрюли или ведра. Она размечается на четыре равные части, на концах линий проделываются отверстия, чтобы облегчить разделение на составные части. Затем емкость разрезается ножницами по металлу или болгаркой. Из получившихся заготовок вырезаются лопасти ротора. Все замеры должны тщательно проверяться на соответствие размерам, в противном случае конструкция будет работать неправильно.

Далее определяется сторона вращения шкива генератора. Как правило, он вращается по часовой стрелке, но лучше это проверить. После этого роторная часть соединяется с генератором. Во избежание дисбаланса в движении ротора, отверстия для креплений в обеих конструкциях должны располагаться симметрично.

Чтобы увеличить скорость вращения края лопастей следует немного выгнуть. С возрастанием угла изгиба, потоки воздуха будут более эффективно восприниматься роторной установкой. В качестве лопастей используются не только элементы разрезанной емкости, но и отдельные детали, соединяемые с металлической заготовкой, имеющей форму окружности.

После крепления емкости к генератору, всю полученную конструкцию нужно целиком установить на мачте с помощью металлических хомутов. Затем монтируется проводка и собирается . Каждый контакт должен включаться в собственный разъем. После подключения проводка крепится к мачте проволокой.

По окончании сборки осуществляется подключение инвертора, аккумулятора и нагрузки. Аккумулятор подключается кабелем с сечением 3 мм 2 , для всех остальных подключений вполне достаточно сечения 2 мм 2 . После этого ветрогенератор можно эксплуатировать.

Вариант 2. Аксиальная конструкция ветрогенератора с применением магнитов.

Аксиальные ветряки для дома представляют собой конструкцию, одним из основных элементов которой являются неодимовые магниты. По своим эксплуатационным качествам они значительно опережают обычные роторные агрегаты.

Ротор является основным элементом всей конструкции ветрогенератора. Для его изготовления лучше всего подойдет ступица автомобильного колеса в комплекте с тормозными дисками. Деталь, находившуюся в эксплуатации, следует подготовить — очистить от грязи и ржавчины, смазать подшипники.

Далее необходимо правильно распределить и закрепить магниты. Всего их понадобится 20 штук, размером 25 х 8 мм. Магнитное поле в них расположено по длине. Четные магниты будут полюсами, они располагаются по всей плоскости диска, с чередованием через один. Затем определяются плюсы и минусы. Один магнит поочередно касается других магнитов на диске. Если они притягиваются, значит полюс положительный.

При увеличенном количестве полюсов, необходимо соблюдать определенные правила. В однофазных генераторах число полюсов совпадает с количеством магнитов. В трехфазных генераторах соблюдается пропорция 4/3 между магнитами и полюсами, а также соотношение 2/3 между полюсами и катушками. Установка магнитов выполняется перпендикулярно окружности диска. Для их равномерного распределения используется бумажный шаблон. Вначале магниты закрепляются сильным клеем, а потом окончательно фиксируются эпоксидной смолой.

Если сравнивать однофазные и трехфазные генераторы, то эксплуатационные качества первых будут несколько хуже по сравнению со вторыми. Это связано с высокими амплитудными колебаниями в сети из-за нестабильной отдачи тока. Поэтому в однофазных устройствах возникает вибрация. В трехфазных конструкциях этот недостаток компенсируется нагрузками тока из одной фазы в другую. За счет этого в сети всегда обеспечивается постоянное значение мощности. Из-за вибрации срок эксплуатации однофазных систем значительно ниже, чем у трехфазных. Кроме того, у трехфазных моделей во время работы отсутствует шум.

Высота мачты составляет примерно 6-12 м. Она устанавливается в центр опалубки и заливается бетоном. Затем на мачту устанавливается готовая конструкция, на которую крепится винт. Крепление самой мачты осуществляется с помощью тросов.

Лопасти для ветрогенератора

Эффективность работы ветровых электроустановок во многом зависит от конструкции лопастей. Прежде всего, это их количество и размеры, а также материал, из которого будут изготовлены лопасти для ветрогенератора.

Факторы, влияющие на конструкцию лопастей:

  • Даже самый слабый ветер сможет привести в движение длинные лопасти. Однако слишком большая длина может привести к замедлению скорости вращения ветряного колеса.
  • Увеличение общего количества лопастей делает ветряное колесо более чутким. То есть, чем больше лопастей, тем лучше запускается вращение. Однако мощность и скорость будут снижаться, что делает подобное устройство непригодным для выработки электроэнергии.
  • Диаметр и скорость вращения ветряного колеса оказывает влияние на уровень шума, создаваемого устройством.

Количество лопастей должно сочетаться с местом установки всей конструкции. В наиболее оптимальных условиях правильно подобранные лопасти способны обеспечить максимальную отдачу ветрогенератора.

Прежде всего, нужно заранее определить необходимую мощность и функциональность устройства. Чтобы правильно изготовить ветрогенератор, нужно изучить возможные конструкции, а также климатические условия, в которых он будут эксплуатироваться.

Кроме общей мощности рекомендуется определить значение выходной мощности, известной еще как пиковая нагрузка. Она представляет собой общее количество приборов и оборудования, которые будут включаться одновременно с работой ветрогенератора. При необходимости увеличить этот показатель, рекомендуется использовать сразу несколько инверторов.

Ветряной генератор своими руками 24в — 2500ватт

Домашняя ветряная электростанция — Боб Вила

Фото: Shutterstock.com

Если вы ищете экологически чистую альтернативу электроснабжению вашего дома, прислушайтесь к бессмертным словам Боба Дилана: «Ответ, мой друг, таков: уносится ветром.» Вы можете быть удивлены, узнав, что для большинства самодельщиков производство энергии ветра в небольших масштабах вполне достижимо. Но не делайте этого только потому, что это возможно. Перво-наперво: прежде чем приступить к работе, определите, является ли использование энергии ветра экономически эффективным выбором для вас.

Связанный: Пусть светит солнце: Солнечные проекты своими руками для среднего домовладельца

Проще говоря, в некоторых районах страны более ветрено, чем в других. По данным Министерства энергетики США, чтобы оправдать такой проект, в вашем доме должна быть минимальная средняя скорость ветра 10 миль в час. Как узнать среднюю скорость ветра в том месте, где вы живете? Местные метеорологические агентства часто записывают эту информацию, а карты ветровой энергии доступны на сайте Wind Powering America – ценном сайте для всех, кто занимается изучением энергии ветра своими руками.

В дополнение к скорости ветра необходимо также учитывать размер вашего имущества. Ветрогенераторная башня не требует акров и акров земли, но разумно только убедиться, что у вас достаточно места для ее размещения. Также просмотрите местное зонирование; некоторые муниципалитеты запрещают турбины.

Кроме того, подумайте, сколько электроэнергии вы хотите производить с помощью ветра. Чем крупнее система, которую вы строите, тем выше стоимость ее создания. К счастью, некоторые государственные и федеральные программы предлагают стимулы для повышения энергоэффективности дома; проверьте, будет ли ваш проект иметь право на государственную скидку.

Основные компоненты домашней ветроэнергетической системы включают:

Ротор: Ротор крепится к лопастям турбины и улавливает энергию ветра.

Генератор (или генератор переменного тока, установленный на раме): Генератор вырабатывает электричество за счет вращения ротора.

Монтажная башня: Монтажная башня поднимает ротор и лопасти на высоту над другими конструкциями, чтобы подвергать их воздействию максимальных скоростей ветра.

Фото: windpoweramerica.com

Дополнительный компонент — это средство направления собранной энергии в электросеть. Во многих районах страны вы можете продать свои излишки обратно местной коммунальной компании. Однако маловероятно, что любая маломасштабная установка будет производить достаточно электроэнергии для обеспечения домохозяйства, не говоря уже о создании излишков.

Стоимость строительства ветроэнергетической системы колеблется от нескольких сотен долларов до 35 000 долларов и более, в зависимости от размера. Малые, или микро, ветряные турбины способны непрерывно вырабатывать от 1 до 10 киловатт.Но поскольку дома в США обычно потребляют около 960 киловатт-часов в месяц, только самые большие домашние турбины могут полностью удовлетворить потребности в электроэнергии среднестатистического жилого дома.

В большинстве центров по благоустройству дома можно найти множество полезных материалов и комплектов турбин. Однако делать всю работу самостоятельно может быть не вариант. Строительные нормы и правила в некоторых районах требуют, чтобы электрик установил соединение между турбиной и сетью. Точно так же инспектор должен подтвердить, что работа соответствует правилам.

Итак, проведите исследование, и когда этой осенью ветер будет гонять листья по вашему двору, подумайте о том, чтобы использовать часть этой энергии для своего дома.

Почему бы не обзавестись собственной ветряной турбиной? Многие причины

Сегодня эта инициатива, Зеленый климатический фонд, является «пустой оболочкой», сказал г-н Бан в недавнем телефонном интервью. Пожизненный дипломат, который недавно стал президентом Глобального института зеленого роста, международной организации, базирующейся в Сеуле, Южная Корея, которая занимается развитием экологически чистой энергии, сказал, что надеется использовать следующую главу своей карьеры, чтобы помочь бедным странам выполнить свои обязательства. целей Парижского соглашения об изменении климата.

«Совершенно очевидно, что международное сообщество должно удвоить наши усилия по реализации Парижского соглашения об изменении климата», — сказал г-н Бан. В частности, заявил он, Соединенным Штатам при президенте Трампе необходимо изменить свое отношение к глобальному соглашению.

В рамках Парижского соглашения почти 200 стран, богатых и бедных, обязались сократить или ограничить выбросы парниковых газов, которые они производят в результате сжигания ископаемого топлива или вырубки лесов. Страны также обязались создать Зеленый климатический фонд, мобилизовав к 2020 году 100 миллиардов долларов как из государственных фондов, так и из частного сектора, чтобы помочь беднейшим странам.

Г-н Трамп сказал, что Парижское соглашение является плохой сделкой для Соединенных Штатов и что страна больше не будет выполнять свое обещание сократить выбросы по крайней мере на 26 процентов по сравнению с уровнем 2005 года к 2025 году или вносить деньги в климатический фонд. Бывший президент Барак Обама пообещал 3 миллиарда долларов в течение четырех лет и перед уходом со своего поста передал 1 миллиард долларов.

«США — самая богатая, самая могущественная страна-лидер номер один. Есть нормальное ожидание, что Соединенные Штаты получат треть из 100 миллиардов долларов», — сказал он.— сказал Бан. «Политически и морально Соединенные Штаты должны быть лидерами».

Белый дом не ответил на просьбу прокомментировать высказывание г-на Бана. Но позиция г-на Трампа по Парижскому соглашению была четко изложена на конференции Консервативного комитета политических действий в прошлом месяце, когда он сказал, что соглашение станет «катастрофой» для Соединенных Штатов. «В основном они хотят отобрать наше богатство», — сказал Трамп.

Узнайте последние новости об изменении климата


Карточка 1 из 4

Глобальные неудачи. Война на Украине и политические соображения усложняют усилия Соединенных Штатов и Европы, двух крупнейших загрязнителей в истории, по замедлению глобального потепления — точно так же, как ученые предупреждают об усилении опасностей.

Договор по пластику. Представители 175 стран договорились приступить к написанию глобального договора , который ограничит взрывной рост загрязнения пластиком. Соглашение обязывает страны работать над юридически обязывающим договором, который будет включать ограничения на само производство пластмасс.

Мир в огне. В отчете Организации Объединенных Наций сделан вывод о том, что к концу века риск разрушительных лесных пожаров во всем мире может увеличиться на 57 процентов, поскольку изменение климата еще больше усугубляет то, что авторы документа назвали «глобальным кризисом лесных пожаров».

Г-н Бан, который возглавлял Организацию Объединенных Наций с 2007 по 2016 год, выразил обеспокоенность тем, что г-н Трамп нанес серьезный ущерб Парижскому соглашению, и заявил, что Соединенные Штаты вступают в опасно изоляционистские воды.

Ветряная турбина для жилых домов: ветряная турбина на заднем дворе: плюсы и минусы

Использование энергии ветра растет все более быстрыми темпами, поэтому многие домовладельцы задаются вопросом, практична ли идея установки ветряной турбины на заднем дворе. Мы собираемся объяснить вам, как энергия ветра используется во всем мире, почему энергию ветра выгодно использовать, какие условия и типы ветряных турбин лучше всего подходят для домовладельцев и многое другое.

Как использование энергии ветра меняется во всем мире

Энергетические компании в таких странах, как Германия и Дания, используют ветряные турбины в промышленных масштабах.Энергия ветра также завоевывает популярность в Соединенных Штатах и ​​Китае, где энергетические компании спешат инвестировать в ветряные электростанции, чтобы получить прибыль от этого возобновляемого источника энергии.

Может ли ветер действовать и в меньших масштабах? Усовершенствование технологии солнечных панелей означает, что отдельные домовладельцы теперь могут получать выгоду от солнечной энергии.

То же самое происходит и с турбинами? Бытовая ветровая энергетика немного сложнее, чем солнечная. Это практичный энергетический вариант, но только в правильных условиях.Как и солнечные энергетические системы, ветряные турбины могут использовать преимущества чистого измерения. Это означает, что турбина может подключаться к традиционной электросети и обеспечивать энергией дом, а любая избыточная мощность возвращается в сеть.

В тех случаях, когда нет ветра, дом может получать электричество из сети. Поскольку ветер никогда не дует постоянно (независимо от того, где вы живете), установка чистого счетчика обычно является наиболее практичным вариантом для объектов с турбинным двигателем.

Меньшие турбины на крышах, которые лучше подходят для пригородов и городов, не подключены к сети.Обычно эти системы заряжают аккумуляторы, которые, в свою очередь, обеспечивают питание дома. Эти небольшие блоки обычно недостаточно сильны, чтобы обеспечить все потребности дома в электроэнергии. Вместо этого эти системы предназначены для использования в качестве дополнительных источников энергии, помогающих снизить зависимость от традиционного электричества (что будет означать более низкие счета за коммунальные услуги для домовладельца).

Почему энергия ветра — хорошая идея?

Как чистые измерения, так и автономная энергия ветра имеют несколько важных преимуществ. Во-первых, энергия ветра экологически безопасна; он не вызывает абсолютно никакого загрязнения.Во-вторых, энергия ветра практически бесплатна. Помимо первоначальных затрат на установку турбины (плюс любые расходы на техническое обслуживание), домовладельцы будут иметь готовый запас электроэнергии, вырабатываемой ветром, на десятилетия. Даже небольшая турбина на крыше может значительно снизить счета за электроэнергию в доме. Технологии быстро развиваются, особенно для небольших жилых помещений, что делает энергию ветра более доступной для среднего домовладельца.

Чистая энергия и специальные варианты финансирования, такие как те, которые предлагаются в рамках программ чистой энергии с оценкой собственности (PACE), делают турбины всех размеров более доступными для домовладельцев.PACE позволяет домовладельцам финансировать модернизацию ветроэнергетики за счет специального налога, взимаемого с их собственности. Со временем домовладельцы возвращают профинансированную сумму в качестве строки в своем годовом налоговом счете. Таким образом, деньги, сэкономленные на затратах на электроэнергию, со временем можно использовать для оплаты самой турбины.

Хотите знать, можете ли вы получить финансирование PACE для ветряной турбины дома? Нажмите сейчас, чтобы узнать, доступна ли Ygrene в вашем регионе.

Проверить наличие Игрены рядом со мной

Вы сэкономите деньги?

Несмотря на потенциальные недостатки, вы можете сэкономить деньги с помощью энергии ветра, особенно если вы имеете право на налоговые льготы на экологически чистую энергию.Следует помнить одну вещь, особенно с полноразмерными турбинами, это затраты на техническое обслуживание. Поскольку более крупные жилые модели находятся на вершине высоких башен, ремонт своими руками невозможен. Поэтому чрезвычайно важно дважды и трижды проверить гарантии, прежде чем подписать контракт с монтажной компанией. Осмотры и ежегодное техническое обслуживание смазкой и затяжкой должны быть учтены как часть текущих затрат на ветровую систему.

Есть ли серьезные недостатки?

Самый большой недостаток ветроэнергетики в том, что она непостоянна.Даже если установщик выберет наилучшее место, ветер не будет постоянно дуть с одной и той же скоростью. Вот почему, особенно в жилых помещениях, ветряные турбины являются либо дополнительными источниками энергии, либо подключены к основной энергосистеме в системе чистого учета. Другие недостатки предвидеть труднее. Ветряные турбины могут быть шумными, что не является распространенной проблемой в сельской местности, но в жилых районах это может быть проблемой. Шум от ветряных турбин, как правило, является основной жалобой жителей, живущих рядом с крупными ветряными электростанциями, принадлежащими коммунальным предприятиям.

Меньшие ветряные турбины, включая модели на крыше, могут по-прежнему подпадать под ограничения по зонированию. Правила различаются в зависимости от города, поэтому важно изучить местные постановления, прежде чем решить, является ли энергия ветра жизнеспособным вариантом.

Насколько большой должна быть турбина на заднем дворе? Это зависит. Общее правило заключается в том, что турбина должна быть на 30 футов выше любого объекта, включая деревья, в радиусе 300 футов. В зависимости от направления ветра и ландшафта высота может составлять от 60 до 120 футов.Фермы имеют идеальный ландшафт для жилых турбин, в то время как у людей, у которых меньше акра земли, может не хватить места ни для чего, кроме модели на крыше.

Идеальные условия для жилых ветряных турбин

Менее одного процента всех малых (бытовых или частных) ветряных турбин находятся в городах. Это связано с ограничениями по зонированию и отсутствием устойчивого ветра и достаточного пространства. По данным Фонда ветроэнергетики, для обеспечения электроэнергией среднего дома ротор турбины должен иметь диаметр не менее 18 футов.Кроме того, ветер не может быть заблокирован деревьями, высокими зданиями или другими препятствиями. Таким образом, сельская недвижимость является лучшим местом для ветряных турбин, которые достаточно велики, чтобы обеспечить всю энергию для дома.

Меньшие турбины на крыше, производящие дополнительную энергию, лучше подходят для большинства жителей пригородов и городов. Некоторые компании специализируются на этих миниатюрных автономных системах.

Энергию ветра лучше всего использовать в сочетании с другими источниками энергии

Маленькие и тихие турбины на крыше — идеальный вариант для большинства домовладельцев.Однако людям, которые хотят получать пользу от ветра, все равно понадобится еще один источник энергии. Один из вариантов — объединить ветер с другим видом возобновляемой энергии: солнечной. «Партнерство» панелей крыши и турбины может привести к значительной экономии энергии. Кроме того, оба этих улучшения могут претендовать на финансирование PACE, так что домовладельцы могут установить солнечные и ветряные установки практически без авансовых затрат и использовать деньги, которые они сэкономили на своих счетах за электроэнергию, для оплаты обоих обновлений с течением времени.

Энергия ветра может быть хорошей идеей при определенных обстоятельствах. Домовладельцам необходимо найти подходящую турбину для своей конкретной ситуации и понимать, что для большинства домов ветер является дополнительным источником энергии, который не может обеспечить всю необходимую им электроэнергию, но, безусловно, может помочь снизить счета за электроэнергию.

Какие модели наиболее практичны для большинства домовладельцев?

Ветряные турбины меньшего размера, предназначенные для установки на крыше или в гараже, являются лучшим вариантом для большинства домовладельцев, особенно для тех, кто живет в пригородных и городских районах.Эти блоки не предназначены для обеспечения 100% электроэнергии дома; они просто недостаточно велики. Тем не менее, они относительно недороги, и они могут значительно снизить счета за электроэнергию. На эти крышные турбины все еще могут распространяться ограничения по зонированию, но некоторые производители решили проблему шумового загрязнения.

Один вариант шведского производства «совершенно бесшумный», сообщает Treehugger, а турбину 30-футовой минибашни едва слышно дальше 40 футов. В зависимости от настройки эти небольшие турбины могут обеспечивать от 25 до 50 процентов электроэнергии дома.С учетом первоначальных затрат и установки потребуется всего несколько лет, чтобы окупить затраты на модернизацию за счет сэкономленных на счетах за электроэнергию денег.

Проверить наличие Игрены рядом со мной

Как построить собственный ветряк всего за 30 евро

Дата выпуска: Изменено:

Графический дизайнер Дэниел Коннелл считает, что каждый может использовать энергию ветра.Коннелл разработал план дешевой турбины «сделай сам», которая позволит домохозяйствам подключиться к зеленому источнику энергии с помощью дрели, гаечного ключа, нескольких винтов и велосипедного колеса.

Коннелл, который родом из Новой Зеландии, но теперь живет то в Германии, то в Шотландии, начал работу над своим проектом вертикальной ветряной турбины еще в 2013 году. Изобретатель получил возможность усовершенствовать свой проект в октябре этого года, когда сотни изобретателей, дизайнеров и инженеры собрались во французском замке на «Poc 21».Организаторы мероприятия описывают его как инновационный лагерь, направленный на продвижение идеи «общества без отходов», а также на создание продуктов с открытым исходным кодом, которые может создать каждый. Ветряная турбина Коннелла состоит из деревянной рамы, которая поддерживает велосипедное колесо с тремя прикрепленными к нему лопастями. Он также сделал прототип с шестью лезвиями.

Коннелл держит часть одной из своих ветряных турбин. Фото предоставлено Дэниелом Коннеллом.

Чтобы показать другим, как это делается, Коннелл создал подробный учебник из 52 шагов, доступный как в письменном, так и в видеоформате, в котором подробно излагается, как построить турбину. Следуя инструкциям, команда из двух человек может запустить собственный ветряк примерно за шесть часов. Более того, это обойдется вам всего в 30 евро, что достаточно для оплаты инструментов и материалов. Сравните это с ценой обычного домашнего ветряка, который может стоить более 30 000 долларов (28 000 евро).

Самодельная турбина Connell не позволит домохозяйствам удовлетворять все свои потребности в энергии только за счет ветра. Но он может, например, производить несколько десятков киловатт электроэнергии или питать домашний водяной насос. Однако изобретатель говорит, что требуется всего несколько прототипов, чтобы начать экономить энергию, что, по его мнению, может помочь в борьбе с изменением климата.

«С несколькими ветряками и достаточным количеством ветра дом может стать самодостаточным в плане энергии»

Меня вдохновила уже существующая модель. Я работал полтора года, пытаясь сделать этот тип домашнего ветряка более простым в сборке и более экономичным. В конце концов, я разработал прототип, который стоит примерно в пять раз меньше оригинальной модели и может быть построен кем угодно за довольно короткое время.

Я не инженер, я по образованию 3D-дизайнер.Я уверен, что опытные мастера быстрее других построят мой ветряк, но это под силу любому. Если вы посмотрите на список необходимых инструментов, то самым сложным, без сомнения, будет электродрель. Это действительно не сложно использовать!

Наряду с низкой ценой и простотой сборки, я думаю, что у этого ветряка есть несколько преимуществ. Это работает даже тогда, когда вы сами едва чувствуете ветер. Он также довольно прочный: у него три лопасти, которые выдерживают ветер скоростью до 80 км/ч.А модель с шестью лопастями выдерживает ветер до 105 км/ч, что очень мощно.

«Это может помочь сократить дефицит энергии во всем мире»

При средней скорости ветра 60 км/ч ветряная турбина с шестью лопастями может производить около 100 Вт энергии за короткое время. Этого достаточно, например, для зарядки четырех ноутбуков.Если предположить, что скорость ветра остается довольно постоянной в течение нескольких часов, он может даже производить киловатт энергии, достаточной для удовлетворения энергетических потребностей дома в течение одного дня. Конечно, это только теория. На практике постоянная скорость ветра 60 км/ч является довольно сильной, и все зависит от того, сколько энергии потребляет дом. Западное домохозяйство будет потреблять гораздо больше, чем домохозяйство в развивающейся стране. Но с несколькими ветряными турбинами и достаточным количеством ветра дом может быть самодостаточным. Вы также можете хранить произведенную электроэнергию в автомобильных аккумуляторах, которые не слишком дороги.

В будущем я хочу разработать другие проекты с открытым исходным кодом, которые легко построить и которые ограничивают потребление энергии, например неэлектрический холодильник или энергоэффективный кондиционер. Я уже разработал прототип последнего.

Эта гениальная стена может использовать энергию ветра, достаточную для покрытия вашего электричества.

Использование энергии ветра скоро станет легкой задачей. Сегодня большая часть нашей ветровой энергии поступает от крупных ветряных электростанций, расположенных на холмистой местности и продуваемых ветрами побережьях.Плавучие ветряные электростанции также появляются в более глубоких водах, где ветер сильнее. Но что, если бы мы могли строить ветряные турбины в наших городах, прямо здесь, на наших собственных дворах? Не высокие и громоздкие столбы с огромными вращающимися лопастями, а новый тип ветряной турбины — такой, который можно было бы спрятать на виду и легко принять за стену?

Американский дизайнер и предприниматель Джо Дусе создал такой концепт, и он выглядит как кинетическая арт-инсталляция. Стена его ветряной турбины состоит из сетки квадратных стекол, вращающихся одновременно по 25 осям.Точный размер и формат не высечены на камне, поэтому варианты этой стены можно использовать в любом месте с приличным пролетом, например, на обочине шоссе или заборе вокруг здания. Другими словами, это может сделать ветряные электростанции еще более распространенными — не только в океане, но и на суше.

[Изображение предоставлено Joe Doucet] В текущей версии стена состоит из 25 готовых генераторов ветряных турбин (средняя часть, вокруг которой вращаются лопасти). Они прикреплены к 25 вертикальным стержням с прикрепленными к ним квадратными панелями.Прямо сейчас стена имеет высоту 8 футов и ширину 25 футов, но концепцию можно масштабировать. «У вас могут быть 25-футовые стержни, покрытые целыми зданиями», — говорит Дусе. Единственной проблемой будет правильное соотношение веса, поэтому, чтобы сделать его легче, Дусе предлагает каркас из алюминия, который затем можно обшить любым легким материалом.

В последние годы энергия ветра стала одним из самых популярных источников возобновляемой энергии в США. По прогнозам, к 2027 году рынок ветровой энергии превысит 180 миллиардов долларов, и только на прошлой неделе администрация Байдена объявила о своих планах покрыть всю территорию США.Южный берег с ветряными электростанциями. «Есть много причин, по которым ветряные электростанции находятся в океане», — говорит Дусе. «Это массивные башни; вы не увидите их разбросанными по городу». Справедливости ради следует отметить, что многие ветряные электростанции находятся в океане или вдоль побережья, потому что это самые ветреные места, которые не загорожены зданиями или другими признаками городской жизни.

Но это не значит, что города не подвержены сильным ветрам. В Бостоне, например, ветры были настолько сильными, что в 2016 году они опрокинули вековую 8-футовую статую Бенджамина Франклина.Традиционная ветряная электростанция не работала бы в Бостоне. Однако массив стен ветряной турбины может помочь.

Дусе создал прототип одиночного спиннинга и на его основе провел моделирование. Среднегодовое потребление электроэнергии для американского дома составляет немногим более 10 000 киловатт-часов в год. Одной из этих стен было бы достаточно. Но где Дусе видит истинный потенциал, так это в крупных коммерческих зданиях и даже в городах. «Вместо типичных подпорных стен вдоль дорог и автомагистралей у вас будет множество таких», — говорит Дусе, который говорит, что ведет переговоры с несколькими производителями, чтобы помочь ему вывести продукт на рынок.«Благодаря дополнительному ветровому ускорению от грузовиков наши автомагистрали могли бы позаботиться обо всех наших потребностях в энергии».

Когда-нибудь в ближайшем будущем любое место с достаточным пролетом для 25-футовой стены может стать потенциальным источником энергии. «В городских районах не так много солнечного света, чтобы солнечная энергия работала, — говорит Дусе. «Ветер есть всегда».

Бытовые ветряные турбины: практичны ли они для вас?

Если вы являетесь домовладельцем, рассматривающим возможность использования жилых ветряных турбин для электроснабжения своего дома, необходимо учитывать ряд соображений.К счастью, есть также ряд источников информации, которые могут вам помочь. Следующее поможет вам решить, подходит ли вам ветровая система.

Каковы преимущества домовладельцев от использования ветряных турбин?
Практична ли для вас энергия ветра?
Ваш сайт подходит?
Дополнительные соображения
Потенциальные юридические и экологические препятствия
Экономика ветровой энергии для домашнего использования
Основы ветровой системы
Гибридные ветровые системы

Каковы преимущества использования бытовых ветряных турбин?

Ветроэнергетические системы обеспечивают защиту от роста цен на электроэнергию.Ветроэнергетические системы снижают нашу зависимость от ископаемого топлива и не выделяют парниковых газов. Если вы строите дом в отдаленном месте, небольшая ветровая энергетическая система может помочь вам избежать высоких затрат на продление линий электропередач до вашего участка.

Несмотря на то, что системы ветроэнергетики требуют значительных первоначальных инвестиций, они могут быть конкурентоспособными по сравнению с традиционными источниками энергии, если учитывать снижение или полное отсутствие затрат на коммунальные услуги в течение всего срока службы. Продолжительность периода окупаемости (время до того, как экономия, полученная в результате использования вашей системы, сравняется со стоимостью системы) зависит от выбранной вами системы, ветрового ресурса на вашем участке, тарифов на электроэнергию в вашем районе и того, как вы используете свою ветровую систему.

Практична ли для вас энергия ветра?

Малые ветроэнергетические системы могут использоваться в сочетании с системой передачи и распределения электроэнергии (так называемые системы, подключенные к сети) или в автономных приложениях, не подключенных к коммунальной сети. Ветряная турбина, подключенная к сети, может снизить потребление электроэнергии, поставляемой коммунальными службами, для освещения, бытовых приборов и электрического отопления. Если турбина не может обеспечить необходимое вам количество энергии, коммунальное предприятие компенсирует разницу.Когда ветровая система производит больше электроэнергии, чем требуется домохозяйству, излишки можно продать коммунальным предприятиям. С доступными сегодня соединениями переключение происходит автоматически. Автономные ветроэнергетические системы могут подойти для домов, ферм или даже целых населенных пунктов (например, проект совместного проживания), которые находятся далеко от ближайших инженерных сетей. Любой тип системы может быть практичным, если существуют следующие условия.

Условия для автономных ветроэнергетических систем:

  • Вы живете в районе со среднегодовой скоростью ветра не менее 4 баллов.0 метров в секунду (9 миль в час)
  • Подключение к сети недоступно или может быть выполнено только через дорогостоящее расширение. Стоимость прокладки линии электропередач к удаленному участку для подключения к коммунальной сети может быть непомерно высокой и варьироваться от 15 000 до более 50 000 долларов за милю, в зависимости от местности.
  • Вы заинтересованы в получении энергетической независимости от коммунального предприятия
  • Вы хотите уменьшить воздействие производства электроэнергии на окружающую среду
  • Вы признаете прерывистый характер энергии ветра и имеете стратегию использования прерывистых ресурсов для удовлетворения ваших потребностей в энергии

Условия для ветроэнергетических систем, подключенных к сети:

  • Вы живете в районе со среднегодовой скоростью ветра не менее 4 баллов.5 метров в секунду (10 миль в час).
  • Электричество, поставляемое коммунальными службами, дорогое в вашем районе (около 10–15 центов за киловатт-час).
  • Требования коммунальных служб по подключению вашей системы к сети не являются непомерно высокими.
  • Местные строительные нормы и правила позволяют вам на законных основаниях установить ветряную турбину на своем участке.
  • Вам комфортно делать долгосрочные инвестиции.

Подходит ли ваш участок для ветроэнергетики?

Чтобы получить общее представление о наличии хороших ветровых ресурсов в вашем регионе, ознакомьтесь с картами WINDExchange Министерства энергетики США и картами климатологии ветра NOAA.Из этих карт вы можете узнать, достаточно ли сильна скорость ветра в вашем районе, чтобы продолжить изучение ветрового ресурса. Конечно, карты — это только отправная точка — фактические ветровые ресурсы на вашем участке будут варьироваться в зависимости от топографии и структурных помех. А локализованный участок с хорошим ветром, например вершина хребта, может не отображаться на картах.

Вам потребуются данные по конкретному месту, чтобы определить ветровой ресурс в вашем точном местоположении. Если у вас нет данных на месте и вы хотите получить более четкую и предсказуемую картину ваших ветровых ресурсов, вы можете измерить скорость ветра в вашем регионе за год.Вы можете сделать это с помощью записывающего анемометра, который обычно стоит от 500 до 1500 долларов. Наиболее точные показания получаются на «высоте ступицы» (т. е. на высоте верхней части башни ветряной турбины). Для этого необходимо разместить анемометр достаточно высоко, чтобы избежать турбулентности, создаваемой деревьями, зданиями и другими препятствиями. Стандартная высота датчика ветра, используемая для получения данных для карт Министерства энергетики США, составляет 10 метров (33 фута).

Вы можете иметь разные ветровые ресурсы на одном и том же участке. Если вы живете в сложной местности, будьте внимательны при выборе места установки.Например, если вы разместите ветряную турбину на вершине или на ветреной стороне холма, у вас будет больше доступа к преобладающему ветру, чем в овраге или на подветренной (защищенной) стороне холма на том же участке. Учитывайте существующие препятствия и планируйте будущие препятствия, включая деревья и здания, которые могут блокировать ветер. Также поймите, что мощность ветра пропорциональна его скорости (скорости) в кубе.

Дополнительные соображения

В дополнение к факторам, перечисленным ранее, вы также должны

  • Исследование потенциальных правовых и экологических препятствий
  • Получить информацию о стоимости и производительности от производителей
  • Провести полный экономический анализ с учетом множества факторов
  • Понимание основ небольшой ветроустановки
  • Рассмотрите возможности объединения вашей системы с другими источниками энергии, резервными копиями и улучшениями энергоэффективности.

Вы должны составить бюджет энергии, чтобы помочь определить размер необходимой турбины. Поскольку энергоэффективность обычно дешевле, чем производство энергии, повышение энергоэффективности вашего дома в первую очередь, вероятно, приведет к тому, что вы сможете тратить меньше денег, поскольку вам может понадобиться ветряная турбина меньшего размера для удовлетворения ваших потребностей.

Потенциальные юридические и экологические препятствия

Прежде чем вкладывать время и деньги, изучите потенциальные юридические и экологические препятствия для установки ветряной системы.Некоторые юрисдикции, например, ограничивают высоту конструкций, разрешенных в жилых зонах, хотя часто возможны отклонения. Ваши соседи могут возражать против ветровой машины, закрывающей им обзор, или их может беспокоить шум. Подумайте о препятствиях, которые могут блокировать ветер в будущем (к примеру, крупные запланированные застройки или саженцы). Если вы планируете подключить ветрогенератор к сети вашей местной коммунальной компании, узнайте ее требования к межсетевым соединениям и покупке электроэнергии у небольших независимых производителей электроэнергии.

Экономика бытовых ветряных турбин

Жилая ветровая энергетическая система может стать хорошей долгосрочной инвестицией. Однако, поскольку такие обстоятельства, как тарифы на электроэнергию и процентные ставки, различаются, вам необходимо решить, является ли покупка ветровой системы разумным финансовым шагом для вас. Убедитесь, что вы или ваш финансовый консультант провели тщательный анализ, прежде чем купить ветроэнергетическую систему.

Владельцы систем, подключенных к сети, могут иметь право на получение небольшого налогового кредита за электроэнергию, которую они продают коммунальному предприятию.В 1996 году она составляла 1,6 цента за киловатт-час. Закон о национальной энергетической политике 1992 г. и Закон о политике регулирования коммунальных предприятий 1978 г. (PURPA) представляют собой две программы, применимые к малым независимым производителям электроэнергии. PURPA также требует, чтобы утилита продавала вам электроэнергию, когда она вам нужна. Обязательно проконсультируйтесь с местным коммунальным предприятием или государственным энергетическим управлением, прежде чем брать на себя какую-либо ставку обратного выкупа. Некоторые ставки Среднего Запада очень низкие (менее 0,02 доллара за кВтч), но в некоторых штатах действуют поддерживаемые государством ставки обратного выкупа, которые поощряют производство возобновляемой энергии.Кроме того, в некоторых штатах существует «чистый биллинг», когда коммунальные предприятия покупают излишки электроэнергии по той же цене, по которой они ее продают.

Кроме того, некоторые штаты предлагают налоговые льготы, а некоторые коммунальные службы предлагают скидки или другие стимулы, которые могут компенсировать затраты на покупку и установку ветряных систем. Обратитесь за информацией в налоговый департамент вашего штата, в местную коммунальную службу, комиссию по коммунальным предприятиям или в местное управление энергетики.

Основы ветровой системы

Все ветряные системы состоят из ветряной турбины, мачты, электропроводки и компонентов «баланса системы»: контроллеров, инверторов и/или аккумуляторов.

Ветряные турбины Домашние ветряные турбины состоят из ротора, генератора, установленного на раме, и (обычно) хвостовой части. Через вращающиеся лопасти ротор улавливает кинетическую энергию ветра и преобразует ее во вращательное движение для привода генератора. Роторы могут иметь две или три лопасти, чаще три. Лучшим показателем того, сколько энергии будет производить турбина, является диаметр ротора, который определяет ее «охватываемую площадь» или количество ветра, перехватываемого турбиной.Рама представляет собой прочный стержень с центральной осью, на котором крепятся несущий винт, генератор и хвостовое оперение. Хвост удерживает турбину лицом к ветру.

Ветряная турбина мощностью 1,5 киловатт (кВт) удовлетворит потребности дома, требующего 300 киловатт-часов (кВтч) в месяц, для места с годовой скоростью 6,26 метра в секунду (14 миль в час). средняя скорость ветра. Производитель предоставит вам ожидаемую годовую выработку энергии турбины в зависимости от среднегодовой скорости ветра. Производитель также предоставит информацию о максимальной скорости ветра, при которой турбина рассчитана на безопасную работу.Большинство турбин имеют автоматические системы регулирования скорости, чтобы предотвратить неконтролируемое вращение ротора при очень сильном ветре. Этой информации, наряду с вашим местным распределением скорости ветра и вашим энергетическим балансом, достаточно, чтобы вы могли указать размер турбины.

Башни – Перефразируя известного автора ветроэнергетики, «хороший ветер дует высоко». Поскольку скорость ветра увеличивается с высотой на равнинной местности, турбина установлена ​​на башне. Вообще говоря, чем выше башня, тем больше энергии может производить ветровая система.Башня также поднимает турбину над воздушными турбулентностями, которые могут возникать близко к земле. Общее эмпирическое правило заключается в установке ветряной турбины на башне так, чтобы нижняя часть лопастей ротора находилась на высоте не менее 9 метров (30 футов) над любым препятствием, которое находится в пределах 90 метров (300 футов) от башни.

Эксперименты показали, что относительно небольшие инвестиции в увеличение высоты башни могут дать очень высокую норму прибыли при производстве электроэнергии. Например, подъем генератора мощностью 10 кВт с высоты башни 18 метров (60 футов) до башни высотой 30 метров (100 футов) требует 10-процентного увеличения общей стоимости системы, но он может производить на 25% больше. власть.

Существует два основных типа мачт: самонесущие (отдельно стоящие) и с оттяжками. В большинстве домашних ветроэнергетических систем используется башня с оттяжками. Решетчатые башни с оттяжками являются наименее дорогим вариантом. Они состоят из простого и недорогого каркаса из металлических полос, поддерживаемых растяжками и заземляющими анкерами.

Однако, поскольку радиус оттяжек должен составлять от половины до трех четвертей высоты башни, для решетчатых башен с оттяжками требуется достаточно места для их размещения. Башни с оттяжками можно прикрепить к основанию, чтобы их можно было опустить на землю для обслуживания, ремонта или во время неблагоприятных погодных условий, таких как ураганы.Алюминиевые башни склонны к растрескиванию, и их следует избегать.

Баланс системы – Автономным системам требуются батареи для хранения избыточной энергии, вырабатываемой для использования при спокойном ветре. Им также нужен контроллер заряда, чтобы аккумуляторы не перезаряжались. Аккумуляторы глубокого цикла, например те, которые используются для питания гольф-каров, могут разряжаться и перезаряжаться на 80 % своей емкости сотни раз, что делает их хорошим вариантом для удаленных систем возобновляемой энергии. Автомобильные аккумуляторы представляют собой батареи с неглубоким циклом и не должны использоваться в системах возобновляемой энергии из-за их короткого срока службы в условиях глубокого цикла.

В очень небольших системах приборы постоянного тока (DC) работают напрямую от батарей. Однако, если вы хотите использовать стандартные приборы, которым требуется обычный бытовой переменный ток (AC), вы должны установить инвертор для преобразования постоянного тока в переменный. Хотя инвертор немного снижает общую эффективность системы, он позволяет подключить дом к сети переменного тока, что является несомненным плюсом для кредиторов, должностных лиц, отвечающих за электротехническое законодательство, и будущих покупателей жилья.

В целях безопасности батареи следует изолировать от жилых помещений и электроники, поскольку они содержат коррозионно-активные и взрывоопасные вещества.Свинцово-кислотные аккумуляторы также требуют защиты от перепадов температур.

В системах, подключенных к сети, единственным дополнительным оборудованием является блок стабилизации мощности (инвертор), который делает выходную мощность турбины электрически совместимой с коммунальной сетью. Батарейки не нужны. Работайте над этим с производителем и местной коммунальной службой.

Гибридные ветроустановки

Автономная «гибридная» система, сочетающая ветровую и фотоэлектрическую (PV) технологии, имеет ряд преимуществ по сравнению с любой отдельной системой.

На большей части территории Соединенных Штатов скорость ветра низкая летом, когда солнце светит ярче всего и дольше всего. Ветер сильный зимой, когда мало солнечного света. Поскольку пиковое время работы ветровой и фотоэлектрической энергии приходится на разное время дня и года, гибридные системы с большей вероятностью будут производить энергию, когда она вам нужна.

В то время, когда ни ветрогенератор, ни фотоэлектрические модули не производят электроэнергию (например, ночью, когда ветер не дует), большинство автономных систем обеспечивают питание от аккумуляторов и/или двигателя-генератора, работающего на ископаемом топливе. .

Если батареи разряжены, двигатель-генератор может работать на полную мощность, пока батареи не будут заряжены. Добавление генератора, работающего на ископаемом топливе, делает систему более сложной, но современные электронные контроллеры могут автоматически управлять этими сложными системами. Добавление двигателя-генератора также может уменьшить количество фотоэлектрических модулей и аккумуляторов в системе. Имейте в виду, что емкость аккумулятора должна быть достаточно большой для обеспечения потребностей в электроэнергии в периоды без подзарядки. Аккумуляторные батареи обычно рассчитаны на один-три дня безветренной работы.

Подводя итоги, можно сказать, что, инвестируя в небольшую ветряную установку, вы можете снизить риск нехватки топлива и роста цен в будущем, а также уменьшить загрязнение окружающей среды. Однако принять решение о покупке ветровой системы сложно; нужно учитывать множество факторов. Но при правильном стечении обстоятельств хорошо спроектированная ветроэнергетическая система может обеспечить вас экономичной, чистой и надежной электроэнергией на многие годы.

Предоставлено NREL

Ветряная турбина своими руками | 14 самых крутых генераторов для автономной жизни

Ищете ветряную турбину своими руками? Вам понравятся эти электрические генераторы!

Научись делать ветряк своими руками! Независимо от того, живете ли вы вне сети или просто хотите вырабатывать дополнительную энергию для дома, эти идеи для ветряных турбин своими руками позволят вам быстро вырабатывать собственное электричество.Продолжайте читать, чтобы узнать, как строить ветряные турбины всех форм и размеров. Все, от классического ветряка до вертикальной матричной турбины и даже турбины Тесла.

Специальное предложение: Вот как вы можете перестать ежегодно тратить сотни долларов на батарейки

Научитесь генерировать собственную энергию дома с помощью одних из самых крутых самодельных ветряных турбин! Здесь у нас есть 14 удивительных ветряных турбин, которые вы можете сделать дома с ограниченным бюджетом.

14 самых крутых генераторов, которые можно сделать самостоятельно, чтобы жить вне сети

1.Турбина Тесла

своими руками

Турбина Тесла – это столетний метод получения энергии. Эта конкретная турбина Тесла своими руками — самая экологичная турбина! Следуйте пошаговым инструкциям, чтобы создать свой собственный здесь, в Instructables.

2. Ветряная турбина своими руками | Генерация 1000 Вт на заднем дворе

Эта самодельная ветряная турбина будет генерировать 1000 Вт, и ее достаточно просто построить дома. Инструкция здесь

3. Ветряная турбина своими руками | Турбина с открытым исходным кодом будет построена всего за 30 долларов США 90 357

Ознакомьтесь с этим руководством, чтобы узнать, как сделать очень крутую, очень практичную и очень недорогую ветряную турбину.Инструкция здесь

4. Ветряная турбина своими руками | Создайте собственную турбину с вертикальной осью

Ветряная турбина с вертикальной осью отлично подходит для экономии места и денег! Инструкции здесь.

5. Ветряная турбина своими руками | Миниатюрная ветряная турбина

Эта миниатюра такая забавная, яркая и компактная, что может быть почти игрушкой! … Идеи подарков на День отца, кто-нибудь? Научитесь делать это здесь.

6. Ветряная турбина своими руками | Соберите свой генератор из генератора грузовика

Отличное применение старому грузовику GM, ржавеющему на стене дома… Инструкции здесь.

7. Ветряная турбина своими руками | Изготовлен из деталей старого велосипеда

Сокращайте повторное использование и перерабатывайте стильно, а также вырабатывайте энергию для создания водяного насоса, работающего от ветра. Инструкции здесь.

8. Ветряная турбина своими руками | Сборка ветряной турбины с потолочным вентилятором

Это отличное применение подержанной техники. Всегда полезно повторно использовать то, что можно, чтобы максимально использовать ресурсы Земли. Инструкции здесь.

9. Ветряная турбина своими руками | Сборка соплового диффузора ветряной турбины

Диффузор помогает направлять энергию на эту ветряную турбину для максимальной эффективности.Инструкция здесь

10. Ветряная турбина своими руками | Соберите удивительную турбину Tesla CD

Получите вашу старую коллекцию компакт-дисков и немного суперклея, этот урок заставит вас крутить все виды новой энергии в такт. Инструкцию нашел здесь.

11. Ветряная турбина своими руками | Соберите турбину «Оса»

Привезли двоих вам двое студентов – будущих гениев. Инструкции здесь.

12. Ветряная турбина своими руками | Соберите картонную турбину Теслы

Эта турбина Теслы сделана полностью из картона, что делает ее дешевле и экономичнее.Бонусные баллы за красоту. Инструкции здесь.

13. Соберите больше самодельных ветряных турбин

Ищете другие отличные способы построить ветряную турбину? Мы нашли для вас этот сайт, который оказался отличным источником.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.