Мини ветрогенератор своими руками. Ветрогенератор как сделать самому

Правильный и чрезвычайно ответственный подход к решению проблемы электроэнергии с помощью ветрогенератора позволит потребителю избавиться от простоев, связанных с отключением электроэнергии. Всегда лучше действовать на опережение — в рамках закона — чем годами ждать обещанного властями.

Сборка самодельного ветрогенератора: варианты конструкции от пользователей FORUMHOUSE

О том, как самостоятельно выполнить расчет ветрогенератора, мы рассказывали в предыдущей статье. Сегодня вы найдете модели ветрогенераторов, построенных пользователями нашего портала. Также мы делимся полезными советами, которые помогут собрать установку и избежать ошибок. Строительство ветрогенератора своими руками — задача непростая. Безошибочно справиться с ее решением может далеко не каждый (даже опытный) практик. Однако любая своевременно обнаруженная ошибка может быть исправлена. Для мастера — голова и руки.

В статье рассматриваются вопросы:

• Из каких материалов и по каким чертежам можно изготовить лопасти ветрогенератора.
• Порядок сборки осевого генератора.
• Нужно ли переделывать автомобильный генератор для ветрогенератора и как это правильно сделать.
• Как защитить ветрогенератор от ураганов.
• На какой высоте устанавливать ветрогенератор.

Изготовление лопастей

Если у вас еще нет опыта самостоятельного изготовления пропеллеров для домашних ветряков, рекомендуем не искать сложных решений, а воспользоваться простым методом, доказавшим свою эффективность на практике. Он заключается в изготовлении лопастей из обычной канализационной трубы ПВХ. Этот метод прост, доступен и дешев.

Теперь о лопастях: изготовлены из канализационной трубы 160 имбиря с вспененным внутренним слоем. Изготовлены в соответствии с расчетом, представленным на фото.

«Рыжая» труба была упомянута пользователем не просто так. Именно этот материал лучше держит форму, устойчив к перепадам температур и служит дольше (по сравнению с серыми ПВХ-трубами).

Чаще всего в отечественной ветроэнергетике используются трубы диаметром от 160 до 200 мм. С них и следует начинать свои эксперименты.

Форма и конфигурация лопастей — это параметры, которые зависят от диаметра трубы, из которой они изготовлены, диаметра ветряка, скорости вращения пропеллера и других конструктивных особенностей. Чтобы не забивать себе голову аэродинамическими расчетами, можно воспользоваться готовой таблицей, которую разместил в соответствующей теме нашего портала ее автор. Она позволит вам определить геометрию лопастей, подставив в расчетную таблицу собственные значения (диаметр трубы, скорость вращения винта и т.д.).

Я привык пилить электролобзиком. Получается очень быстро и качественно. Примечание: не забудьте дать лобзику большую слабину, чтобы пилка не кусалась и не ломалась.

Мотор-генератор с установленной крыльчаткой можно поместить в защитный кожух, который защитит его от атмосферных осадков. Оставаясь сухим в любую погоду, генератор, защищенный от дождя и снега, прослужит много лет. Чтобы собрать защитный кожух, сделайте следующее:

Мини ветрогенератор своими руками

В местах, где нет электричества, возникает проблема с зарядкой смартфонов и других приборов. Использование асфальтоукладчика — лишь временная мера. Гораздо надежнее получить бесплатный альтернативный источник энергии. Для этого подойдет самодельный миниатюрный ветряк. Его производительности достаточно для подзарядки смартфона.

Материалы:

(да,именно на 220 В, это не опечатка); ; .
• Труба ПВХ 32 мм;
• труба ПВХ 50 мм;
• переходник с 32 на 50 мм;
• 2 червячных зажима;
• Кусок листа ПВХ или оргстекла;
• болт М10 80 мм;
• 2 гайки М10;
• подшипник с внешним диаметром 32 мм;
• лопасти от бытового вентилятора;
• цементно-песчаная смесь.

Сначала обсудим сердце ветряной турбины — двигатель мини-генератора 220 В, купленный на Aliexpress.

Это трехфазный бесщеточный электродвигатель (50 Вт), способный вырабатывать трехфазное напряжение примерно 220 вольт при номинальной скорости (10 000 об/мин). Однако с помощью энергии ветра невозможно создать такое вращение, можно добиться только слабого вращения, поэтому такая турбина может производить напряжение около 12-20 вольт. Это все, что необходимо. Возьмем кусок трубы ПВХ.

Приклеиваем мотор к концу канализационной трубы ПВХ 32 мм с помощью горячего клея. Для надежной фиксации вам понадобится пара червячных зажимов.

В 50 мм от двигателя необходимо просверлить сквозное отверстие сверлом d10 мм, как показано на рисунке. Саму трубку необходимо отрезать, достаточно оставить 35-40 см.

Сделайте продольный разрез 25-30 мм в конце трубы напротив двигателя. Это должно быть в направлении ранее просверленного отверстия.

Хвосты ветряных турбин вырезаются из пластика или оргстекла. Он приклеивается к щели в трубке с помощью термоклея.

Наденьте на подшипник переходник из ПВХ с 32 мм на 50 мм. Если он немного меньше, можно использовать проставку из куска трубы.

Пропеллеры ветряных мельниц могут быть изготовлены из переработанных материалов, таких как пластиковые канализационные трубы или пластиковые бутылки. Чем легче и прочнее они, тем меньше силы ветра им требуется для вращения.

Разновидности генераторов

Прежде чем решить, как построить ветряк своими руками, рассмотрите особенности конструкции.

В зависимости от того, где установлен генератор, существуют горизонтальные и вертикальные типы

• Классическая конструкция — ось вращения параллельна земле, а плоскость лопастей вертикальна. Хвостовое оперение, основанное на принципе флюгера, необходимо для того, чтобы плоскость вращения всегда находилась под прямым углом к направлению ветра. Принцип работы прост: изменение направления ветра действует на плоскость хвоста, а ось вращения генератора всегда совпадает с воздушным потоком. Единственной трудностью является подключение кабеля питания. Если корпус генератора делает несколько оборотов вокруг вертикальной оси, то провод, намотанный на мачту, обрывается. Поэтому необходимо установить ограничитель. Это не обеспечивает полного вращения и приводит к тому, что корпус висит под мертвым углом. Промышленные модели оснащены электронным пеленгатором, который использует встроенный электродвигатель для вращения корпуса. Эта проблема может быть решена с помощью цилиндрических пропеллеров, которые принимают воздушный поток поперек и за осью вращения. Однако эффективность зависит от угла атаки. Однако такую конструкцию трудно сделать самостоятельно из-за аэродинамических сложностей пропеллера.
• Лучшим выбором является вертикальный (ось вращения вала перпендикулярна земле) генератор. При такой аэродинамической компоновке силовой установки направление ветра не оказывает никакого влияния. Форма лопастей может быть различной, что дает простор для инженерной изобретательности. Существует множество интересных аэродинамических конструкций, разработанных научными учреждениями. И большинство рисунков находятся в свободном доступе. Более того, конструкции, опубликованные в технической литературе советских времен, иногда оказываются наиболее разумными. Преимуществом ротора-пропеллера, несомненно, является простота электрического подключения, так как вертикальный генератор статически неподвижен. Нет необходимости в ограничителе вращения, как в горизонтальном типе.

В зависимости от генерируемого напряжения

• Самодельные ветрогенераторы на 220 вольт предназначены для прямого применения без необходимости использования дополнительных преобразователей амплитуды напряжения. Однако их работа зависит от силы ветра. Как минимум, на выходной стороне требуется стабилизатор, который действует как регулятор для различных скоростей вращения вала. Преимущество заключается в том, что используются мощные электродвигатели, а пропеллер может быть установлен непосредственно на вал ротора. У таких двигателей уже есть удобная база, осталось только создать поддержку. Электродвигатели можно найти из выброшенных приборов с минимальным финансированием. Например, промышленные вентиляторы. Подходят также двигатели для бытовых приборов, таких как стиральные машины и пылесосы.
• Например, ветряные турбины рассчитаны на 12 вольт (меньше — на 24 вольта). Самый популярный проект — построить собственную ветряную турбину из автомобильного генератора. Затем он демонтируется с автомобиля-донора в комплекте с преобразователем напряжения. Никакой переделки схемы не требуется: на выходе получаем или 14 вольт (с таким напряжением заряжаются аккумуляторы в автомобиле), или необходимые для питания вашей системы питания 12 вольт. Используя шкивы, ременная передача может быть сконструирована с любым соотношением. Такие ветрогенераторы могут использоваться как при подключении непосредственно к потребителю, так и в бортовом режиме, который повторяет систему зарядки аккумулятора. Если для питания требуется 12 В, питание берется непосредственно с клемм аккумулятора; для получения 220 вольт используется преобразователь. Система предназначена для зарядки аккумулятора, если потребляемая мощность ниже, чем может обеспечить генератор. Если порог превышен, энергия вырабатывается из аккумулятора.

Типовые примеры самодельных ветрогенераторов

Конструкция ветряных турбин одинакова независимо от того, какая система выбрана.

• Пропеллер может быть установлен непосредственно на вал генератора или с помощью ременной (цепной или зубчатой) передачи.
• Корпус генератора. Это может быть коммерчески доступное устройство (например, от автомобиля) или обычный электродвигатель, который вырабатывает ток при вращении.
• Инвертор, регулятор напряжения, стабилизатор — зависит от выбранного напряжения.
• Буферные элементы — батареи, способные непрерывно вырабатывать электроэнергию с ветром или без него.
• Монтажная конструкция: мачта, кронштейн для крепления на крыше.

Пропеллер

Может быть изготовлен из любого материала: даже из пластиковых бутылок. Однако гибкие лопасти значительно ограничивают мощность.

Достаточно вырезать в них углубления для забора ветра.

Неплохой вариант — более крутой ветряк. Вы получаете готовую конструкцию с профессионально изготовленными лопастями и сбалансированным электродвигателем.

Похожую конструкцию делают из кулеров компьютерных блоков питания. Но мощность такого генератора мизерная, только для того, чтобы зажечь лампу со светодиодами или зарядить мобильный телефон.

Тем не менее система достаточно эффективна.

Неплохие лопасти изготовлены из алюминиевых листов. Материал доступен, его несложно формовать, а пропеллер получается довольно легким.

Если вы создаете вращающийся пропеллер для вертикального генератора, можно использовать консервные банки, разрезанные вдоль. Для мощных систем используют половинки стальных бочек (до 200 литров).

Конечно, к вопросу надежности придется подойти очень внимательно. Мощная рама, вал на подшипниках.

Генератор

Как уже говорилось выше, можно использовать готовую машину, либо электродвигатель от промышленных электроустановок (бытовых приборов). Как пример: ветрогенератор из шуруповерта. Используется вся конструкция: двигатель, редуктор, патрон для крепления лопастей.

Компактный генератор сделан из шагового двигателя принтера. Опять же, мощности хватает только на питание светодиодной лампы или зарядного устройства для смартфона. В природе — незаменимая вещь.

Если вы хорошо владеете паяльником и неплохо разбираетесь в радиотехнике, то можете собрать генератор самостоятельно. Популярная схема: ветрогенератор с неодимовыми магнитами. Преимущества конструкции — вы можете самостоятельно рассчитать мощность под ветровую нагрузку в вашей местности. Почему именно неодимовые магниты? Компактность при высокой мощности.

Прежде чем приступить к непосредственной работе по созданию модели, с учетом пошаговой инструкции, как сделать ветрогенератор, необходимо будет определиться с основным движущим элементом.

Штормовое предупреждение!

Как только электронные компоненты генератора будут собраны, все готово к тому, чтобы превратить силу ветра в электричество! Теперь перед вами раскрываются возможности владельца ветрогенератора.

Наш генератор, однако, является лишь экспериментальным устройством, недорогой практической демонстрацией принципов работы ветряных турбин, которая может найти применение, например, в школах. Эта турбина не предназначена для работы при сильном ветре. Когда турбина не используется, или если сила ветра превышает 6 баллов по шкале Бофорта, всю конструкцию следует разобрать и спрятать куда-нибудь подальше.

Велосипедное колесо и трубчатые лопасти не рассчитаны на длительное использование, особенно при сильном ветре. Вы можете сами усилить конструкцию в том случае, если захотите, чтобы ветряк работал на постоянной основе. (Правда, должен сказать, что моя конструкция оказалась прочнее, чем я ожидал. Я оставил ее в саду, и она работала там в любую погоду — пока не отказала одна из растяжек. Затем мачта рухнула, и одна из лопастей турбины сломалась).

Если вам интересна тема ветряных турбин — вы можете ознакомиться с этим материалом и посмотреть это видео. Загляните на этот сайт, посвященный генератору Chispito. Здесь и здесь — еще несколько полезных ресурсов.

Самодельные ветряные турбины в частных домах генерируют напряжение постоянного или переменного тока в десятки вольт, что повышает риск для здоровья человека. Дождевая вода является кислой средой, хорошо проводящей ток, поэтому контакты и провода, находящиеся под напряжением, должны быть надежно изолированы.

Конструкция ветровых турбин одинакова, независимо от того, какая модель выбрана, и включает следующие элементы

• Пропеллер.
• Генератор.
• Инвертор/регулятор напряжения/регулятор.
• Буферный элемент.
• Мачта.

Пропеллер

Пропеллеры могут быть изготовлены из следующих материалов

• Пластиковые бутылки
• Охладитель воды
• Алюминиевые листы
• Жестяные банки или стальные бочки.

Генератор

Генераторы обычно изготавливаются из старых электроприборов. Например, двигатели от автомобилей или бытовой техники. Вы также можете попробовать сделать свой собственный генератор вручную. Вот несколько примеров

• Ветрогенераторы с использованием неодимовых магнитов.
• Восстановление роторов генераторов.
• Индивидуальные конструкции с обмотками.

Мачты.

Прочность мачты определяет срок службы всей конструкции. Для мачт высотой 12-15 м требуются подпорки и противовесы. Это связано с тем, что такие высокие конструкции трудно поддерживать и они могут разрушиться при сильном ветре. Если высота мачты меньше, она не такая тяжелая и не требует дополнительных мер.

В заключение следует отметить, что ветряные турбины не очень сложны и могут быть построены в домашних условиях. Они идеально подходят для районов с сильными ветрами, а условия, созданные природой, могут окупить электроэнергию.

Вот фотография готового статора. Он был заполнен обычной эпоксидной смолой. Нижняя и верхняя поверхности были покрыты стекловолоконной тканью. Внешний диаметр статора составляет 280 мм, а внутреннее отверстие — 70 мм.

Этапы изготовления

Чтобы изменить конструкцию асинхронного двигателя, сделайте следующее

1. Разберите двигатель и снимите ротор.
2. Снимите пластину с якоря ротора; обрежьте на глубину 2 мм.
3. Расплющите пазы для магнитов на глубину 5 мм.
4. Разметьте полосу металлического листа для магнита. Они должны быть равноудалены друг от друга, чтобы предотвратить нежелательные потери мощности от буровой установки.
5. Прикрепите эти полоски к жести с помощью моментального клея. Закрепите полосы с помощью магнитов на анкерах.
6. Заполните пространство между магнитами холодной сваркой или эпоксидным клеем.
7. Удалите заусенцы и неровности с ротора с помощью наждачной бумаги.
8. Осмотрите подшипники и болты двигателя и при необходимости замените их.

Соберите двигатель генератора. После этого можно приступать к сборке устройства. Чтобы проверить устройство, зажмите вал в патроне дрели или шуруповерта и вращайте до 1000 об/мин.

Напряжение обмотки 110 вольт или более считается подходящим.

Меньшие значения приведут к ошибкам из-за неравномерного чередования магнитов в любой точке вращающейся окружности якоря.

Чтобы собрать ветряную турбину, выполните следующие действия.

1. Вырежьте отрезок трубы из ПВХ диаметром 11-16 см, эквивалентный длине будущих лопастей.
2. Приложите к каждой детали любую леску и сделайте вмятины с каждой стороны на 22 мм. Это дает ширину 44 мм для каждого лезвия. Повторите тот же процесс с противоположным концом.
3. Соедините точки прямой грани по одну сторону от центральной линии.
4. Нарисуйте контур будущего лезвия на другой стороне.
5. Вырежьте готовое лезвие и заточите свободный край, чтобы сделать его круглым. Повторите описанные выше действия для остальных лезвий.
6. Прикрепите лезвие к концентратору с помощью адаптера концентратора. Подходит комбинация болта, гайки и пружинной шайбы. Ширина каждого лезвия в общей длине составляет от 44 мм до 88 мм.

Этого достаточно для вращения крыльчатки при скорости ветра не менее 3 м/с. Это необходимо для предотвращения возникновения мертвых зон, которые снижают скорость генератора при вращении пропеллера.

Мотор-генератор с установленной крыльчаткой можно поместить в защитный кожух, который защитит его от атмосферных осадков. Оставаясь сухим в любую погоду, генератор, защищенный от дождя и снега, прослужит много лет. Чтобы собрать защитный кожух, сделайте следующее:

1. В трубе диаметром 7,5 см вырежьте вертикальный паз шириной 2 см.
2. обрежьте задний конец отрезанной трубки под углом 45°.
3. Установите двигатель генератора с пропеллером в эту трубу и закрепите его на месте.

Рекомендации

Самодельные ветряные турбины в частных домах генерируют напряжение постоянного или переменного тока в десятки вольт, что повышает риск для здоровья человека. Дождевая вода является кислой средой, хорошо проводящей ток, поэтому контакты и провода, находящиеся под напряжением, должны быть надежно изолированы.

При работе на токарных и шлифовальных станках следует надевать защитные очки и перчатки. Не устанавливайте цепи во время работы ветряной турбины.

Энергия ветра непостоянна. Лучшее решение — низкооборотный генератор с десятком магнитов и катушек. Чем больше витков, тем толще должны быть обмотки. Если сечение слишком тонкое для величины общего сопротивления в несколько десятков Ом, полезная мощность генератора снижается на доли. Более крупные нагрузки, такие как электрические плиты или стиральные машины, требуют тока до 10 А при напряжении 220 вольт.

Конструкция самодельного генератора должна быть абсолютно плоской и симметричной, если только двигатель не модифицирован для выработки электроэнергии. Перед установкой катушек и магнитов необходимо отцентрировать саму спираль. Будь то подержанный компакт-диск или самодельная копия ветряной турбины, малейший дисбаланс недопустим.

В идеале шум должен быть как можно меньше или вообще отсутствовать. Если на устройство с несмазанными подшипниками поступают жалобы на постоянные скрипы или дребезжание, такие жалобы могут привести к юридическим проблемам, особенно в ночное время. Другие причины для отчетности в качестве владельца ветряной турбины тривиальны. Владелец устройства не производит электроэнергию в промышленных масштабах, как это делается на Западе, поэтому ветряная турбина совершенно законна.

Установка не должна располагаться слишком высоко над столбами, по которым проходят линии электропередач. В каждом городе, дачном поселке и сельском муниципалитете есть ограничения на высоту зданий, которые можно строить.

Например, возведение 40-метровой вышки для размещения базовой станции мобильной связи требует ряда разрешений и проверок со стороны надзорного органа. То же самое относится и к ветряным турбинам.

Правильный и чрезвычайно ответственный подход к решению проблемы электроэнергии с помощью ветрогенератора позволит потребителю избавиться от простоев, связанных с отключением электроэнергии. Всегда лучше действовать на опережение — в рамках закона — чем годами ждать обещанного властями.

Более подробную информацию о том, как построить собственную ветряную турбину, смотрите ниже.

В этом случае создается дисковый аксиальный генератор. Диаметр диска — 220 мм, магниты — 50*30*10 мм. Всего — 16 магнитов (8 на диск). Катушки изготовлены из провода Ø1,06 мм, намотанного по 75 витков. 12 катушек.

Модель из автомобильного генератора

При монтаже такого оборудования необходимо учитывать принципиально важные моменты. Для повышения эффективности устройства генератор должен быть перестроен и оснащен постоянными магнитами.

Приводной блок должен быть изготовлен с учетом мощности двигателя. Если заготовка очень тяжелая, ветрогенератор может заклинить на малых оборотах. Для изготовления лопастей, которые хорошо подходят для труб большого диаметра, изготовленных из дюраля, этот материал отличается высоким показателем прочности.

Крепление должно быть максимально прочным, не только на шарнирах, но и на ножках, где жесткость регулируется в зависимости от нагрузки на устройство.

Совет: Если вы не хотите заранее балансировать лезвие, вы можете облегчить части конструкции с помощью наждачной бумаги или шлифовального круга.

Рекомендации экспертов

Не пытайтесь выполнить установку самостоятельно, если вы не знакомы с электричеством и не следовали схеме подключения.

• Выбор источника питания так же важен, как и покупка материалов для каркаса: генераторы переменного тока и асинхронные двигатели оказались лучше.
• При принятии решения о месте установки системы необходимо учитывать несколько моментов. В частности, если устройство должно быть установлено на крыше здания, оно должно иметь опору, соответствующую нагрузке.
• В результате работы с разными мастерами были получены устройства весом от 200 кг до 800 кг, что представляет собой довольно тяжелый образец.
• Укладка бетонного основания на землю позволяет установить конструкцию на прочное, устойчивое основание, которое не сломается при порыве ветра.

Неодимовые магниты обладают большой мощностью и часто используются в ветряных турбинах, поэтому при работе с ними необходимо соблюдать осторожность. Учитывая форму готового изделия, целесообразно выбрать круглый или квадратный привод.