Как сделать ветрогенератор своими руками: виды конструкций и технология сборки

Как сделать ветрогенератор своими руками: виды конструкций и технология сборки

Все люди напрямую зависимы от электрической энергии. Чтобы чувствовать себя абсолютно комфортно не только в городе, но и за его пределами во все времена года и суток, нужно использовать множество электрических приборов. В связи с их эксплуатацией, огромные сумы уходят на оплату электрической энергии, или других ресурсов питания. Для тех, кто не хочет тратить огромные деньги на оплату электрической энергии, есть возможность использовать природные ресурсы для создания своего собственного электрического питания. Так как электрическая энергия беспрестанно дорожает, установка частного оборудования, это очень выгодная альтернатива. В многих местностях на территории всей России где густо населенные пункты преобладают слабые, тихие ветра, а в местностях, мало заселенных наоборот, ветра очень сильные, и местность очень обдувается бурными потоками воздуха. Именно в таких, загородных, мало обжитых местностях, где бушуют ветра, установка ветрогенератора – прекрасное экономически выгодное решение. Выбор модели нужно осуществлять в соответствии с тем, по какому назначению будет применяться выработанное электричество, и какой его объем, нужно выработать.

Ветряк №1 — конструкция роторного типа

Для тех, кто немного дружит с механикой, не представиться сложным самостоятельно сделать роторный ветряк. Этот вариант весьма сможет обеспечить электричеством небольшой садовый дом, и непосильной задачей будет обеспечение электричеством огромного коттеджа.

Ветрогенератор

Как сделать ветрогенератор своими руками.

С помощью такой конструкции можно обеспечить все дачные постройки освещающими приборами, и территорию вокруг дома. чтобы самостоятельно построить такое оборудование, не нужно прилагать много усилий и искать какие-то сверх дорогие детали. Для этого будет весьма достаточно вашего желания, а все детали, о том каким образом все смастерить, мы расскажем в этой теме.

Подготовка деталей и расходников

Для того чтобы собрать роторное устройство, мощность которого не превысит 1500 ватт, вам понадобятся такие детали:

  1. Автомобильный генератор 12 V;
  2. Большая емкость из нержавеющей стали или алюминия;
  3. Объемная кастрюля или ведро;
  4. Гелиевый или же кислотный аккумулятор 12 V;
  5. Преобразователь энергии 12 V – 220 V, на 700 W- 1500 W;
  6. Полугерметичный выключатель (кнопка) 12 V;
  7. Вольтметр;
  8. Реле контрольного заряда лампы и автомобильное реле;
  9. Болты, шайбы, гайки;
  10. Провода сечением 2,5, и 4;
  11. Хомуты;
  12. Инструменты (маркер, строительный карандаш, болгарка, ножницы по металлу, кусачки, сверло, дрель, ключи).

Ход конструкторских работ

Первое, что нужно сделать, это переделать шкив генератора и создать ротор. для начала нам очень нужна цилиндрическая, металлическая емкость. В большинстве случаев используют обычное ведро, или же кастрюлю. С помощью рулетки и маркера разделим емкость на четыре одинаковые части. Если емкость сделана не из оцинкованной стали и не окрашена, ее можно резать болгаркой, в других же случаях для этого используют ножницы по металлу.

Важно все тщательно пересчитать и правильно отметить, чтобы лопасти получились одинакового размера. В шкиве и днище делаем отметки и с помощью дрели делаем отверстие для болтов. В этом деле нельзя торопиться, и соблюдать всю точность. Отверстия расположить нужно абсолютно симметрично, дабы при вращении не было дисбаланса. Сделанные лопасти нужно немножко согнуть. Также выполняя эти работы важно учитывать в направлении будет вращаться генератор (обычно это происходит по часовой стрелке).

От того на сколько совершен изгиб увеличивается или же наоборот уменьшается площадь воздействия ветрового потока, также от этого зависит скорость, с которой будут вращаться лопасти. Также можно исполнить лопасти в другом варианте, так чтобы каждая из них была отдельной, а не в общем составе. В связи с этим каждую лопасть нужно хорошенько прикрутить. Такую конструкцию можно очень легко отремонтировать. Емкость с готовыми лопастями нужно зафиксировать на шкиве с помощью болтов.

После этого на мачту устанавливаем генератор с помощью хомутов, после чего присоединяем провода и цепь. Провода зафиксировать на мачте, а схему их подключения переписать. Для подключения аккумулятора используют провода с сечением 4 мм2, которых длина не должна превышать один метр. Подключение к ветровому генератору приборов-потребителей нужно с сечением 2,5 мм2. Не забудьте поставить инвертор, который нужно включить в сеть к 7 и 8 контактам с помощью провода сечением 4мм2.

Достоинства и недостатки такой модели

Если вы сделали все по инструкции, не уклоняясь от требований, это устройство будет прекрасно работать и не создаст вам никаких проблем. С помощью аккумулятора (75А) и преобразователя (1000W) такое устройство вполне сможет питать уличное освещение, и систему видеонаблюдения. Такое устройство очень экономичное и легко в обслуживании, к тому же не требует создания каких-то особых дополнительных условий для функционирования. Срок его службы весьма длительный.

Одним, и можно сказать единственным его недостатком является то, что при сильном воздействии ветров, лопасти могут быть деформированы или сломаны, а также незначительная энергопроизводительность.

Ветряк №2 — аксиальная конструкция на магнитах

До последнего времени на территории России не делали, так как неодимовых магнитов здесь найти невозможно было. Теперь эти магниты стали доступны, к тому же по весьма приемлемой цене. Поэтому такие ветрогенераторы стали производиться и нашими умельцами. В том случае если роторный генератор не удовлетворяет ваши требования, можно сделать вот такую аксиальную модель.

Что необходимо подготовить?

Для того чтобы вам создать подобную конструкцию понадобится ступица с тормозными дисками от автомобиля (если деталь была в употреблении, проверьте подшипники, удалите ржавчину и смажьте ее). Для того чтобы качественно удалить весь ржавый налет воспользуйтесь для ее чистки металлической щеткой, которую можно насадить на электрическую дрель, и качественно все почистить.

Распределение и закрепление магнитов

В этой модели устройства используются 20 магнитов, размер которых составляет 25*8мм. Эти магниты нужно будет наклеить на диски ротора. Если вы хотите сделать устройство по другому плану, то запомните, что количество магнитов должно соответствовать количеству полюсов, а для трехфазных генераторов применяют соотношение 2/3 или 4/3 полюса к катушкам.

При размещении магнитов обязательно чередуйте полюса. Для верного их расположения используют шаблон с нанесенными секторами. Лучше в таком случае использовать не круглые, а прямоугольные магниты, так как магнитное поле круглых размещено в центре, а прямоугольных по всей его длине.

При противоположном расположении магниты должны быть с разными полюсами. Для того чтобы в процессе работы ничего не перепутать нанесите на поверхность маркером пометки где плюс, а где минус. Проверить полюса можно примитивным методом сближения сторон. Стороны, которые отталкиваются это минус, а те что притягиваются – плюс. Правильно размещенные магниты фиксируются с помощью эпоксидной смолы.

Перед тем как их зафиксировать сделайте небольшие бортики по их краю, для этого можно использовать пластилин. Бортики делаются для того, чтобы клеевая смесь не стекала. Для закрепления используют прочный клей, и в дополнение закрепляют эпоксидкой, которой практически заливают магниты. Чтобы ничего не растекалось можно кроме создания бордюров из пластилина обмотать диск скотчем.

Трехфазные и однофазные генераторы

Трехфазный статор намного лучше однофазного, так как он при сильной нагрузке не создает вибрационные волны. Эта вибрация происходит по причине непостоянной отдачи и разницы в амплитудах тока. Такой недостаток присущ только однофазному устройству. В трехфазной модели постоянно одинаковая мощность, так как фазы компенсируют друг – друга, так если в одной напряжение падает, соответственно в другой оно возрастает.

Дополнительная вибрация не только раздражает слух, но и не сокращает срок службы устройства, так в этом сравнении трехфазное устройство имеет массу преимуществ над однофазным. К тому же модель имеет отдачу на 50 процентов более однофазной.

Еще одним преимуществом трехфазного генератора является его акустические характеристики. Он не создает ненужной вибрации и дополнительных шумов. Кстати отсутствие дополнительных вибрационных движений приводит к скорому выходу прибора из строя, так трехфазный прибор прослужит гораздо дольше нежели однофазный.

Процесс наматывания катушек

Для того чтобы намотать катушки нужно все тщательно просчитать, это вам утвердит любой специалист в этом деле, а тот, кто этим занимается часто сможет это сделать на уровне интуиции. Важно рассчитать все так, чтобы процесс зарядки аккумулятора начинался хотя бы при 100 или 150 оборотах в минуту. При таких данных количество витков на катушке должно составить от 1000 до 1200 штук. Это количество нужно разделить на число катушек и точно рассчитать количество витков на каждой. Чтобы генератор работал на низких оборотах нужно значительно увеличить количество магнитных полюсов.

Катушка генератора

Инструкция по намотке катушки генератора.

При таком раскладе частота колебания тока значительно возрастет. Для обмотки желательно использовать провод потолще. От этого не только возрастет сила тока, но и уменьшится сопротивление. При большом сопротивлении ток может быть съеденным самой обмоткой. После того как статор разложен и катушки распределены по местам, все они фиксируются с помощью эпоксидной смолы. Рабочие параметры устройств могут существенно отличаться по своим параметрам, это напрямую зависит от толщины и числа прикрепленных магнитов.

Можно заранее определить мощность устройства, для этого нужно прокрутить в генераторе одну катушку и проверить напряжение на определенных оборотах. Так к примеру, при 200 оборотов получается 30 вольт, что в результате даст 6 ампер, которые отправятся в аккумулятор. Но это только подсчеты, так на практике получиться немного меньше из-за потерь на проводах и диодном мосту. Диаметр внутреннего отверстия в катушке должен соответствовать размеру магнита, или немножечко его превышать. Эту модель ветрогенератора можно значительно усовершенствовать.

Толщина статора должна соответствовать толщине магнитов. При увеличении ширины статора и прибавлении витков в катушке, существенно уменьшается магнитопоток. В результате напряжение может упасть до уровня такого, как и было раньше. Концы фаз выводят наружу, а сами катушки неподвижно фиксируют. После этого все семь проводов соединяют звездой (или же треугольником). Собранный генератор тестируют, приводя в движение с помощью руки. Если получившееся при тестировании напряжение составляет 4 вольт, то на выходе получится сила тока в 10 ампер.

Заключительный этап — мачта и винт

Фактически, готовая мачта составляет высоту около 6 метров, но для повышения эффективности нужно ее существенно увеличить, до 10, а лучше и 12 метров. Для нее нужно создать основание, которое лучше всего выполнить из бетона. Важно сделать такую трубу, высоту которой можно было бы регулировать с помощью лебедки. К верхней части трубы прикрепляется винт, который можно сделать с определенным изгибом.

Для изготовления винта можно использовать ПВХ трубу, диаметром 16 сантиметров, из которой вырезают двухметровый шестилопастный винт. Можно подобрать такую форму лопастей, с которой можно ускорить скорость вращения. От сильного ветра такой винт нужно уводить, что можно сделать при помощи определенной функции. Вся выработанная электрическая энергия накапливается в аккумуляторах. Мачту нужно сделать так чтобы с помощью лебедки ее можно было легко поднять или же опустить.

А сделать конструкцию устойчивой к природным и механическим воздействиям можно с помощью натяжных тросов. Каждый из этих ветрогенераторов весьма эффективен, и никогда не будет лишним. Важно только определиться какой из них сможет восполнить ваши нужды в электропитании.

Оценки читателей: 2
Похожие темы
Добавить комментарий

Поделиться ссылочкой с друзьями