Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Ветрогенератор самодельный: Ветрогенератор своими руками

Содержание

Как сделать вертикальный ветрогенератор на 220В для дома своими руками

Электроэнергия неуклонно дорожает. Чтобы чувствовать себя комфортно за городом в жаркую летнюю погоду и морозным зимним днем, необходимо или основательно потратиться, или заняться поиском альтернативных источников энергии. Россия – огромная по площади страна, имеющая большие равнинные территории. Хотя в большинстве регионов у нас преобладают медленные ветры, малообжитая местность обдувается мощными и буйными воздушными потоками. Поэтому присутствие ветрогенератора в хозяйстве владельца загородной недвижимости чаще всего оправдано. Подходящую модель выбирают, исходя из местности применения и фактических целей использования.

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: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/alternativnye-istochniki-energii.html

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: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/geotermalnoe-otoplenie-doma-svoimi-rukami.html

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: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html

Ветряк #2 — аксиальная конструкция на магнитах

Аксиальные ветряки с безжелезными статорами на неодимовых магнитах в России до последнего времени не делали по причине недоступности последних. Но теперь они есть и в нашей стране, причем стоят они дешевле, чем изначально.

Поэтому и наши умельцы стали изготавливать ветрогенераторы этого типа.

Со временем, когда возможности роторного ветрогенератора уже не будут обеспечивать все потребности хозяйства, можно сделать аксиальную модель на неодимовых магнитах

Что необходимо подготовить?

За основу аксиального генератора нужно взять ступицу от автомобиля с тормозными дисками. Если эта деталь была в эксплуатации, её необходимо разобрать, подшипники поверить и смазать, ржавчину счистить. Готовый генератор будет покрашен.

Чтобы качественно отчистить ступицу от ржавчины, воспользуйтесь металлической щеткой, которую можно насадить на электродрель. Ступица снова будет выглядеть отлично

Распределение и закрепление магнитов

Нам предстоит наклеивать магниты на диски ротора. В данном случае используются 20 магнитов размером 25х8мм. Если вы решите сделать другое количество полюсов, то используйте правило: в однофазном генераторе должно быть сколько полюсов, столько и магнитов, а в трехфазном необходимо соблюдать соотношение 4/3 или 2/3 полюса к катушкам.

Размещать магниты следует, чередуя полюса. Чтобы их расположение было правильным, используйте шаблон с секторами, нанесенными на бумаге или на самом диске.

Если есть такая возможность, магниты лучше использовать прямоугольные, а не круглые, потому что у круглых магнитное поле сосредоточено в центре, а у прямоугольных – по их длине. Противостоящие магниты должны иметь разные полюса. Чтобы ничего не перепутать, маркером нанесите на их поверхность «+» или «-». Для определения полюса возьмите один магнит и подносите к нему другие. На притягивающихся поверхностях ставьте плюс, а на отталкивающихся – минус. На дисках полюса должны чередоваться.

Магниты правильно размещены. Перед их фиксацией эпоксидной смолой, необходимо сделать бортики из пластилина, чтобы клейкая масса могла застыть, а не стекла на стол или пол

Для закрепления магнитов нужно использовать сильный клей, после чего прочность склейки дополнительно усиливают эпоксидной смолой. Ею заливают магниты. Чтобы предотвратить растекание смолы можно сделать бордюры из пластилина или просто обмотать диск скотчем.

Трехфазные и однофазные генераторы

Однофазный статор хуже трехфазного, потому что при нагрузке он даёт вибрацию. Это происходит из-за разницы в амплитуде тока, которая возникает по причине непостоянной отдачи его за момент времени. Трехфазная модель этим недостатком не страдает. Мощность в ней всегда постоянна, потому что фазы друг друга компенсируют: если в одной ток падает, а в другой он нарастает.

В споре однофазного и трехфазного вариантов последний выходит победителем, потому что дополнительная вибрация не продлевает срок службы оборудования и раздражает слух

В результате отдача трехфазной модели на 50% превышает тот же показатель однофазной. Другим плюсом отсутствия ненужной вибрации является акустический комфорт при работе под нагрузкой: генератор не гудит во время его эксплуатации. Кроме того, вибрация всегда выводит ветрогенератор из строя до истечения срока его эксплуатации.

Процесс наматывания катушек

Любой специалист вам скажет, что перед наматыванием катушек нужно произвести тщательный расчет. А любой практик все сделает интуитивно. Наш генератор не будет слишком быстроходным. Нам нужно, чтобы процесс зарядки 12-вольтового аккумулятора начался при 100-150 оборотах в минуту. При таких исходных данных общее число витков во всех катушках должно составлять 1000-1200шт. Осталось разделить эту цифру на количество катушек и узнать, сколько витков будет в каждой.

Чтобы сделать ветрогенератор на низких оборотах мощнее, нужно увеличить число полюсов. При этом в катушках возрастет частота колебания тока. Для намотки катушек лучше использовать толстый провод. Это уменьшит сопротивление, а, значит, сила тока возрастет. Следует учесть, что при большом напряжении ток может оказаться «съеденным» сопротивлением обмотки. Простой самодельный станочек поможет быстро и аккуратно намотать качественные катушки.

Статор размечен, катушки уложены на свои места. Для их фиксации используется эпоксидная смола, стеканию которой снова противостоят пластилиновые бортики

Из-за числа и толщины магнитов, расположенных на дисках, генераторы могут значительно различаться по своим рабочим параметрам.

Чтобы узнать, какую мощность ждать в результате, можно намотать одну катушку и прокрутить её в генераторе. Для определения будущей мощности, следует измерить напряжение на определенных оборотах без нагрузки.

Например, при 200 оборотах в минуту получается 30 вольт при сопротивлении 3 Ом. Отнимаем от 30 вольт напряжение аккумулятора в 12 вольт, а получившиеся 18 вольт делим на 3 Ом. Результат – 6 ампер. Это тот объём, который отправится на аккумулятор. Хотя практически, конечно, выходит меньше из-за потерь на диодном мосту и в проводах.

Чаще всего катушки делают круглыми, но лучше их чуть вытянуть. При этом меди в секторе получается больше, а витки катушек оказываются прямее. Диаметр внутреннего отверстия катушки должен соответствовать размеру магнита или быть немногим больше его.

Проводятся предварительные испытания получившегося оборудования, которые подтверждают его отличную работоспособность. Со временем и эту модель можно будет усовершенствовать

Делая статор, учтите, что его толщина должна соответствовать толще магнитов. Если число витков в катушках увеличить и сделать статор толще, междисковое пространство увеличится, а магнитопоток уменьшится. В результате может образоваться то же напряжение, но меньший ток из-за возросшего сопротивления катушек.

В качестве формы для статора используют фанеру, но можно на бумаге разметить сектора для катушек, а бордюры сделать из пластилина. Прочность изделия увеличит стеклоткань, помещенная на дно формы и поверх катушек. Эпоксидная смола не должна прилипать к форме. Для этого её смазывают воском или вазелином. Для тех же целей можно использовать пленку или скотч. Катушки закрепляют между собой неподвижно, концы фаз выводят наружу. Потом все шесть проводов соединяют треугольником или звездой.

Генератор в сборе тестируют, используя вращение рукой. Получившееся напряжение составляет 40 вольт, сила тока при этом составляет примерно 10 Ампер.

Заключительный этап — мачта и винт

Фактическая высота готовой мачты составила 6 метров, но лучше было бы сделать её 10-12 метров. Основание для неё нуждается в бетонировании. Необходимо сделать такое крепление, чтобы трубу можно было поднимать и опускать при помощи ручной лебедки. На верхнюю часть трубы крепится винт.

Труба ПВХ – надежный и достаточно легкий материал, используя который можно сделать винт ветряка с заранее предусмотренным изгибом

Для изготовления винта нужна ПВХ труба, диаметр которой составляет 160 мм. Из неё предстоит вырезать шестилопастной двухметровый винт. С формой лопастей имеет смысл поэкспериментировать, чтобы усилить крутящий момент на низких оборотах. От сильного ветра винт нужно уводить. Эта функция выполняется с помощью складывающегося хвоста. Выработанная энергия копится в аккумуляторах.

Мачта должна подниматься и опускаться с помощью ручной лебедки. Дополнительную устойчивость конструкции можно придать, используя натяжные тросы

Вашему вниманию предоставлены два варианта ветрогенераторов, которые чаще всего используются дачниками и владельцами загородной недвижимости. Каждый из них по-своему эффективен. Особенно результат применения такого оборудования проявляется в местности с сильными ветрами. В любом случае, такой помощник в хозяйстве не помешает никогда.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как сделать ветрогенератор своими руками для частного дома? | Альтернатива24

Ветрогенератор своими руками

В сфере альтернативной энергетики особое место занимает тема изготовления ветрогенератора для дома своими руками. Этому есть несколько причин. Во-первых, самодельный ветряк обходится заметно дешевле, чем солнечная электростанция такой же мощности. Во-вторых, в отличие от солнечной, энергия ветра может работать на вас и ночью, и в пасмурную погоду, и в снегопад. В-третьих, для установки ветряка не нужно много места.

Возможно ли сделать ветряк своими руками?

На этот вопрос получить наглядный ответ очень просто. Достаточно всего нескольких минут времени, чтобы своими глазами увидеть в Сети сотни, или даже тысячи, вполне работоспособных ветрогенераторов, сконструированных умельцами буквально из подручных материалов. Большинство из них успешно преобразовывают энергию ветра в электрическую, которая используется для самых разных бытовых нужд.

Эффективность, мощность, надежность и сложность реализованных конструкций – это уже другой вопрос. Далеко не все изготовленные своими руками ветрогенераторы вырабатывают достаточно электричества, чтобы покрыть все бытовые нужды. Некоторые из них слишком маломощные. Другие – не очень надежные. Попадаются и слишком мудреные, которые своими руками с наскоку сможет сделать далеко не каждый.

Сделать самому или купить?

В качестве альтернативы, дабы не делать ветрогенератор для частного дома своими руками, его можно купить в готовом к эксплуатации виде. Однако здесь есть одно препятствие, которое многих и останавливает на пути к получению «бесплатной» энергии. Это, конечно же, цена готовых предложений.

Так, в среднем, добротного качества ветрогенератор с потенциальной мощностью около 500 Вт стоит порядка 1000 долларов. И в комплекте будет только ветряк с флюгером и генератором на борту. Остальные же компоненты полноценной электростанции (полный перечень описан ниже), функционирующей за счет энергии ветра, производитель за такие деньги вам не продаст.

Если изготовить домашний ветрогенератор своими руками, то обойдется он не на порядок, а в разы дешевле. Да, он будет не такой красивый, как заводской. Да, возможно, не удастся достичь такого же КПД. Но главной цели – преобразование энергии ветра в электроэнергию для бытовых нужд – достичь с его помощью можно легко.

Более того, самодельный ветрогенератор имеет в разы больше шансов сполна окупиться уже в ближайшее время эксплуатации. Тогда как покупной заводской вариант, как правило, быстрее изнашивается, чем успевает вернуть в кошелек потраченные доллары за счет «халявного» электричества.

Устройство простейшей домашней ветряной электростанции

Перед тем, как сделать ветрогенератор своими руками, следует понимать, что для полноценного использования энергии ветра в своих целях одного этого устройства недостаточно. Ключевой в данном вопросе является проблема, связанная с непостоянством и нестабильностью ветра. Сейчас он дует, что называется, со всей силы, через час – притих, еще позже – установился абсолютный штиль. По этой причине генератор будет вырабатывать, соответственно, чрезмерно высокое напряжение, потом заниженное, а при затишье – вообще ничего генерировать не будет.

А теперь представьте, как будет работать, например, телевизор, если его напрямую подключить к такому ветряку. Он либо сгорит от перенапряжения, либо не будет работать из-за его недостатка. Именно поэтому, для работы полноценной ветряной электростанции, пусть даже и в упрощенных домашних условиях, понадобятся четыре базовых компонента:

1. Ветряк – состоит из лопастей, флюгера и генератора, вырабатывает электроэнергию с постоянно меняющимися параметрами.

2. Аккумулятор – нужен для накопления выработанного электричества, когда ветряк генерирует его в избытке, и для питания потребителей.

3. Контроллер – «выравнивает» поступающее с ветряка напряжение, управляет процессами заряда и разряда АКБ.

4. Инвертор – преобразует 12 вольт аккумулятора в необходимые для бытовых приборов 220 вольт.

В таком исполнении система будет работать по следующему принципу. Когда есть ветер, ветряк преобразует его энергию в электрическую, она стабилизируется контроллером и накапливается в АКБ. Когда включаются потребители (освещение, телевизор, холодильник) аккумулятор отдает накопленную энергию, которая за счет инвертора приобретает нужные параметры, и поступает на их питание.

В некоторых системах последний компонент не используется. Без инвертора вполне реально обойтись, если подключать к аккумулятору 12-вольтовые приборы. Сегодня есть практически все бытовые приборы – от освещения до холодильников – работающие от 12 вольт.

Конфигурация ветряка

Хотя бы вкратце стоит затронуть тему конфигурации самодельного ветряка. Здесь есть два основных конкурента:

1. Горизонтальный ветряк.

2. Вертикальный ветряк.

Горизонтальный ветряк – состоит из расположенной горизонтально оси, на которой устанавливаются лопасти, генератор и флюгер. Такая конфигурация имеет ряд преимуществ. Особенно это касается эффективности и мощности. По этим параметрам горизонтальный ветряк значительно превосходит вертикальные.

Вертикальный ветряк – состоит из вертикальной оси, на которой смонтирована турбина и генератор. По сравнению с классикой вертикальный ветрогенератор своими руками изготовить на порядок проще. Во-первых, ему не нужен флюгер, так как турбина будет вращаться независимо от направления ветра. Во-вторых, не нужен токосъемник, поскольку генератор всегда находится в одном и том же положении. Лопастные же ветряки постоянно вращаются вокруг своей оси из-за переменчивого направления ветра, что делает невозможным передачу выработанной электроэнергии через обычные провода.

Виды генераторов

Генератор – это основной узел любого ветряка. Он, собственно, и преобразует энергию ветра в электрическую. Видов этого устройства бывает несколько. Рассмотрим только основные различия и особенности.

В первую очередь, генераторы могут выдавать постоянный ток, и переменный. Постоянный ток выгоден тем, что его не надо выпрямлять перед подачей на аккумулятор. Переменный же ток придется не только стабилизировать, но и преобразовывать в постоянный. Какой вариант лучше выбрать? Очень просто. Генераторы постоянного тока упрощают использование выработанного электричества, а модели переменного тока – на порядок эффективнее.

Далее генераторы различаются по выдаваемому напряжению. От этого параметра зависит конфигурация оборудования, которое будет стабилизировать подаваемое на АКБ напряжение.

Следующий важный параметр – мощность. Чем мощнее генератор, тем больше потребителей он сможет обеспечить энергией. Одновременно с мощностью генератора увеличиваются размеры ветряка, в частности, его лопастей.

Какие нужны комплектующие?

Для изготовления простейшего ветрогенератора своими руками в домашних условиях достаточно будет следующих комплектующих:

1. Канализационная труба диаметром 150-200 мм для изготовления лопастей.

2. Генератор – проще всего взять готовый автомобильный с регулятором-выпрямителем и реле, что позволит напрямую заряжать с его помощью обычный 12-вольтовый аккумулятор (или несколько сразу, соединенных параллельно).

3. Токосъемник – можно купить готовый или изготовить самостоятельно.

4. Флюгер – нужен для ориентации лопастей по ветру.

5. Мачта – используется для подъема ветряка на необходимую высоту.

6. Основание – к нему крепится мачта.

Рассмотрим основные этапы сборки ветрогенератора своими руками из перечисленных комплектующих.

Сборка

Самостоятельную сборку лучше всего начинать с расчетов. Здесь проще всего отталкиваться от имеющегося генератора, точнее, от его мощности. В зависимости от этого высчитываются размеры лопастей. Все эти расчеты несложно провести в специальных программах, либо определить требуемые размеры по таблицам.

Лопасти

Простейшие лопасти для самодельного ветряка можно изготовить из канализационной трубы диаметром 150-200 мм. Рекомендуется для этих целей приобретать трубу оранжевого цвета. Такие изделия изготовлены из более прочного пластика, нежели бытовые серые.

Для домашнего ветрогенератора достаточно будет всего три лопасти. Как правило, все они изготавливаются из одной вышеописанной трубы. Для этого труба разрезается вдоль на три равных сегмента. После этого каждой заготовке по шаблону придается форма лопасти. На этом этапе важно зашлифовать (лучше – скруглить) все кромки лопастей, что положительно скажется на аэродинамических характеристиках, а также на прочности узла.

Готовые лопасти крепятся на ступице. Простейший ее вариант можно изготовить из куска фанеры толщиной около 10 мм. На такой ступице все лопасти следует закрепить при помощи болтов. Чтобы соединения не раскрутились от вибраций, используются специальные шайбы-гроверы.

Флюгер

Основная роль флюгера заключается в ориентации лопастей в зависимости от направления ветра. Одновременно эта часть ветряка является несущей. Помимо направляющей пластины на флюгере крепится генератор и лопастной узел.

Для изготовления флюгера маломощного ветрогенератора можно использовать древесину. Для больших ветряков лучше применить алюминиевые трубки, уголки или профили. Они прочнее и легче древесины. Вполне подойдет и стальной прокат.

На флюгере также крепится токосъемный механизм, через который независимо от вращения ветряка вокруг своей оси будет передаваться выработанная генератором электроэнергия.

Основание и мачта

Мачта служит для установки ветряка на необходимой высоте. Как правило, для бытовых нужд вполне достаточно поднять ветрогенератор на высоту около 5 метров. Для изготовления мачты понадобится прочная стальная труба диаметром, как минимум 40 мм. При высоте больше 5 метров следует также позаботиться о дополнительном креплении мачты. Как правило, для этого используются либо растяжки, либо точки крепления к фронтону постройки.

Основание служит для установки мачты с ветряком. Может быть стационарным и шарнирным. Последний вариант выгоден тем, что позволяет в любой момент без особых усилий «уложить» ветряк на землю. Такая возможность особенно пригождается в период бури, либо во время сервисного обслуживания и ремонта ветряка.

Этапы установки ветрогенератора

Монтаж ветрогенератора своими руками, как правило, выполняется в следующей последовательности:

1. Определите наилучшее месторасположение для ветрогенератора.

2. Закрепите на флюгере генератор и токосъемник.

3. Установите и закрепите на оси генератора лопастной узел.

4. Закрепите ветряк на мачте.

5. Подсоедините кабель к токосъемнику и закрепите его на мачте.

6. Установите мачту на основании.

7. Закрепите ветрогенератор при помощи растяжек или дополнительных точек опоры.

После установки ветрогенератора можно приступать к его подключению к системе, устройство которой описано выше.

Советы и рекомендации

При изготовлении и установке ветрогенератора своими руками рекомендуется учесть следующие моменты:

· Не устанавливайте ветряк в оврагах и впадинах.

· Генератор и токосъемный узел обязательно защитите от попадания влаги.

· Не используйте ветрогенератор во время штормовой погоды.

· Для временной остановки ветряка можно использовать шарнирное основание, механизм автоматического складывания флюгера, либо же блокировку генератора нагрузкой (последнее используется в заводских изделиях).

· Не подключайте самодельный ветрогенератор к потребителям напрямую.

· Регулярно проводите технический осмотр механической и электрической частей ветрогенератора.

· Если ветряк устанавливается возле постройки, то его следует поднять на высоту не менее трех метров от вершины крыши.

· Не рекомендуется жестко крепить ветрогенератор к конструкциям жилого дома, так как шум и вибрация может создавать определенный дискомфорт.

· По возможности используйте для накопления сгенерированной ветряком электроэнергии больше аккумуляторов.

· По максимуму используйте накопленную энергию без преобразований, чтобы уменьшить потери на инверторе.

Как видно из вышеописанного, простейший ветряк для дома своими руками изготовить не так уж и сложно. Однако даже маломощная ветряная электростанция позволит заметно уменьшить счета за электроэнергию, либо выйти из ситуации, когда участок вообще нет возможности запитать от общей сети.

Источник: https://eco-energetics.com/vetroenergetica/


Полезные видео

виды ветряков, обслуживание, выбор лопастей и генератора, мощные модели и парусники

Возрастание потребностей населения в электроэнергии вынуждает изыскивать дополнительные возможности. Действующие электростанции обеспечивают потребителей только в пределах доступности, жители отдаленных и труднодоступных регионов зачастую лишены возможности подключения к сетевым ресурсам.

Решением проблемы становятся местные генераторы, действующие на бензине или дизельном топливе. Они требуют постоянных расходов, запаса топлива, запчастей. Альтернативой становятся ветрогенераторы, имеющие массу преимуществ перед традиционными источниками энергии.

Законность установки ветрогенератора

Частные ветрогенераторы мощностью до 1 кВт приравниваются к бытовым электроустановкам, поэтому каких-либо разрешений или документов на право использования не требуется. Однако, возможны сложности другого порядка. Например, установка, создающая шум, способна доставлять неприятные ощущения для соседей.

Возможны различные местные нормативы на использование ветроустановок, о которых следует узнать заранее, чтобы не оказаться в неприятной ситуации. Например, существуют ограничения по высоте мачты (до 15 м) или иные требования.

Какой нужен генератор?

Генератор — основное устройство комплекса, непосредственно вырабатывающее электроток. Его мощность определяет параметры всей установки. Выбор генератора производится путем подсчета мощности всех потребителей в доме или на участке. Суммарная мощность увеличивается на 15-20 %, а иногда и больше. Это необходимо на случай возникновения непредвиденных обстоятельств, появления в доме новых устройств.

Выбор по ветру

Ветер — источник энергии. Он достается бесплатно, но не всегда имеется в наличии. Прежде, чем приобретать или строить ветряк, следует подробно ознакомиться с метеорологической ситуацией в регионе. Важно выяснить направления, преобладающие скорости ветра, частоту и силу шквальных порывов, ураганных проявлений. Эти знания позволят определиться с типом ветряка, условиями работы оборудования и потребностями в защите.

Россия имеет преимущественно слабые и средние ветра в большинстве регионов, но для отдаленных или труднодоступных районов нередки более мощные атмосферные проявления, требующие от пользователя обладания полной информацией по силе и направлению потоков.

О безопасности

Вопрос безопасности использования ветрогенератора непрост. Лопасти ветряка при высоких скоростях и больших размерах способны причинить серьезные травмы, вплоть до летального исхода. Кроме того, высокие мачты опасны при возникновении сильного ветра, поскольку могут опрокинуться на жилые дома, людей, оказавшихся поблизости, причинить вред имуществу или постройкам.

При этом, большинство противников ветроэнергетики находят проблемы не там, где они есть. Существует масса утверждений о вреде устройств:

  • наличие шума
  • вибрация
  • мерцающая тень, способствующая нервно-психическим расстройствам
  • магнитный фон
  • помехи радио- и телевизионным приемникам
  • непереносимость установок животными, опасность для птиц

Большинство из этих утверждений — следствие надуманных противниками автономных источников питания аргументов. Они имеют место, но величина проблем настолько не соответствует действительности, что эти проблемы попросту не заслуживают времени на обсуждение. Если ветрогенераторы и представляют опасность, то лишь для представителей ресурсоснабжающих компаний, не желающих терять клиентов.

Тем не менее, мощные промышленные установки, использующиеся в составе крупных электростанций, способны создавать неудобства для жителей, что доказано в американском суде. Ветряки продуцировали инфразвук, вызывавший расстройства здоровья у индейцев, живших в резервации на расстоянии 200 км. Однако, учитывая размеры и мощность частного ветряка, говорить о вреде от него незачем.

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.

На основе конструкции Савониуса разработано множество моделей ветряков с увеличенным количеством лопастей, большей эффективностью и чувствительностью к слабым ветрам.

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.

Ротор Бирюкова

Изобретение Бирюкова появилось в 60-х годах прошлого века. Особенностью конструкции является устройство ротора, имеющего два «этажа» с разным строение лопастей. КПД ветряка, заявленный изобретателем, составляет 46 %, что для подобных устройств вертикального типа весьма привлекательно.

Ротор стартует как обычное устройство Савониуса, но при наборе скорости образуется воздушная подушка из завихрений, изменяющая профиль крыльчатки на более выгодный при данном режиме вращения. Усиление ветра способствует образованию вихревого кокона, который заставляет поток обтекать его словно монолитную преграду.

Лопастники

Ветряки с горизонтальной осью вращения имеют большую эффективность, так как энергия потока ветра используется только на рабочих поверхностях, не контактируя с обратными сторонами лопастей. При этом, критически важно наличие устройства, автоматически устанавливающего для ветряка направление по ветру. Обычный вариант — свободно вращающийся вокруг вертикальной оси ветряк и хвостовой стабилизатор как у самолета.

Лопасти

Лопасти горизонтального ветряка являются основным элементом крыльчатки, принимающим поток и преобразующим его во вращательное движение. Эффективность работы обусловлена конструкцией и размерами.

Аэродинамика лопастей зависит от угла наклона, конфигурации, площади соприкосновения с потоком. Чем выше площадь контакта, тем большую энергию принимает поверхность, что имеет положительные и отрицательные стороны. Возрастание получаемой энергии способствует повышению фронтального давления на ветряк, способствующего разрушению конструкции.

Генератор

Генератор — устройство, преобразующее энергию вращения в электрический ток. Наряду с ротором, генератор для ветряка является основным узлом, который обслуживается всеми остальными элементами установки. Используются готовые конструкции, входящие в состав комплекта поставки или приобретенные отдельно, а также самодельные образцы, зачастую работающие лучше заводских.

Аварийный флюгер

Так среди специалистов принято называть устройство увода крыльчатки от чрезмерно сильного ветрового потока. Вращение, имеющее скорость, превышающую расчетную, создает ток большей силы и напряжения, чем это рассчитано и не нужен для оборудования.

Для исключения таких ситуаций существуют устройства торможения, одно из которых работает на принципе авторегулирования. Перпендикулярно направлению оси устанавливается специальная лопатка, жестко соединенная с ротором.

Хвостовой стабилизатор крепится к ротору через шарнир с пружиной. Когда ветер достигает слишком высокой скорости, усилие на тормозной лопатке превышает силу пружины, ротор отворачивается от ветра и прекращает вращаться со слишком высокой скоростью.

Токосъемник

Устройство подвода или, в нашем случае, съема электроэнергии — коллектор — достаточно капризный узел, требующий регулярного ухода, смазки, замены щеток и т.д. Процедура не самая простая, так как ветряк расположен на мачте, до аппаратуры надо еще добраться, что непросто. Необходимо иметь достаточно надежный и безопасный механизм опускания мачты, иначе аппаратура долго не продержится.

Лопастной ветрогенератор + солнечная панель для электроснабжения дачи

Идея совмещать солнечные батареи с ветрогенераторами возникла практически с первых дней появления этих конструкций. Привлекают абсолютно дармовая энергия ветра и солнца, которые нуждаются только в оборудовании для захвата и преобразования. Оба комплекса вполне могут работать в связке, дополняя друг друга.

Нет ветра — используются солнечные батареи, зашло солнце — энергию дает ветряк. Для дачного домика, загородного коттеджа подобные комплексы способны обеспечить если не полноценное, то весьма обильное дополнительное электропитание, помогающее сэкономить на электроэнергии немалые суммы.

Своими руками

Приобретение готового ветрогенератора не по карману большинству пользователей. Кроме того, стремление мастерить разные механизмы и приспособления неискоренимы в народе, а если появляется еще и насущная необходимость — решение вопроса однозначно. Рассмотрим, как сделать ветрогенератор своими руками.

Простейший ветрогенератор для освещения дачи

Самые простые конструкции используются для освещения участка или питания насоса, подающего воду. В процессе участвуют, как правило приборы потребления, не боящиеся скачков напряжения. Ветряк вращает генератор, напрямую подключенный к потребителям, без промежуточного комплекта, стабилизирующего напряжение.

Ветряк своими руками из автомобильного генератора

Генератор от автомобиля является оптимальным вариантом при создании самодельного ветряка. Он нуждается в минимальной реконструкции, в основном — перемотке катушки более тонким проводом с большим числом витков. Модификация минимальна, а полученный эффект позволяет использовать ветряк для обеспечения дома. Понадобится достаточно скоростной и мощный ротор, способный вращать устройства с большим сопротивлением.

Ветрогенератор из стиральной машины

Электродвигатель от стиральной машины часто используют для создания генератора. Оптимальным вариантом является установка на ротор сильных неодимовых магнитов, обеспечивающих возбуждение обмоток. Для этого необходимо просверлить в роторе углубления, диаметром равные размеру магнитов.

Затем они устанавливаются в гнезда с чередованием полярности и заливаются эпоксидкой. Готовый генератор устанавливается на вращающуюся вокруг вертикальной оси площадку, на вал насаживается крыльчатка с обтекателем. Сзади к площадке крепится хвостовой стабилизатор, обеспечивающий наведение устройства.

Мощные модели

Самостоятельное изготовление мощных моделей ветрогенераторов требует больших усилий и теоретической подготовки. Прежде всего, требуется создание мощного генератора, требующего расчетов, правильной сборки, использования качественных материалов. Кроме того, надо сделать ротор, действующий при слабых ветрах, но способный создавать достаточное усилие для генератора. Также потребуются соответствующие устройства обработки электротока, каркас, мачта и прочие элементы конструкции и электроники.

Ветрогенератор мощностью более 1 киловатта

Ветряки подобной мощности имеются в продаже. Покупка установки позволяет получить готовое устройство с заранее известными параметрами, изготовленное из соответствующих материалов. Цены на такое оборудование начинаются от 30000 руб, что доступно не каждому пользователю.

Кроме того, потребуется сопутствующая электроника, аккумуляторы и прочая аппаратура, что увеличит расходы примерно вдвое. Дороговизна установок является основной причиной распространения моделей ветряков, сделанных своими руками.

Вертикальный ветряк своими руками (5 квт)

Существует несколько вариантов изготовления устройство такой мощности:

  • роторная конструкция
  • цепочка парусных крыльчаток, установленных последовательно
  • использование аксиального генератора на неодимовых магнитах

Выбор наиболее удобного варианта зависит от степени подготовки и технической базы пользователя.  Рекомендуются вертикальные конструкции, независимые от направления ветра и не нуждающиеся в установке на высокие мачты.

Наиболее удачно отвечают требованиям карусельные многолопастные конструкции на основе ротора Савониуса. Существуют и промышленные установки такого класса, приобретение которых ускорит решение вопроса и позволит получить профессионально изготовленный комплекс с гарантированными параметрами.

Парусники

Парусные ветряки существуют с незапамятных времен. Они представляют собой устройства с большой площадью контакта лопастей и потока ветра, но с малой массой крыльчатки. Это дает существенное уменьшение инерции покоя, позволяющие стартовать при слабых ветрах.

Промышленные ветряки, качающие воду, известны уже более 100 лет. Они имели парусные лопасти с жестким заполнением, обладавшие низким КПД. Со временем были разработаны конструкции с мягким парусом, представляющие собой жесткую рамку с натянутой плотной тканью, одна сторона которой свободна и образует естественным образом специфический профиль. В результате получается крыльчатка с большой площадью, малым весом, простая в изготовлении и удобная в эксплуатации. Парусные конструкции успешно используются в разных условиях и обеспечивают энергией различные типы потребителей.

Самодельный генератор

Изготовление самодельного генератора — часто встречающаяся задача, возникающая при сборке ветряка. При создании используются разные методы:

  • использование готового генератора или магнето с внесением некоторых конструктивных изменений
  • создание генератора «с нуля» из подручных материалов

Оба варианта имеют свои плюсы и минусы, выбор делается на основе своих возможностей или предпочтений.

Мотор для ветряка своими руками

Создание генератора с нуля требует обладания определенными познаниями, навыками работы со слесарными инструментами и опыта изготовления электротехнических устройств. Процесс создания генератора состоит из двух этапов:

  • изготовление ротора. На пластину из фанеры или иного листового материала наклеиваются неодимовые магниты в одинаковом удалении от центра. Полярность магнитов чередуется
  • изготовление статора. Наматываются обмотки числом, кратным 3 (три фазы). Они располагаются на фанерной пластине подобно магнитам ротора и соединяются определенным образом, образуя равномерный сдвиг фазы. Готовый статор заливают эпоксидкой для защиты от влаги, пыли и т. д.
  • производится сборка устройства. На оси укрепляется ротор, ось устанавливается на статор, вся конструкция закрепляется и накрывается защитным кожухом.

Расчеты мощности генератора производятся заранее. Проверка работоспособности проходит обычно сразу после сборки, вращение обеспечивается при помощи подручного устройства (чаще всего, электродрель).

Обслуживание ветрогенератора

Ветряки — довольно надежные устройства, не требующие ежедневного ухода и обслуживания. Многие пользователи свидетельствуют, что их комплекты работают практически без вмешательства человека по 2-3 года. Тем не менее, вращающиеся части изнашиваются, требуют смазки, замены подшипников.

Лопасти крыльчатки выходят из строя и требуют замены. Эти действия выполняются по мере необходимости, владелец учитывает пробег деталей и меняет их по достижении определенного срока наработки. Для промышленных моделей существуют свои режимы обслуживания, указанные в паспорте комплекта.

Рекомендуемые товары

Самодельные ветрогенераторы из авто-генераторов

>

Ветряк из авто-генератора с двойным статором

Ветрогенератор от "Мото26", сделан из автомобильного генератора с двойным статором. Ветряк сделан для работы на акб 24 вольт, мощность в итоге 300ватт при ветре 9м/с. Подробности и фото в статье. >

Ветрогенератор своими руками

Практически полностью самодельный ветрогенератор, генератор которого изначально должен был быть из автомобильного генератора, но после того как корпус был сломан от генератора остался только статор, а корпус пришлось делать новый. >

Ветрогенератор из авто-генератора от Бычка

Генератор этого ветряка сделан из автомобильного генератора от гзузовика Бычек. Статор перемотан проводом 0,6 мм. Ротор полностью новый, был выточен у токоря по нужным размерам под купленные магниты 30*10*5мм. >

Простая передлка автомобильного генератора

Самая простая переделка автомобильного генератора на постоянные магниты. Генератор для этого ветряка делался из автогенератора, статор которого не подвергался изменениям, а вот ротор был оснащен неодимовыми магнитами. >

Генератор для ветряка из авто-генератора

Как просто и без особых усилий переделать автогенератор для самодельного ветрогенератора. Для переделки не-надо ни перематывать статор, не точить роторе под магниты. Вся переделка сводится к переключению фаз генератора, и оснащению ротора маленькими магнитиками для самовозбуждения ротора. >

Однолопастной винт для ветрогенератора

В продолжении усовершенствования ветрогенератора на этот раз было решено попробовать изготовить однолопастной винт и посмотреть какие приимущества он дает и какие недостатки присущи однолопастным винтам. Лопасть с противовесом имеет не жесткое крепление и может откланяться от оси вращения до 15 градусов. >

Ветрогенератор из тракторного генератора Г700

В этом ветрогенераторе в качестве генератора использован тракторный генератор с электровозбуждением. Генератор подвергся существенным изменениям, был перемотан статор более тонким проводом, а так-же домотала катушка ротора. Для этого ветряка винт был сделан из дюралюминия. Винт двухлопастной размахом 1,3м. >

Самодельный ветрогенератор для яхты

Самодельный ветрогенератор, генератор которого сделан из генератора мотоцикла ИЖ юпитер, Этот ветрогенератор специально создавался для эксплуатации на небольшой яхте, где должен был обеспечивать питанием навигационные приборы и мелкую электронику. >

Новый-второй ветрогенератор для яхты

В новом ветрогенераторе использовался статор от автомобильного генератора . Мощность нового ветряка теперь больше, диаметр винта также увеличился. Теперь ветрогенератор имеет новую защиту от сильного ветра , теперь винт не уходит в сторону, а опрокидывается, и хвост теперь не складывается, в общем подробности в статье. >

Ветряки цветы из велосипедных динамок

Иньтересные и красивые ветряки, генераторы которых это велосипедные динамо втулки. Сделаны они в виде всяких цветов, подсолнухов, ромашек, и окрашены в соответствующие цвета, красиво смотрятся как элемент дизайна.

Вертикальный ветрогенератор своими руками - пошаговые инструкции по сборке


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

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

Своими руками

Приобретение готового ветрогенератора не по карману большинству пользователей. Кроме того, стремление мастерить разные механизмы и приспособления неискоренимы в народе, а если появляется еще и насущная необходимость — решение вопроса однозначно. Рассмотрим, как сделать ветрогенератор своими руками.

Простейший ветрогенератор для освещения дачи

Самые простые конструкции используются для освещения участка или питания насоса, подающего воду. В процессе участвуют, как правило приборы потребления, не боящиеся скачков напряжения. Ветряк вращает генератор, напрямую подключенный к потребителям, без промежуточного комплекта, стабилизирующего напряжение.

Ветряк своими руками из автомобильного генератора

Генератор от автомобиля является оптимальным вариантом при создании самодельного ветряка. Он нуждается в минимальной реконструкции, в основном — перемотке катушки более тонким проводом с большим числом витков. Модификация минимальна, а полученный эффект позволяет использовать ветряк для обеспечения дома. Понадобится достаточно скоростной и мощный ротор, способный вращать устройства с большим сопротивлением.

Ветрогенератор из стиральной машины

Электродвигатель от стиральной машины часто используют для создания генератора. Оптимальным вариантом является установка на ротор сильных неодимовых магнитов, обеспечивающих возбуждение обмоток. Для этого необходимо просверлить в роторе углубления, диаметром равные размеру магнитов.

Затем они устанавливаются в гнезда с чередованием полярности и заливаются эпоксидкой. Готовый генератор устанавливается на вращающуюся вокруг вертикальной оси площадку, на вал насаживается крыльчатка с обтекателем. Сзади к площадке крепится хвостовой стабилизатор, обеспечивающий наведение устройства.

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*V³, 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.

Выбор генератора

Наиболее логичным вариантом генераторной установки для самодельного ветряка кажется автомобильный генератор. Такое решение позволяет легко скомпоновать установку, так как генератор уже имеет и крепежные точки, и шкив для ременного мультипликатора. Купить и сам генератор, и запчасти к нему нетрудно. Кроме того, встроенное реле-регулятор позволяет непосредственно подключить его к 12-вольтовой аккумуляторной батарее, а к ней, в свою очередь — инвертор для преобразования постоянного тока в переменный напряжением 220В.

Но, как уже было сказано выше, КПД генераторов с обмоткой возбуждения достаточно низок, что весьма чувствительно для и без того маломощного ветряного генератора. Второй минус в том, что при разряженном аккумуляторе автомобильный генератор не сможет возбудиться.

В ряде самодельных конструкций можно встретить тракторные генераторы Г-700 и Г-1000. Их КПД ничуть не больше, полезным отличием являются лишь намагниченность ротора, позволяющая возбудить генератор даже без аккумуляторной батареи, и низкая цена.


Некоторые авторы при постройке ветрогенераторов пользуются свойством обратимости коллекторных электродвигателей — принудительно вращая их ротор, с него можно снимать постоянный ток. Статор двигателей подобного типа состоит либо из постоянных магнитов, что более предпочтительно в наших целях, либо имеет обмотку. Для применения двигателя в режиме генератора она подключается к автомобильному реле-регулятору, чтобы обеспечить нужное напряжение. Рассмотрим подключение реле-регулятора на примере узла от ВАЗовской классики (оно удобно тем, что не объединено в один блок с щеточным узлом):

  1. Одну из щеток двигателя соедините с корпусом — это будет отрицательный полюс генератора. Сюда же надежно подключите металлический корпус реле-регулятора и клемму «-» аккумулятора.
  2. Клемму 67 реле соедините с одним из выводов статорной обмотки, второй временно с корпусом.
  3. Клемму 15 соедините через выключатель с положительным полюсом аккумулятора (при этом на обмотку подастся ток возбуждения). Придайте ротору вращение в том же направлении, что будет обеспечивать винт ветроустановки, и подключите между свободной щеткой и корпусом вольтметр. Если на щетке обнаружится отрицательный потенциал, поменяйте местами соединения статора с реле-регулятором и массой.

Основной особенностью подключения генератора постоянного тока к аккумуляторной батарее является необходимость в разделении их полупроводниковым диодом, не дающим аккумулятору разряжаться на обмотку ротора при остановке генератора. В современных автомобильных генераторах эту функцию выполняет трехфазный диодный мост, и мы также можем его использовать, параллельно соединив его фазы для уменьшения падения напряжения на нем.

Наибольшую же мощность можно снять с генератора, ротор которого состоит из неодимовых магнитов. Распространены конструкции на основе автомобильной ступицы с тормозным диском, по краю которого закрепляются мощные магниты. На минимальном расстоянии от них располагается статор с однофазной или трехфазной обмоткой.

Ветряк #2 — аксиальная конструкция на магнитах

Аксиальные ветряки с безжелезными статорами на неодимовых магнитах в России до последнего времени не делали по причине недоступности последних. Но теперь они есть и в нашей стране, причем стоят они дешевле, чем изначально. Поэтому и наши умельцы стали изготавливать ветрогенераторы этого типа.

Со временем, когда возможности роторного ветрогенератора уже не будут обеспечивать все потребности хозяйства, можно сделать аксиальную модель на неодимовых магнитах

Что необходимо подготовить?

За основу аксиального генератора нужно взять ступицу от автомобиля с тормозными дисками. Если эта деталь была в эксплуатации, её необходимо разобрать, подшипники поверить и смазать, ржавчину счистить. Готовый генератор будет покрашен.

Чтобы качественно отчистить ступицу от ржавчины, воспользуйтесь металлической щеткой, которую можно насадить на электродрель. Ступица снова будет выглядеть отлично

Распределение и закрепление магнитов

Нам предстоит наклеивать магниты на диски ротора. В данном случае используются 20 магнитов размером 25х8мм. Если вы решите сделать другое количество полюсов, то используйте правило: в однофазном генераторе должно быть сколько полюсов, столько и магнитов, а в трехфазном необходимо соблюдать соотношение 4/3 или 2/3 полюса к катушкам. Размещать магниты следует, чередуя полюса. Чтобы их расположение было правильным, используйте шаблон с секторами, нанесенными на бумаге или на самом диске.

Если есть такая возможность, магниты лучше использовать прямоугольные, а не круглые, потому что у круглых магнитное поле сосредоточено в центре, а у прямоугольных – по их длине. Противостоящие магниты должны иметь разные полюса. Чтобы ничего не перепутать, маркером нанесите на их поверхность «+» или «-». Для определения полюса возьмите один магнит и подносите к нему другие. На притягивающихся поверхностях ставьте плюс, а на отталкивающихся – минус. На дисках полюса должны чередоваться.

Магниты правильно размещены. Перед их фиксацией эпоксидной смолой, необходимо сделать бортики из пластилина, чтобы клейкая масса могла застыть, а не стекла на стол или пол

Для закрепления магнитов нужно использовать сильный клей, после чего прочность склейки дополнительно усиливают эпоксидной смолой. Ею заливают магниты. Чтобы предотвратить растекание смолы можно сделать бордюры из пластилина или просто обмотать диск скотчем.

Трехфазные и однофазные генераторы

Однофазный статор хуже трехфазного, потому что при нагрузке он даёт вибрацию. Это происходит из-за разницы в амплитуде тока, которая возникает по причине непостоянной отдачи его за момент времени. Трехфазная модель этим недостатком не страдает. Мощность в ней всегда постоянна, потому что фазы друг друга компенсируют: если в одной ток падает, а в другой он нарастает.

В споре однофазного и трехфазного вариантов последний выходит победителем, потому что дополнительная вибрация не продлевает срок службы оборудования и раздражает слух

В результате отдача трехфазной модели на 50% превышает тот же показатель однофазной. Другим плюсом отсутствия ненужной вибрации является акустический комфорт при работе под нагрузкой: генератор не гудит во время его эксплуатации. Кроме того, вибрация всегда выводит ветрогенератор из строя до истечения срока его эксплуатации.

Процесс наматывания катушек

Любой специалист вам скажет, что перед наматыванием катушек нужно произвести тщательный расчет. А любой практик все сделает интуитивно. Наш генератор не будет слишком быстроходным. Нам нужно, чтобы процесс зарядки 12-вольтового аккумулятора начался при 100-150 оборотах в минуту. При таких исходных данных общее число витков во всех катушках должно составлять 1000-1200шт. Осталось разделить эту цифру на количество катушек и узнать, сколько витков будет в каждой.

Чтобы сделать ветрогенератор на низких оборотах мощнее, нужно увеличить число полюсов. При этом в катушках возрастет частота колебания тока. Для намотки катушек лучше использовать толстый провод. Это уменьшит сопротивление, а, значит, сила тока возрастет. Следует учесть, что при большом напряжении ток может оказаться «съеденным» сопротивлением обмотки. Простой самодельный станочек поможет быстро и аккуратно намотать качественные катушки.

Статор размечен, катушки уложены на свои места. Для их фиксации используется эпоксидная смола, стеканию которой снова противостоят пластилиновые бортики

Из-за числа и толщины магнитов, расположенных на дисках, генераторы могут значительно различаться по своим рабочим параметрам. Чтобы узнать, какую мощность ждать в результате, можно намотать одну катушку и прокрутить её в генераторе. Для определения будущей мощности, следует измерить напряжение на определенных оборотах без нагрузки.

Например, при 200 оборотах в минуту получается 30 вольт при сопротивлении 3 Ом. Отнимаем от 30 вольт напряжение аккумулятора в 12 вольт, а получившиеся 18 вольт делим на 3 Ом. Результат – 6 ампер. Это тот объём, который отправится на аккумулятор. Хотя практически, конечно, выходит меньше из-за потерь на диодном мосту и в проводах.

Чаще всего катушки делают круглыми, но лучше их чуть вытянуть. При этом меди в секторе получается больше, а витки катушек оказываются прямее. Диаметр внутреннего отверстия катушки должен соответствовать размеру магнита или быть немногим больше его.

Проводятся предварительные испытания получившегося оборудования, которые подтверждают его отличную работоспособность. Со временем и эту модель можно будет усовершенствовать

Делая статор, учтите, что его толщина должна соответствовать толще магнитов. Если число витков в катушках увеличить и сделать статор толще, междисковое пространство увеличится, а магнитопоток уменьшится. В результате может образоваться то же напряжение, но меньший ток из-за возросшего сопротивления катушек.

В качестве формы для статора используют фанеру, но можно на бумаге разметить сектора для катушек, а бордюры сделать из пластилина. Прочность изделия увеличит стеклоткань, помещенная на дно формы и поверх катушек. Эпоксидная смола не должна прилипать к форме. Для этого её смазывают воском или вазелином. Для тех же целей можно использовать пленку или скотч. Катушки закрепляют между собой неподвижно, концы фаз выводят наружу. Потом все шесть проводов соединяют треугольником или звездой.

Генератор в сборе тестируют, используя вращение рукой. Получившееся напряжение составляет 40 вольт, сила тока при этом составляет примерно 10 Ампер.

Расчет мультипликатора

Генераторная установка имеет наклонную токоскоростную характеристику: с ростом оборотов ротора увеличивается максимальная отдаваемая им мощность. Следовательно, чтобы обеспечить наибольшую эффективность тихоходного ветрогенератора, нам понадобится мультипликатор с большим коэффициентом повышения.

Для самодельной конструкции наиболее оптимальное решение — это ременной мультипликатор: он прост в изготовлении и требует минимума станочных работ. Коэффициент повышения оборотов у него будет равен отношению диаметра ведущего шкива, связанного с осью винта, к диаметру ведомого шкива генератора. При необходимости передаточное число будет легко скорректировать заменой одного из шкивов.

При проектировании мультипликатора нужно учитывать как средние обороты лопастного узла, так и токоскоростную характеристику генератора. Если мы используем серийный автомобильный генератор, то ее без труда можно найти в Интернете, с самодельными же конструкциями, скорее всего, придется идти методом проб и ошибок.

Для примера возьмем распространенный тракторный генератор, о котором уже писали выше.

Взяв расчетную мощность нашей ветроустановки в 90 ватт, найдем точку на графике, соответствующую выходу генератора на эту мощность. При номинальном напряжении 14 В нам потребуется токоотдача не менее 6,5 А — согласно графику, это произойдет при оборотах чуть выше 1000 об/мин. Пусть винт нашей конструкции вращается ветром со скоростью 60 об/мин (ветер средней силы). Значит, нам потребуется как минимум двадцатикратное соотношение диаметров шкивов — для 70-миллиметрового шкива генератора шкив ветряка должен будет иметь диаметр почти полтора метра, что неприемлемо. Это недвусмысленно намекает, насколько мала эффективность ветрогенераторов такого типа — без сложного многоступенчатого редуктора, который сам по себе приведет к большим потерям мощности, вывести автомобильный генератор на рабочий режим практически невозможно.

Преимущества и недостатки роторного ветрогенератора

Когда ветрогенератор сделать как надо, он будет функционировать без каких-либо ошибок. С аккумулятором на 75А и с хорошим инвертером на 1000 W, ветряк без проблем будет обеспечивать светом улицу, площадку дома, питать защитную сигнализацию, видеонаблюдение и т. д.

Ветрогенераторы такого типа имеют следующие преимущества:

  • простота монтажа;
  • небольшая себестоимость;
  • экономичность;
  • податливость к ремонту;
  • не привередлив к условиям функционирования;
  • надежность и бесшумность работы.

Минусов ветрогенератора несколько:

  • небольшая производительность ветрогенератора;
  • полная зависимость ветряка от ветра;
  • лопасти может сорвать воздушный поток.

Подготовка материалов для ветрогенератора

Первым делом нужно собрать все расходники и детали для ветряка. Сделанный вами ветрогенератор будет выдавать мощность не более 1,5 КВт. Чтобы сделать агрегат вам нужно иметь:

  • Автомобильный генератор на 12 В.
  • Гелиевый или кислотный аккумулятор на 12 В.
  • Специальный преобразователь с 12 В на 220 В и с 700 Вт на 1500 Вт.
  • Большую емкость из нержавейки или алюминия: ведро или кастрюля.
  • Простой вольтметр.
  • Болты, шайбы и гайки.
  • Реле зарядки аккумулятора от автомобиля и контрольной лампочки заряда.
  • Провода с разным сечением (2,5 мм2 и 4 мм2).
  • Хомуты, фиксирующие ветрогенератор.
  • Выключатель «кнопка» полугерметичный, на 12 В.
  • Кроме того, запаситесь такими инструментами:

  • болгаркой или ножницами по металлу;
  • рулеткой;
  • строительным карандашом или маркером;
  • отверткой, дрелью, кусачками и сверлом.

Конструкторские работы ветрогенератора

Работа заключается в изготовлении ротора и переделывания шкива генератора. Этапы следующие:

  • Подготовьте ведро или кастрюлю.
  • При помощи рулетки и маркера сделайте разметку, разделив емкость на 4 одинаковые части.
  • Теперь нужно вырезать лопасти.
  • Обратите внимание! Работая ножницами по металлу, необходимо вырезать под них отверстие. Если же ведро сделано не из покрашенной жести или оцинковки, то можно использовать болгарку.

  • Снизу ведра и в шкиве пометьте место, где будут отверстия. В них ввинчиваются болты. Не торопитесь, сделайте все ровно, так как при вращении может возникнуть дисбаланс. После чего сделайте отверстия.
  • Теперь отогните лопасти. Только не забудьте учесть, в каком направлении крутится генератор.
  • Угол изгиба лопасти влияет на площадь, которую будет встречать ветер. Это напрямую влияет на скорость и частоту оборотов ветряка.
  • При помощи болтов, закрепите ведро на шкиве.
  • Установите свой ветрогенератор на мачту, закрепив его хомутами.
  • Осталось подсоединить провода и собрать цепь.
  • На мачте зафиксируйте провода, чтобы они не болтались.
  • Для подсоединения аккумулятора возьмите провода, сечение которых 4 мм2. Рекомендуемый размер – не больше 1 м. А благодаря проводам с 2,5 мм2 подключите свет и приборы. Не забудьте установить инвертер (преобразователь). Подключите прибор в сеть к контактам №7 и №8, показанным на схеме ниже. Пользуйтесь проводами 4 мм2.

    Вот и все, теперь ваш ветрогенератор готов к работе. Не может не радовать то, что он сделанный своими руками.

    Мачта

    Мачта, на которой крепится ветрогенератор — это один из самых важных его узлов.
    Она не только обеспечивает безопасность эксплуатации ветряка (нижняя точка круга, описываемого лопастями, должна быть не ближе 2 метров к земле), но и позволяет ему максимально эффективно использовать энергию ветра, поток которого вблизи от земли становится более турбулентным.

    Большая высота приводит к низкой жесткости мачты ветрогенератора и делает ее прочностной расчет достаточно сложным не только для мастера-любителя, но и для инженера. Можно перечислить лишь основные моменты:

    • Размещайте мачту возможно дальше от дома и деревьев, затеняющих воздушный поток. Кроме того, при сильном ветре возможно падение ветрогенератора на здание либо его повреждение деревьями;
    • Оптимальная конструкция мачты — это ажурная сварная ферма наподобие вышек электропередач, но в изготовлении она сложна и дорога. Простейший, но достаточно эффективный вариант — это несколько параллельных труб диаметром 80-100 мм, сваренных короткими швами между собой и забетонированных на глубину не менее метра в земле. Конструкцию из одной трубы крайне желательно усилить тросовыми растяжками, которые также крепятся к залитым в бетон опорам.
    • Для упрощения обслуживания ветряка его мачту можно сделать переломной: в этом случае при ослаблении растяжки, идущей в направлении перелома, мачту можно будет наклонить к земле.

    Рассказ об очень простом ветрогенераторе из домашнего вентилятора

    Дополнительное электрооборудование

    Как уже было сказано выше, неотъемлемой частью ветряной электростанции является аккумулятор, берущий на себя питание потребителей. при его выборе нужно помнить, что чем больше его емкость, тем дольше он сможет поддерживать напряжение в сети, но при этом и дольше будет заряжаться. Приблизительное время работы можно определить как то время, за которое исчерпается половина емкости аккумулятора (после этого падение напряжения станет уже ощутимым, кроме того, глубокий разряд снижает ресурс свинцово-кислотных батарей).

    Пример: Так, аккумулятор емкостью 65 А*ч условно сможет отдавать в нагрузку 30-35 ампер-часов энергии. Много это или мало? Обычная лампа освещения мощностью 60 ватт потребует, с учетом наличия инвертора, преобразующего 12 В постоянного тока в 220 В переменного и имеющего собственный КПД в пределах 70%, тока в 7 ампер — это чуть больше четырех часов работы. Восстанавливать же растраченную энергию наш ветряк с условной мощностью 90 ватт даже в лучшем случае, при постоянном сильном ветре, будет не менее пяти часов. Как вы видите, при использовании ветрогенератора исключительно как автономного источника энергии электричество в вашем доме будет доступным лишь на несколько часов в день.

    Вторым узлом системы электроснабжения становится инвертор. В нашем случае можно использовать как готовый автомобильный, так и извлеченный из источника бесперебойного питания. В любом случае важно не перегружать его потреблением тока, учитывая, что реальная эксплуатационная мощность его в 1,2-1,5 раза меньше указываемой максимальной мощности.

    Как вы можете видеть, привлекательность использования даровой энергии упирается во многочисленные ограничения, и даже единственный эффективный в средней полосе России вариант — ветрогенератор — неспособен обеспечивать длительную автономность.

    Но вместе с тем эта идея неплоха и как источник аварийного электропитания и, особенно, как конструкторская задача — удовольствие от создания своими руками ветрогенераторной установки может в разы превосходить ее мощность.

    Ветрогенератор своими руками. Самодельный ветрогенератор для дома. Чертежи ветрогенератора.

    В ветрогенераторах промышленного производства обычно используют винтовые пропеллерные двигатели. В отличие от роторных, они имеют весомое преимущество – более высокий КПД. Но винтовые двигатели значительно сложнее изготовить, поэтому если вы хотите сделать ветрогенератор своими руками, а попросту – самодельный ветрогенератор, рекомендуют применять именно роторные двигатели.

    Рис. 1. Схема роторной ветроэлектроустановки:
    1 — лопасти, 2 — крестовина, 3 —вал, 4 —подшипники с корпусами, 5 — соединительная муфта, 6 — силовая стойка (швеллер № 20), 7 — коробка передач, 8 — генератор, 9 — растяжки (4 шт.), 10 — ступени лестницы.


    Важная деталь: ротор необходимо поднять достаточно высоко – на 3-4 метра над уровнем земли. Тогда ротор окажется в зоне свободного ветра, а зона завихрений от обтекаемых ветром строений останется ниже его. ВЭУ, высоко поднятая над землей к тому же будет выполнять функцию молниеотвода, а это для сельской местности немаловажно.

    Рис. 2. Крепление лопастей ротора на крестовине:
    1 — лопасти, 2 — крестовина, 3 — вал, 4 — болты крепления (М12—М14).


    В конструкции, предложенной В. Самойловым, ротор имеет 4 лопасти, что обеспечивает ему более равномерное вращение. Ротор – важнейшая часть ветряка. Его форма и размеры лопастей играют особую роль – от них зависит мощность, а также скорость вращения вала ветрового двигателя. Чем больше будет общая поверхность лопастей, которые образуют ометаемую поверхность, тем меньшим будет число оборотов ротора.

    Рис. 3. Двухъярусное роторное колесо:
    1 — подшипник, 2 — корпус подшипника, 3 — дополнительное крепление вала четырьмя растяжками, 4 — вал.


    Ротор вращается благодаря аэродинамической несимметричности. Поток ветра, набегающий поперек оси ротора, соскальзывает с округлой стороны лопасти и затем попадает на ее противоположный карман. Разность давлений на округлую и вогнутую поверхности создает тягу, которая, раскручивая ротор, приводит его в движение. Такой ротор имеет большой крутящий момент. Мощность ротора диаметром 1 м соответствует пропеллеру с тремя лопастями диаметром 2,5 м.
    При резких колебаниях ветра роторные ветродвигатели обеспечивают более стабильную работу, чем винтовые. К тому же, роторы имеют тихий ход, работают при любом направлении ветра, но при этом могут развивать лишь от 200 до 500 об/мин. При сильных порывах ветра роторные ветроколеса в разнос не идут. Повышение количества оборотов асинхронного генератора не дает рост напряжения на выходе. Поэтому мы не рассматриваем автоматическое изменение угла лопастей ротора при разных скоростях ветра.
    Существуют разные виды роторных ветрогенераторов на вертикальном валу. Вот некоторые из них:
    1. Четырехлопастое роторное ветряное колесо тихоходное, имеет КПД до 15%.
    2. Двухъярусное роторное колесо немного проще, и имеет более высокое КПД (до 19%), а также развивает большее по сравнению с четырехлопастным, число оборотов. Но, чтобы сохранить прочность и жесткость установки, целесообразно увеличивать диаметр вала.
    3. Ротор Савониуса развивает меньшее количество оборотов по сравнению с двухлопастным. Коэффициент применения ветровой энергии не выше 12%. В основном используется для привода поршневых насосов.
    4. Карусельное ветряное колесо — простейшая конструкция. Колесо развивает малые обороты, а также, имея низкую удельную мощность, обладает КПД — до 10%
    Ниже рассмотрим самодельный ветрогенератор, разработанный на основе четырехлопастного ветроколеса.
    Лопасти ротора можно сделать из железной бочки на 100, 200 или 500 литров. Бочку нужно разрезать шлифмашиной, а вот резать сваркой в этом случае недопустимо, т.к. металл покоробится от высокой температуры. Усилить борта вырезанной лопасти можно, приварив к ним прутья арматуры или катанки диаметром от 6 до 8 мм.
    Лопасти первого ротора нужно прикрепить к 2 крестовинам 2 болтами М12…М14. Верхняя крестовина вырезается и листа стали толщиной 6…8 мм. Между бортами лопастей и валом ротора необходим зазор 150 мм. Нижняя крестовина должна быть более прочной, ведь на нее приходится общий вес лопастей. Чтобы ее изготовить, нужно взять швеллер длиной не меньше 1 м ( что будет зависеть от применяемой бочки), и с высотой стенки 50-60 мм

    Строительная часть и главный вал.


    В рассматриваемой ВЭУ рама из уголков для закрепления генератора приварена к стойке, изготовленной из швеллера. Нижний конец стойки соединен с угольником, забитым в землю. Вал 3 ротора целесообразней сделать из двух частей, тогда будет удобней растачивать его концы под подшипники. Подшипники в корпусах (буксах), соответствующих по размерам валу, закрепляются на стенке швеллера болтами. Части вала ротора сваривают между собой или соединяют на шпонке. Диаметр вала составляет 35—50 мм.
    К одной из полок швеллера рассматриваемого ВЭУ приварены куски труб длиной 500 мм м диаметром 20 мм, выполняющие роль лестницы. Стойка погружена в землю не менее, чем на 1200 мм в глубину, а также для предотвращения качки и дополнительной устойчивости закреплена 4-мя растяжками. Для защиты от ржавчины ветровую энергоустановку можно покрасить алюминиевой пудрой, замешанной на основе олифы.

    Рис. 4. Возможные схемы укрепления роторных ветроколес на вертикальном валу:
    а, б — карусельные ветроколеса; в — ветроколесо Савониуса.



    Рис. 5. Лопасть ветряка, изготовленная из 1/4 бочки и схема раскроя:
    1 — отверстие крепления к крестовине, 2 — усиление борта, 3 — контур лопастей.

    Электросхема.


    Изготавливая своими руками ветрогенератор для дома, проще всего использовать электросистему автомобиля или трактора. Исходя из ее мощности, определяются эксплуатационные возможности ВЭУ. Поэтому необходимо применять электроузлы таких достаточно мощных автомашин, как автобус или трактор. Важно помнить, что использовать подобные узлы необходимо комплектно: аккумулятор, реле-генератор, генератор. Например, для генератора Г 250-Г 1 вполне подойдут реле-регулятор РР 362, а также аккумулятор 6 СТ 75.

    Рис. 6. Схема электрооборудования ВЭУ, взятое от автомобильного генератора на 12 В:
    1 — генератор, 2 — реле-регулятор, 3 — аккумулятор, 4 — амперметр, 5 — выключатель генератора от разряда аккумулятора в безветренную погоду, 6 — выключатель освещения, 7 — предохранитель, 8 — лампочки освещения.
    В случае, если ветряк укомплектован автогенератором на 24 В, лучше использовать марку Г-228 с мощностью 1000 Вт. Подобные генераторы имеют более надежное реле напряжения, особенно в сравнении с интегральными регуляторами напряжения марки Я-120. Вместе с тем, постоянное напряжение 12 В, получаемое с автогенератора, не очень удобно для освещения, т.к. необходимо учитывать специфику цоколей автолампы и патронов. Хоть лампочки на 12 В бывают и с обычным цоколем Ц-27, их трудно найти в продаже.

    Рис. 7. Схема электрооборудования ВЭУ от автомобильного генератора на 24 В:
    1 — генератор Г-288, 2 — регулятор напряжения 11.3702, 3 — аккумуляторы 6СТ75, амперметр АП-170, 4 — амперметр, 5 — выключатель генератора от разряда аккумуляторов в безветренную погоду, 6 — выключатель освещения, 7 — предохранитель, 8 — лампочки освещения.
    Чтобы перейти от постоянного тока к переменному, нужно изготовить преобразователь напряжения. При необходимости переменный ток без проблем можно превращать в постоянный, используя мостовой выпрямитель.

    Преобразователь мощностью 100 Вт позволяет включать две лампочки накала или дневного света по 40 Вт на 220 В. Схема преобразователя довольно проста. Он не требует настройки, достаточно надежен в работе и имеет внушительный КПД (более 80%).
    Вы можете ознакомиться с видео, на котором показан пример самодельного ветрогенератора. Так же, Вы можете воспользоваться специальным калькулятором для расчета ветрогенератора.

    Ветрогенератор для дома своими руками смастерил тернопольский пенсионер

    Несколько лет назад житель Тернополя Ярослав Бендас стал известным на всю Украину благодаря своей мини-электростанции. Однако мало кто знает о ее уникальности и значительном отличии от существующих аналогов. 73-летний изобретатель и сейчас пребывает в поиске рациональных идей, которые сразу же реализует. Одна из последних его работ - фонтан в форме Эйфелевой башни с подачей воды в циклическом замкнутом круге.

    Даже при слабом ветре - два-три метра в секунду - домашняя ветроэлектростанция Ярослава Бендаса способна производить энергию. «Чтобы при ураганных ветрах ничего не перегорело, оснастил ветряк специальными тормозами, которые замедляют вращение лопастей до допустимого уровня», - рассказывает пенсионер.

    Благодаря четырем специальным подставкам установка не деформирует крышу и не создает никаких вибраций, отмечает разработчик. В свое время на строительство самодельной ВЭС тернопольский рационализатор потратил около 300 долларов.

    С тех пор семья изобретателя экономит значительные средства: использование газа в зимние месяцы уменьшилось наполовину - с 400 до 200 кубометров.

    О своих интересных изобретениях украинский умелец рассказал изданию "Тернополь вечерний":

    - Ярослав Николаевич, в чем основа вашей любви к электронике и вообще к технике. Вы специалист в этом деле или просто любитель?

    - Это дело моей жизни. В свое время закончил общетехнический факультет Тернопольского пединститута. Долгое время работал на одном из крупнейших промышленных гигантов нашего края - ВО "Ватра". Последние 16 лет перед выходом на пенсию с этого предприятия продолжал трудовую деятельность в межшкольном учебно-производственном комбинате. Там преподавал детям теорию и практику по электротехнике. Сейчас уже и такого учебно-производственного учреждения нет, а тогда оно играл важную роль в профориентации учащихся. Выйдя на пенсию, занимаюсь любимым делом.

    - Вы не только в Тернополе, но и на всю Украину известны своей мини-электростанцией. А до этого мастерили интересные вещи?

    - До создания этой установки я придумал много разных приборов, которые были полезными в быту. В свое время занимался аквариумами, электрооборудованием для них, сделал автоматически раздвижные шторы и различные приспособления в собственном доме.

    - А как вам пришла идея создать домашнюю мини-электростанцию. Это было потребностью в энергосбережении или предметом рационализаторской мысли?

    - В свое время один приятель подарил мне генератор от передвижной киноустановки. Десять лет назад, когда я достраивал свой дом на улице Ломоносова, задумал использовать этот механизм с пользой. Для этого соорудил прочную плоскую крышу, на которой впоследствии установил почти полутонную конструкцию - большой ветряк на трехметровой мачте, оснащенный 8 лопастями с размахом крыльев 2 м 80 см.

    Читайте также: Ветрогенератор для дома: особенности, которые нужно обязательно знать владельцу частной электростанции

    - Сначала ветряк крутился в горизонтальном положении. Что заставило вас кардинально перестроить ветровую электроустановку?

    Действительно, сначала так и было. Я хотел, чтобы электроустановка работала независимо от направления ветра. В таком положении, откуда бы ни дул ветер, лопасти все равно крутятся, но меня не устраивало небольшое количество оборотов и слабая мощность. А чтобы переоборудовать с горизонтального на вертикальное положение, надо было полностью переделать всю конструкцию. Но, как сделать, чтобы установка одновременно поворачивалась к ветру и крутилась? Для этого я приспособил задний мост от «Жигулей». Заглушив одну из полуосей, установил на ее место хвост. А вторую полуось применил для ветряка. Поэтому вертикальная ось идет к тонвалу, который начинает крутить, а передача идет к генератору.

    Ваша ветровая электроустановка отличается от тех, что есть в серийном производстве в западных странах?

    - Для ветровых установок необходим тихоходный генератор, который имеет небольшое количество оборотов, а у меня он - от кинопередвижки. Если его использовать для освещения, то необходимы аккумуляторы и преобразователи энергии. Для этого надо было затратить немалые средства. Я пошел другим путем. Использовал то, что генератор в зависимости от силы ветра производит электрический ток определенного напряжения. Поставил тэны в обогревательный котел, параллельно использую для отопления дома природный газ и энергию с электроустановки. Если генератор работает, тэны соответственно производят напряжение, температура воды поднимается, и подача газа автоматически выключается. Я только устанавливаю необходимую температуру. Когда пользовался исключительно газом для отопления своего дома, то при сильных морозах использовал почти по 400 кубометров голубого топлива в месяц, а теперь использование газа уменьшилось наполовину. Для семейного бюджета это существенная экономия.

    Ярослав Николаевич, то есть вы уже десять лет размышляете над проблемой энергосбережения для отопительных устройств?

    - Тогда эта тема не была столь актуальной, но уже намечалось подорожание энергоносителей. И надо было думать, как решить эту проблему в отдельно взятом доме. И выгода от мини-электростанции очевидна. За рубежом, особенно в прибрежных зонах Франции, Нидерландов, Германии, Испании, Португалии - довольно много ветряных мельниц. Поставят их 50 или 100 и работают они как единая энергосистема. Почему наша промышленность не выпускает такие генераторы? Их можно эффективно использовать на дачных участках, в частных домах в городе или в деревне, на различных туристических объектах.

    - Сделав уникальную ветровую электроустановку, вы не остановились в поисках рационализаторских идей. Недавно вы смастерили фонтан в виде Эйфелевой башни. Расскажите, пожалуйста, о своем очередном творении?

    - Я не могу сидеть без дела. В прошлом году идею создать небольшой фонтан у дома мне подкинула дочь, но потом сама же отказалась от замысла. Мол, для функционирования фонтана необходимо задействовать водопровод, а это большие финансовые затраты. Я решил эту проблему другим способом. Заливаю два ведра воды, которая циркулирует в системе. Когда она частично испаряется, доливаю необходимое количество воды.

    - Какой принцип у этой циркуляции?

    - Я сделал диафрагменный насос, который под давлением качает воду, забирая ее из бачка и подавая наружу. Подачу через редуктор осуществляет низкоэнергозатратный электрический моторчик. Вода снова стекает в бачок и дальше идет по кругу. Эта конструкция хоть и уже работает более месяца, еще не завершена.

    - Что-то планируете в ней доработать?

    - Сейчас под водяным напором движется мяч. Хочу, чтобы там крутилось колесо или двигалась какая-то фигурка. Планирую также облагородить это место насаждениями и декоративной травой. Люди, которые проходят мимо моего дома, заглядываются на фонтан. А я хочу, чтобы он радовал их глаз.

    - Ярослав Николаевич, ваши родные утверждают, что у вас ненужных вещей не бывает?

    - Дочка часто упрекает, зачем мне столько барахла? А я считаю, что рано или поздно из него что-то сделаю полезное. Многие вещи люди просто выбрасывают, не зная, что их еще можно с пользой применить. У меня была незадействованная ванна, которую, наполнив водой, установил на крыше. Подсоединил к водоснабжению и в теплое время есть бесплатный душ. Видеоголовка от старой камеры и различные электронные устройства применил в системе видеонаблюдения за собственным подворьем. Старое электронное оборудование использую как для создания различного напряжения и пайки, так и управления антеннами для телевидения. Каждую вещь можно где-то приспособить и она принесет пользу.

    Читайте также: 80-летний украинский инженер сконструировал ветряк по собственному проекту

    А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

    Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

    Постройте эту ветряную турбину с открытым исходным кодом DIY за 30

    долларов

    Начало работы с проектами в области ветроэнергетики для дома может обойтись вам в копеечку, если вы купите готовый продукт, но если вы немного удобны и не возражаете искать материалы и проявлять творческий подход в гараже или на заднем дворе, вы можете попробовать ваши руки в создании одной из этих ветряных турбин своими руками примерно за 30 долларов материалов. В конце концов, это неделя #iheartrenewables!

    Материалы, необходимые для создания собственной ветряной турбины

    Ранее мы уже рассказывали о планах Дэниела Коннелла по созданию концентрированных солнечных коллекторов с открытым исходным кодом, но теперь он вернулся с еще одним замечательным проектом в области возобновляемой энергии своими руками - ветряной турбиной с вертикальной осью, основанной на конструкции подъемника и сопротивления Lenz2.Дизайн Коннелла предусматривает использование алюминиевых пластин для литографической офсетной печати, чтобы ловить ветер, которые, по его словам, можно дешево (или даже бесплатно) получить в компании офсетной печати, а также разнообразное оборудование и велосипедное колесо.

    «В турбине используется механически эффективная конструкция Lenz2 с подъемником и сопротивлением ~ 40%. Она полностью сделана из подручных материалов, за исключением болтов и заклепок, и должна стоить около 15-30 долларов за трехлопастную версию, которую может производить одна человек за шесть часов без особых усилий. "- SolarFlower

    Помимо основных инструментов, включая ручную дрель, вам нужно будет купить или одолжить заклепочник и различное оборудование (болты, гайки и шайбы), чтобы построить это устройство. Согласно заметкам Коннелла, эта ветряная турбина, сделанная своими руками, которая может быть построена в трех- или шестилопастной версии, успешно выдержала устойчивый ветер со скоростью 80 км / ч (три лопасти) и до 105 км / ч для шестилопастной версии .

    Вывод и приложения

    Вот небольшой видеоролик о ветряной турбине с вертикальной осью, которую бросает вызов сильному ветру:

    Чтобы получить энергию от этой ветряной турбины, необходимо добавить к ротору генератор переменного тока, а также способ хранения электроэнергии, но его также можно использовать просто для механического вращения, например, для перекачивания воды или вращения. маховик для других приложений.

    Хотя существует ряд переменных, которые могут повлиять на мощность этой ветряной турбины, сделанной своими руками, включая эффективность используемого генератора (и, очевидно, скорость ветра в месте его расположения), по словам Коннелла, при использовании автомобильного генератора с КПД 50% (самый простой и дешевый вариант) должен производить 158 Вт электроэнергии при скорости ветра 50 км / ч и 649 Вт при скорости 80 км / ч с этой конструкцией.

    [ Обновление : в разговоре по электронной почте с Коннеллом он заявил, что «шестилопастная версия с эффективным генератором переменного тока должна производить не менее 135 Вт электроэнергии при скорости ветра 30 км / ч, и 1.05 киловатт при 60 км / ч. "]

    Эта самодельная ветряная турбина не обязательно будет питать ваш дом (хотя ряд из них потенциально может быть использован для выработки достаточного количества электроэнергии для зарядки аккумуляторной батареи для скромного домашнего использования), это может быть отличный практический школьный проект или домашнее обучение об энергии ветра.

    [H / T to Sustainablog]

    Самодельные ветряные мельницы для электричества | Sciencing

    Альтернативная энергия - постоянная проблема, и для некоторых людей поиск способов использования альтернативных источников электроэнергии становится важной задачей.Кто-то потратит деньги на дорогие солнечные батареи, но тем, у кого больше изобретательности, может быть интересно построить собственную ветряную мельницу. На самом деле это намного проще, чем вы думаете.

    Получить мотор

    Любой маленький мотор можно превратить в ветряк. Лучше всего работают небольшие электродвигатели, которые имеют легкий вес. Электродвигатели вентиляторов отлично подходят для экспериментальных ветряных мельниц. Промышленные двигатели вентиляторов также работают хорошо, и к ним даже прикреплены красивые лопасти из листового металла, но они также очень тяжелые и их трудно поворачивать на ветру.Многие люди используют автомобильные генераторы для создания ветряных мельниц, способных производить больше энергии.

    Тем, кто впервые строит самодельную ветряную мельницу, проще всего работать с двигателем беговой дорожки. Эти двигатели имеют свободно движущийся маховик, установленный спереди, что является идеальной платформой для крепления лопастей.

    Конструируйте лопасти

    Лопасти ветряной мельницы являются важным элементом. Они должны быть достаточно широкими и длинными, чтобы ловить ветер, а также иметь надлежащую кривизну, чтобы превратить их в ветровой парус. К счастью, есть очень простой метод изготовления самодельных лопастей ветряных мельниц, которые не уступают по качеству любым профессионально сконструированным.

    Приобретите кусок 8-дюймовой трубы из ПВХ длиной примерно 2 фута. Эта труба будет иметь идеальную кривизну для лопастей ветряной мельницы. Возможно, вам придется специально заказать трубу в строительном магазине. Разрежьте трубу на полосы, длина которых начинается с 5 дюймов и сужается до 2 дюймов в месте их соединения с двигателем. Скругление краев ленточной шлифовальной машины поможет направить больше ветра на лезвия.

    Крепление узла

    Используйте кусок «алюминиевого канала» размером от 36 до 48 дюймов в качестве рамы для ветряной мельницы. Закрепите двигатель (с прикрепленными лопастями) к дальнему концу рамы. К противоположному концу прикрепите ветряк. Ветровой хвост - это, по сути, большой плоский плавник, который будет вращать мельницу, если ветер дует сбоку. Квадратный кусок листового металла отлично подходит для этой цели.

    Купите стальную трубу длиной 1,5 дюйма, которая будет служить опорой для ветряной мельницы.Присоедините «штуцер» к верхней части столба, а затем прикрепите ветряную мельницу к этому штуцеру. Штуцер для труб позволит ветряной мельнице свободно вращаться по направлению ветра.

    Подключение ветряной мельницы к электричеству

    Электроэнергия, подаваемая ветряными мельницами, непостоянна, поэтому вместо того, чтобы подключать устройство непосредственно к ветряной мельнице, ветряная мельница используется для зарядки банка батарей. Ветряная мельница такого размера способна заряжать 12-вольтовый аккумулятор. Можно использовать автомобильный аккумулятор или два 6-вольтовых аккумулятора для гольф-каров.

    Подсоедините подводящие провода от двигателя к выпрямителю, затем подсоедините провода аналогичного размера от выпрямителя к батарее. Выпрямитель поддерживает односторонний ток от ветряной мельницы к батареям, так что ваш сок не будет потрачен зря на вращение ветряной мельницы. Следует использовать дополнительный провод для заземления мельницы в качестве меры предосторожности от ударов молнии.

    Создайте свою миниатюрную ветряную турбину

    Энергия ветра - один из самых быстрорастущих источников энергии в мире.Благодаря этому быстрому проекту Майкла Аркуина из KidWind Project молодые инженеры могут построить работающую турбину всего за пару часов.

    1 Создайте свою миниатюрную ветряную турбину

    Возобновляемая энергия - это ветер под лопастями наших турбин. За последние несколько лет ветроэнергетика была одним из самых быстрорастущих источников энергии в мире. Узнайте, как уловить порывистую силу воздушного потока с помощью этой прочной конструкции турбины из ПВХ, созданной Майклом Аркином, основателем проекта KidWind.Этот исследовательский проект учит инженерии и моделированию и, чтобы сделать его подходящим для возраста и навыков, может быть увеличен или уменьшен по сложности для получения большего или меньшего количества электроэнергии, а также для демонстрации таких концепций, как преобразование энергии и эффективность лезвий. Будьте готовы быть потрясенными.

    Материалы

    • Пять диаметром 1 дюйм. Фитинги из ПВХ под углом 90 градусов
    • Три штуцера диам. Тройники из ПВХ
    • Один диаметром 1 дюйм. Муфта из ПВХ
    • Шесть диаметром 1 дюйм. Трубы из ПВХ длиной 6 дюймов
    • Одна диаметром 1 дюйм.Труба из ПВХ длиной 24 дюйма
    • Одна диаметром 1 дюйм. Труба из ПВХ длиной 2 дюйма

    • Два зажима типа «крокодил»
    • Доска для плакатов для лопастей
    • Вентилятор 20-дюймовой коробки или другой источник ветра
    • Изолента
    • Горячий клей / клеевой пистолет
    • Кусачки
    • Сверло

    Специальные детали (Доступны в магазине. kidwind.org)

    • Комплект основных деталей конструкции турбины KidWind
    (включает двигатель постоянного тока с проводами, обжимную втулку с 12 отверстиями и 25 дюбелей)
    • Мультиметр
    • Светодиодная лампа 5 мм
    • Звуковая и световая плата

    2 Постройте ротор и гондолу

    1. Вставьте 2-дюймовый кусок ПВХ-трубы в 90-градусный фитинг.
    2. Наденьте муфту из ПВХ на 2-дюймовую трубу, образуя цельную деталь, называемую гондолой.
    3. Оберните кусок изоленты шириной 1/2 дюйма и длиной 18 дюймов по периметру двигателя. Это поможет ему надежно войти в соединитель.
    4. Проденьте провода, прикрепленные к двигателю постоянного тока, в отверстие муфты через 90-градусный фитинг из ПВХ.
    5. Двигатель должен плотно прилегать к муфте, но не вдавливаться до упора.
    6. Затем прикрепите обжимную ступицу к двигателю, прижав ее к приводному валу.
    7. Убедитесь, что поверхность двигателя находится на одном уровне с краем трубы.

    3 Постройте базу

    1. Используя четыре 90-градусных фитинга из ПВХ, два тройника из ПВХ и четыре 6-дюймовых трубных секций из ПВХ, сконструируйте две стороны основания турбины.
    2. Вставьте 6-дюймовую трубу в один конец 90-градусного фитинга. На противоположном конце 6-дюймовой трубы установите тройник из ПВХ, затем еще 6-дюймовую трубу и 90-градусный фитинг. Повторите, чтобы сделать вторую ножку основы.

    3. Просверлите небольшое отверстие в нижней части последнего тройника из ПВХ.
    4. Соедините ножки основания, вставив две оставшиеся 6-дюймовые трубы из ПВХ в тройник из ПВХ на каждой ножке. Соедините ножки основания через просверленную тройник из ПВХ.

    4 Прикрепите башню к базе

    1. Пропустите провода двигателя по 24-дюймовой трубе из ПВХ; этот длинный участок - башня.
    2. Присоедините гондолу к верхней части башни; постучите по нему, чтобы он надежно встал.
    3. Проденьте провода через центральный тройник из ПВХ и выведите их из просверленного отверстия в основании башни.
    4. Закрепите башню на тройнике.
    5. Прикрепите зажимы типа «крокодил» к оголенным проводам.

    5 Сделать лезвия

    1. Изготовьте лезвия из материала диаметром от 6 до 10 дюймов. Мы использовали плакатный картон, но вы можете использовать любой жесткий и легкий материал, например, прочную бумажную тарелку или листы бальзы. (Примечание: напряжение, которое вырабатывает ваша турбина, зависит от крутящего момента и числа оборотов лопастей. Мы обнаружили, что конфигурация из двух или четырех лопастей генерирует много энергии, но не стесняйтесь экспериментировать!)
    2. Закрепите лопасти на дюбели скотчем или горячим клеем.
    3. Вставьте дюбели в отверстия обжимной ступицы.После установки затяните ступицу.

    6 Заставьте генератор работать

    1. Установите турбину перед коробчатым вентилятором так, чтобы ветер вращал лопасти; это будет производить электричество.
    2. Используйте зажимы типа «крокодил» для подключения к мультиметру для измерения напряжения. (Вам понадобится примерно 2 вольта.)
    3. Когда ваши лезвия вырабатывают энергию, вы можете подключить провода светодиодной лампы
    или звуковой и световой платы с помощью зажимов типа «крокодил».

    Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

    Wind Turbine DIY - How to build your own Home Wind Generator

    Сегодня ветряная энергия считается одним из наиболее эффективных и экологически безопасных способов производства энергии, которая требуется практически для всего, от промышленного производства до нашего собственного человеческое потребление, которое мы все еще принимаем как должное в течение нашей повседневной жизни. Это также один из самых дешевых способов выработки электроэнергии. Но массовое внедрение ветряных турбин все еще находится в зачаточном состоянии, и правительства многих стран не спешат реагировать на этот жизненно важный фактор, способствующий экономии за счет масштаба, несмотря на активное движение к этой чистой, зеленой форме производства энергии. Так что велики шансы, что ваш район или город еще не используют энергию ветра. Твой дом тоже.

    Ветряные генераторы относительно легко и просто изготовить, и они могут сэкономить вам много денег на счетах за электричество, если вы сможете построить свои собственные.И это то, что эта статья попытается сделать - помочь вам построить свой собственный ветрогенератор путем сбора и сборки относительно распространенных и дешевых компонентов.

    Вы можете обеспечить электроэнергией свой дом прямо на собственном заднем дворе

    В настоящее время вы обременены растущими и высокими расходами на электроэнергию и газ, как неустойчивых источников энергии, так и вредных выбросов углекислого газа в атмосферу Земли. Атмосфера. Но знаете ли вы, что наличие собственного ветряного генератора сэкономит вам тысячи долларов, если не больше, в течение всей вашей жизни? Чтобы подчеркнуть это, вот три преимущества наличия собственного самодельного генератора.

    • Стоимость - Мы уже упоминали вероятность значительной экономии. Давайте подробнее остановимся на этом. Большинство городских районов по всему миру еще не подключены к этому устойчивому источнику производства электроэнергии через национальную сеть, и это может быть еще через несколько лет. Однако ваш ветрогенератор на вашем заднем дворе также не подключен ни к стране, ни к месту, поэтому вы не платите по счетам.
    • Экологическая устойчивость - Ветряная мельница остается одним из самых экологически устойчивых энергетических устройств.Его единственным источником энергии остается ветер, и ничего больше.
    • Чистота и эстетика - Небольшой генератор, как и большие турбины, остается чистым источником производства энергии. А поскольку ваш генератор по сути мал, его можно незаметно разместить в саду, накрыть, когда он не используется, и не будет создавать большого шума при использовании.

    Компоненты ветряной турбины

    Зайдите на любой веб-сайт во вселенной, и вы обнаружите, что есть много способов делать что-то или создавать их.Но универсальный принцип, если хотите, всегда остается неизменным. Здесь мы перечисляем основные компоненты, которые необходимы для создания собственной небольшой ветряной турбины или генератора для вашего двора и дома.

    • Инструменты
    • Строим корпус
    • Важнейшие лопасти
    • Двигатель
    • Центральная ступица
    • Хвост
    • Башня
    • Диод и батареи

    Какие процессы влекут за собой

    Все это зависит от вас, сколько электроэнергии вы собираетесь производить.Но для практических целей обслуживания новичков эти процессы позволяют начать генерировать минимум, но на удивление большую мощность, чем вы могли представить. Кроме того, вы сосредоточены на производстве зеленой энергии, поэтому не будет слишком большого внимания или интенсивного использования традиционных розеток. Начнем с первого шага.

    Семь шагов, которым нужно следовать

    1. Инструменты - При создании вашего ветрогенератора вы собираетесь начать с таких инструментов, как инструменты для зачистки проводов и паяльники.Для самого генератора вы также будете использовать перерабатываемые предметы, такие как двухлитровые пластиковые бутылки из-под газировки, их крышки, легкие, но тонкие полоски металла, эпоксидной смолы и клея. Вам также понадобятся традиционные инструменты, такие как пила, гаечные ключи и электродрель. Самый важный инструмент - это план строительства.

    2. Строительство ветрозащитной площадки - Теперь давайте поговорим о строительных процессах, которым мы будем следовать. Зона улавливания ветра - это, по сути, компонент, который будет улавливать ветер.Для этого компонента необходимо отпилить верхушки пластиковых бутылок (ниже горлышка). Как только вы это сделаете, можете переходить к следующему шагу.

    3. Создание парных соединений - В качестве дополнения к созданию зоны защиты от ветра вы можете начать с использования эпоксидной смолы для соединения крышек бутылок вместе, фиксируя их вплотную друг к другу, пока не получите четыре соединительных компонента.

    4. Создание «вентилятора» - Он не будет использоваться в качестве вентилятора, но механически он будет работать аналогичным образом. Вы будете вырезать X из металлических полос.Он должен быть не менее фута в длину и не менее одного дюйма в ширину. После того, как вы вырезали свой вентилятор, вы можете закрепить свои куплеты эпоксидной смолой на новом вентиляторе. Прежде чем переходить к следующему этапу, дайте эпоксидной смоле затвердеть.

    5. Подсоединение ветрозащиты к вентилятору - Это очень просто; при условии, что вы спроектировали и построили свои куплеты точно в соответствии со спецификациями (по вашему собственному плану или где-то еще), все, что вам нужно сделать здесь, это вкрутить крышки бутылок в куплеты.

    6. Сложное дело с генератором - После того, как вы собрали вентилятор, вам все равно нужно добавить генератор. Здесь диоды и батарея служат своей цели. Опять же, используйте эпоксидную смолу для закрепления обоих компонентов (генератора и вентилятора). Края, если есть, можно закрепить клеем.

    7. Ветрогенератору еще нужно где-то стоять. - Для этого можно построить подставку. Это также зависит от того, какой тип двигателя (генератора) вы спроектировали и построили. В конечном итоге подставка будет небольшой, и прямоугольный кусок дерева можно будет обрезать и строгать, чтобы создать основу.Когда вы построите подставку, надежно прикрепите к подставке генератор и вентилятор. Здесь упор делается на закрепление устройства, чтобы оно оставалось устойчивым в случае сильного ветра, который обычно может опрокинуть это световое устройство. Вы можете использовать механизмы взвешивания, чтобы генератор работал быстро.

    Знаете ли вы, что здесь можно использовать даже солнечную энергию?

    Вместо батарей и диодов для питания генератора вы могли бы использовать двигатели на солнечной энергии, добавив еще один приятный штрих к вашей миссии - сделать ваш дом максимально экологически устойчивым. Это также будет зависеть от того, сколько энергии вы собираетесь генерировать для своего дома. В ближайшем будущем все еще возможно сделать ваш дом полностью независимым от вашей национальной электросети, будь то энергия ветра или солнца, или и то, и другое (в идеале, у вас будет и то, и другое). На данный момент вы можете рассматривать это упражнение как ценную практику.

    Преимущества собственного ветрогенератора

    В начале этой статьи мы уже упоминали три ключевых преимущества. Однако то, как эта небольшая ветряная турбина принесет вам пользу в долгосрочной перспективе, полностью зависит от вас и ваших непосредственных потребностей и целей.На внутреннем уровне и в завершение этого вводного руководства по созданию небольшого ветряного генератора вот несколько идей, над которыми вы можете подумать.

    • Портативное использование - На этом этапе ваша небольшая турбина может не иметь мощности для обеспечения энергией всего вашего дома без использования других традиционных и неустойчивых источников энергии. А пока, будучи легким портативным устройством, вы можете варьировать потребление энергии и размещать генератор поблизости от того места, где он нужен.
    • Гейзер с горячей водой - Домашний гейзер с горячей водой остается основным и самым дорогим потребителем электроэнергии в вашем доме.Расставив приоритеты в расходах, вы можете подключить генератор к гейзеру.
    • Обеспечение водоснабжения - В прошлом ветряные мельницы использовались для перекачивания воды. Нет причин, по которым вы тоже не можете этого сделать. Ветряная турбина может использоваться для кормления всего вашего сада, особенно вашего органического огорода.
    • Области фокусировки - Воспользуйтесь преимуществами портативности устройства, а также используйте его в качестве измерительного прибора, чтобы увидеть, какая область вашего дома (кроме гейзера) потребляет больше всего энергии.

    Мы надеемся, что это руководство вдохновило вас на поиск новых инновационных способов снабжения вашего дома электроэнергией без помощи неустойчивой электросети. Он также показал вам, что вы можете многое сделать с переработанными предметами, вместо того, чтобы выбрасывать их в мусорное ведро.

    Ссылки:

    DoitYourself

    Изображение предоставлено: Мартин Абегглен, Ларри Смит

    Наизусть истинный защитник окружающей среды ❤️.Основанная компания Conserve Energy Future с единственным девизом - предоставлять полезную информацию о нашей быстро разрушающейся окружающей среде. Если вы твердо не верите в идею Илона Маска сделать Марс еще одной обитаемой планетой, помните, что на самом деле во всей этой вселенной нет «Планеты Б».

    Home Energy Magazine - Блог :: Самодельная ветряная турбина за 5 простых шагов

    Узнайте, как построить ветряную турбину на заднем дворе за 5 простых шагов.

    Итак, вы хотите построить ветряк на заднем дворе и ежегодно экономить сотни? Что ж, вы пришли в нужное место.В этом посте вы узнаете, как построить ветряк на заднем дворе с нуля. Промышленные ветряные турбины аналогичного размера обойдутся вам в пару сотен долларов, но, приложив немного усилий, вы можете сэкономить такие деньги, и, поскольку вы построили их самостоятельно, вы поймете внутреннюю работу ветряной турбины в процессе. Посетите нашу страницу Методы использования возобновляемых источников энергии , чтобы загрузить версию этого сообщения в электронном виде. Плюс загружает больше бесплатных ресурсов на сайт!

    Этот пост сократит проект до пяти систем.Если атаковать по одному, проект не покажется слишком сложным. В этом руководстве описано, как вы можете собрать и собрать лопасти, генератор, концентратор и башню, контроллер заряда и системы аккумуляторных батарей. Объясняется техническая подготовка каждой системы, а затем объясняется, как вы можете создать свою собственную.

    1. Лезвия

    Что вы в первую очередь замечаете, когда смотрите на ветряную турбину? Лезвия, правда? Что ж, именно с этого мы и начнем. Мы должны рассмотреть ряд различных ориентаций ветряных турбин, поэтому давайте обсудим их, прежде чем сузить круг вопросов до того, какой дизайн лучше всего подходит для того, что вам нужно.

    Сначала поговорим об оси. Существует два типа конструкций ветровых турбин: ветряная турбина с горизонтальной осью (HAWT) и ветряная турбина с вертикальной осью (VAWT). Ветряная турбина с горизонтальной осью означает, что главная ось турбины удерживается в воздухе параллельно земле, а лопасти вращаются перпендикулярно земле, как показано на рисунке ниже. Этот 3-лопастной вентиляторный дизайн, который мы все знаем и любим, доминирует в отрасли ветряных турбин и его можно увидеть во всем мире на ветряных электростанциях.Многие эксперты считают, что это лучший выбор конструкции, так как он может производить больше электроэнергии при заданном количестве ветра.

    Это очень много значит для крупномасштабных операций, где постоянное производство энергии имеет решающее значение, поэтому легко понять, почему они доминируют в отрасли ветроэнергетики. Однако в небольших приложениях, таких как ветряные турбины на заднем дворе, ветряная турбина с вертикальной осью может оказаться более эффективной.

    Дизайн VAWT может быть хорошим вариантом для небольшого проекта. У него есть несколько преимуществ по сравнению с более распространенной конструкцией: это более прочный вариант в условиях турбулентного ветра, он может генерировать энергию от ветра с радиусом охвата 360 градусов, а не в любом направлении, в котором смотрит турбина, это заставляет многих экспертов считают, что VAWT в целом является более эффективной конструкцией, поскольку он может генерировать больше электроэнергии в условиях переменного ветра, когда ветер дует не постоянно.

    Эту конструкцию крыла можно легко создать из листа твердой древесины или легкой стали, если у вас есть доступ в мастерскую и подходящие режущие инструменты. Однако для тех из нас, кто не знает простого трюка, является использование трубы из ПВХ. Это труба, которая обычно используется для подземных водопроводов и канализации. Вы можете легко пойти в местный хозяйственный магазин и купить несколько метровых отрезков труб этого типа, и если вам повезет, они не будут платить вам за это время, так что это будет бесплатно! Теперь все, что вам нужно сделать, это разрезать трубу пополам, а затем на четыре части с помощью ручной пилы, и у вас есть идеальные легкие, прочные и долговечные лезвия с аэродинамическим профилем.

    2. Генератор

    Генератор - одна из самых важных частей ветряной турбины. Это компонент, который преобразует ветер в полезное электричество. Итак, как это работает? Разберем его на несколько простых компонентов. Итак, для запуска генератор состоит из нескольких витков медной проволоки, вращающихся вокруг сильного магнита. Магнитное поле, создаваемое магнитами, заставляет электроны в медной проволоке двигаться, а затем начинает течь. Следовательно, у нас есть электрический ток в проводах, и в основном это электричество, поток электронов через проводник (здесь это медный провод).Как вращать медные катушки? Ну вот тут и появляется ветер.

    Теперь вы можете создать свой собственный простой генератор или купить его на одном из многочисленных интернет-сайтов, продающих их по дешевке (eBay, Amazon, Alibaba). Чтобы построить свой собственный, вам понадобится пара отрезков медной проволоки, которую вы можете купить в местном хозяйственном магазине, и несколько сильных магнитов. Установите магниты на цилиндрическую трубку. Это может быть простая пластиковая бутылка, но из соображений прочности и долговечности лучше подумать о стальной или деревянной посуде.Медная проволока должна быть намотана на стержень или диск с валом на конце, на котором может быть установлена ​​ступица лопатки турбины. Убедитесь, что ваша конструкция включает способ крепления ступицы лопастей турбин к валу катушек проводов, чтобы он мог вращаться ветром.

    И это довольно много, если вы только что создали электрогенератор. После того, как катушки с проволокой и магниты будут установлены в выбранной вами ориентации, простой поворот смонтированных проводов будет генерировать для вас чистую возобновляемую энергию.Выходное напряжение вашей конструкции можно измерить с помощью мультиметра, чтобы убедиться, что она работает правильно.

    Если вы решите купить его в Интернете, вам следует знать несколько вещей. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами работают как генераторы, однако они не были предназначены для работы в качестве генераторов, поэтому они не очень хороши в качестве генераторов. При использовании двигателя в качестве генератора он должен вращаться намного быстрее, чем их номинальная скорость, чтобы обеспечить напряжение, близкое к их номинальному. Это максимальное напряжение, которое может выдавать генератор.Вы хотите, чтобы ваша турбина работала в пределах этого значения или около него, чтобы она работала эффективно. Вам нужен двигатель, который рассчитан на высокое постоянное напряжение, низкие обороты в минуту (об / мин) и большой ток. Старайтесь держаться подальше от двигателей низкого напряжения и высоких оборотов. Вам нужен двигатель, который будет выдавать более 12 Вольт на низких оборотах и ​​полезный уровень тока, чтобы он мог легко питать батарею 24 Вольт. Можно ожидать, что двигатель, рассчитанный на 300 об / мин при 30 В при использовании в качестве генератора, будет вырабатывать 12 В или выше при некоторых достаточно низких оборотах.С другой стороны, двигатель, рассчитанный на пару тысяч оборотов в минуту и ​​выходящий на 24 В, не будет производить 12 В в качестве генератора, пока он не будет вращать многие тысячи оборотов в минуту, что слишком быстро для ветряной турбины и может вызвать повреждение. это, его окружение или даже вы. Итак, попробуйте купить моторы, используя информацию выше.

    3. Узел и башня

    Ступица требуется только для ветряной турбины с вертикальной осью. Если вы выберете ветряную турбину с горизонтальной осью, то достаточно просто установить лопасти на ступицу генератора.Ступица (или основная подставка) вашей ветряной турбины будет самой простой частью сборки. Хотя это не значит, что это не важный компонент. Вы захотите сделать это правильно ради структурной целостности вашей ветряной турбины. Он может быть таким же простым, как деревянная доска, но вы должны убедиться, что это древесина твердых пород, обработанная надлежащим образом, чтобы она могла выжить на открытом воздухе при ветре и дожде в течение нескольких лет. Ваш концентратор должен содержать 3 основных компонента; генератор (к которому на этом этапе должны быть прикреплены лопасти), хвостовой стабилизатор и противовес.Удерживать генератор очевидно, но что делают хвостовой стабилизатор и противовес? Ребро, установленное на конце ступицы, противоположном генератору, гарантирует, что турбина всегда направляет лопасти по направлению ветра. Противовес не даст вашим лопастям опрокинуть турбину и гарантирует, что ступица турбины останется в вертикальном положении. В идеале рассчитанный вес должен быть установлен под ребром, но его также можно установить с любой стороны от ребра, что может быть проще.

    Корпус ступицы представляет собой простой деревянный блок с тонким листом фанеры, прикрепленным к ступице в качестве ребра.Противовес представляет собой пластиковую бутылку, наполненную песком и прикрепленную стяжками к основному блоку ступицы. Это не идеальная конструкция, но она проста, экономична и удобна в установке, поэтому ее стоит рассмотреть. Вы можете легко улучшить эту конструкцию, купив несколько свинцовых противовесов и прикрепив их к пузырю. Или создайте ступицу из стали и, если у вас есть доступ к одному, приварите тяжелую сталь к задней части. Опять же, окончательный дизайн вашей ветряной турбины зависит от вас, и то, что показано здесь, является лишь схемой.

    Теперь вашу турбину нужно поднять в воздух над деревьями или зданиями, которые могут блокировать ее от прямого ветра. Для этого вам понадобится башня, чтобы поднять турбину в воздух и эффективно использовать энергию ветра. Ваш горожанин должен находиться на высоте около 9 футов или около 3 метров, чтобы очистить большинство небольших зданий и окружающих деревьев. Еще один совет - выставить турбину на открытом воздухе подальше от деревьев и зданий, чтобы полностью избежать этой проблемы. Башня должна быть сделана из стали, потому что, если этот компонент выйдет из строя, это может привести к повреждению турбины или окружающей среды, поэтому вы должны избегать этого.Вы можете построить таунер из стального прутка или трубы, которые легко найти в вашем местном хозяйственном магазине, и вам следует снова попробовать бесплатный обрезанный наконечник, чтобы снизить стоимость вашей турбины. В противном случае вы можете дешево купить в магазине пару отрезков с несколькими сварными соединениями, так что вы сможете сделать стержни достаточно длинными для башни. Опять же, если у вас нет доступа к сварщику, нескольких просверленных отверстий и нескольких болтов будет достаточно, чтобы соединить стержни друг с другом на нужную длину. Еще один совет, как поднять башню на желаемую высоту без сварки или болтов, - это подобрать стальной стержень некоторой длины с кнопочными вставками.Вы знаете те, в которых стержень узкий на одном конце и более широкий на другом, поэтому их можно легко вставить друг в друга и задействовать с помощью кнопки. Их можно легко собрать и создать отличную башню для башни ветряной турбины.

    Наконец, ваш хаб должен быть прикреплен к башне, и башня должна быть установлена. Ступица должна поворачиваться, чтобы плавник мог направлять лопасти в направлении ветра, как описано выше. Для достижения этой конструкции вы можете просто прикрепить болт, диаметр которого меньше диаметра стержня, чтобы он мог скользить прямо, как показано на рисунке 7.Убедитесь, что длина болта составляет около фута или 0,3 метра для прочной конструкции. Втулка теперь должна свободно поворачиваться на вершине башни. Чтобы ступица могла свободно вращаться при изменении направления ветра, необходимо добавить немного масла в болт, чтобы энергия ветра не терялась на трение. Чтобы вышка держалась в вертикальном положении, к нижней штанге прикрепили широкое основание. Вы можете снова использовать болтовой метод или приварить его к металлической пластине. Затем просто прикрепите башню к земле с помощью проволоки или веревки и привяжите их к земле, и ваша ступица и башня должны быть в хорошем состоянии и достаточно прочными, чтобы выдержать самые сильные штормы.

    4. Контроллер заряда

    Собираете ли вы собственное или покупаете, вам понадобится какой-то контроллер для вашей ветряной турбины. Общий принцип, лежащий в основе контроллера, заключается в том, что он контролирует напряжение вашей аккумуляторной системы и либо отправляет мощность от турбины в батареи для их подзарядки, либо сбрасывает мощность от турбины на вторичную нагрузку, если батареи полностью заряжены. Это предотвращает чрезмерную зарядку и разрушение батарей.

    Теперь, когда у вас построено большинство механических частей, вы можете взглянуть на электрические компоненты своей ветряной турбины. Система ветроэнергетики обычно состоит из следующих подсистем; ветряная турбина, батареи для хранения энергии, производимой турбиной, блокирующий диод для предотвращения потери энергии от батарей или непреднамеренного вращения генератора, фиктивная нагрузка для сброса мощности от турбины, когда батареи полностью заряжены, и контроллер заряда чтобы запустить все.

    На Amazon и eBay доступно множество контроллеров заряда для систем солнечной и ветровой энергии, которые вы можете купить, если хотите избежать хлопот по созданию довольно сложной электрической системы.Но если вам нравится решать сложные задачи, вы считаете себя бережливым и хотите сэкономить несколько долларов, ниже мы кратко рассмотрим, что нужно для создания вашего собственного. Опять же, это общий план, и быстрый поиск в Google обнаружит сотни схем, которым вы можете следовать, чтобы ваш дизайн всегда мог работать по-другому. Вы также можете посетить ряд веб-сайтов, на которых подробно рассказывается о разработке собственного контроллера заряда.

    Контроллер заряда состоит из нескольких компонентов, которые можно установить на кусок фанеры, и вы можете использовать схему на Рисунке 8 в качестве справочной.Вам понадобится радиатор с блокирующими диодами. Это позволяет току течь только в одном направлении, поэтому питание от батарей не запускается для питания генератора. Диоды подключаются к фиктивным нагрузкам, которые рассеивают любое избыточное электричество, чтобы избежать повреждения аккумуляторов из-за перезарядки после их полной зарядки. Эквивалентные нагрузки могут состоять из резисторов высокого напряжения. Вы также можете перенаправить избыточную мощность от турбины на что-нибудь более полезное, например, водонагреватель или второй аккумулятор.Главный предохранитель ветряной турбины, состоящий из автомобильного реле на 40 А, соединяет все вместе, а также передает мощность, вырабатываемую вашей турбиной, либо на батареи, либо на фиктивную нагрузку.

    Ваша ветряная турбина подключена к контроллеру линиями, идущими от генератора, а затем идущими от контроллера к аккумуляторной системе, что мы обсудим позже. Эти линии должны быть изолированы медным проводом, и вы можете использовать старый удлинительный кабель для прокладки провода от положительной и отрицательной клемм генератора к клеммам контроллера заряда.

    Из соображений безопасности сначала подключите аккумулятор, а затем ветряную турбину. Если вы сначала подключите ветряную турбину, резкие колебания напряжения, исходящие от турбины, не будут сглажены нагрузкой на аккумулятор и могут повредить систему. Поэтому всегда сначала подключайтесь к батарее, а затем подключайте ветряную турбину. Кроме того, при разборке системы не забудьте сначала отключить ветряную турбину. Отсоединяйте батареи в последнюю очередь.

    5. Аккумулятор

    Последняя система, которую мы рассмотрим, - это система батарей.Это система, которая будет хранить всю вашу чистую энергию, произведенную ветряной турбиной, и преобразовывать ее в полезную электроэнергию, которую вы можете использовать. Создать систему довольно просто: все, что вам нужно сделать, это установить нужные батареи и подключить их друг к другу, подключить один конец к контроллеру заряда, а на другом - к инвертору мощности, чтобы преобразовать накопленную энергию в полезную электроэнергию. у тебя есть это. Этот раздел поможет вам с более сложной частью, например, какой тип батареи использовать, какое напряжение и емкость использовать и в какой ориентации их расположить.

    Давайте начнем с того, какой тип батареи вам следует использовать. Вы можете рассмотреть различные типы хранения химической энергии: свинцово-кислотные, литий-ионные, водородные и проточные. Вот краткий обзор каждой из различных технологий /

    Литий-ионный

    Литий-ионные батареи

    сегодня являются одними из самых популярных вариантов накопления энергии, которые все чаще используются в мобильных электронных устройствах и электромобилях. Они имеют высокий КПД в оба конца около 99%, плотность энергии в диапазоне 250 Втч / кг и способны выдерживать чуть менее 2000 циклов до замирания.Однако популярность литий-ионных аккумуляторов привела к технологическим достижениям, благодаря которым теперь они превосходят другие типы аккумуляторов по плотности энергии, мощности и эффективности приема-передачи.

    Однако литий-ионные батареи

    являются одними из самых дорогих типов батарей, поскольку они почти в шесть раз дороже свинцовых, поэтому, если вы выберете этот вариант, ваши инвестиционные затраты будут большими. Более высокие затраты связаны с используемыми материалами, производственным процессом и вспомогательными системами, необходимыми для их работы.Есть также опасения по поводу утилизации использованных литиевых батарей, которые могут привести к выделению токсичных материалов, поэтому, если вы пытаетесь быть экологически сознательными в своем проекте, это нужно учитывать.

    Свинцово-кислотный

    Свинцово-кислотная батарея - самый старый, дешевый и наиболее зрелый вид химического накопителя энергии. Свинцово-кислотные батареи глубокого цикла идеально подходят для приложений по интеграции возобновляемых источников энергии малого цикла; эти батареи могут многократно разряжаться до 80% своей емкости и, следовательно, подходят для подключенных к сети систем, где пользователи продают электроэнергию обратно в сеть через чистые измерения. В сочетании с низкими инвестиционными затратами и относительно низкими затратами на обслуживание батареи они могут стать одними из наиболее подходящих батарей для небольших проектов в области ветроэнергетики.

    Ограниченный срок службы и низкая производительность при низких и высоких температурах окружающей среды являются недостатком этой технологии. Но это самый дешевый и широко доступный аккумулятор, который можно купить в местном магазине моторных факторов. Как и в случае с литий-ионными батареями, опасения по поводу свинцовых кислот, вредных для окружающей среды и токсичных материалов, делают их опасным продуктом для утилизации при использовании.

    Накопитель водородной энергии

    Водородный топливный элемент использует процесс электролиза воды для производства водорода и кислорода. Избыточное электричество от источника энергии поступает в электролизер (обратный топливный элемент), разделяя воду на h3 и O2. Затем h3 можно хранить в сжатом газе или в жидкой форме. Когда требуется электричество, h3 подается в топливный элемент, который преобразует водород и кислород обратно в электричество и воду, или непосредственно в генератор или газовую турбину в качестве горючего топлива.

    Водородным системам хранения энергии сегодня уделяется все больше внимания, особенно в связи с их интеграцией с возобновляемыми источниками энергии. Водородные топливные элементы имеют несколько преимуществ, включая высокую плотность энергии, большую емкость хранения, тот факт, что излишки отходящего газа водорода можно использовать для удовлетворения потребностей транспорта в энергии, и их экологическая безопасность. Это по-прежнему дорогостоящий метод хранения энергии, он имеет один из самых низких диапазонов эффективности в оба конца - 20-50%, и его трудно найти для маломасштабной системы хранения энергии, но вы можете рассмотреть и использовать его. если вы можете их найти.

    Батареи Flow

    Батареи

    Flow можно охарактеризовать как «нечто среднее между батареей и топливным элементом». Эта технология накопления энергии может иметь КПД в оба конца до 80% и срок службы до 25 лет. Их способность полностью цикл и оставаться на уровне 0% заряда (SOC) делает их подходящими для приложений хранения энергии ветра, где батарея должна начинаться каждый день пустой и наполняться в зависимости от нагрузки и погоды. Этот тип батареи состоит из двух резервуаров с электролитом, из которых электролиты циркулируют (с помощью насосов) через электрохимический элемент, состоящий из катода, анода и мембранного сепаратора.При протекании двух электролитов в электрохимической ячейке химическая энергия преобразуется в электричество. Оба электролита хранятся отдельно в больших резервуарах для хранения вне электрохимической ячейки.

    Батареи

    Flow отличаются высокой мощностью, длительным сроком службы, номинальной мощностью и разделением по энергопотреблению, электролиты могут быть легко заменены, быстро реагируют и могут переходить из режима заряда в режим разряда менее чем за 1 секунду. Тем не менее, низкая эффективность и высокая стоимость делают эту технологию более подходящей для крупномасштабных проектов, в которых достижения в этой области широко направлены на замену традиционных свинцово-кислотных аккумуляторов.Если вы можете найти дешевый аккумулятор, это определенно стоит изучить.

    После того, как вы определились с технологией аккумуляторов, вам нужно сразу обратить внимание на то, какое напряжение и силу тока получить. Наиболее распространенные размеры батарей - 12 В и 24 В, которые идеально подходят для вашего проекта ветряной турбины на заднем дворе. Теперь давайте посмотрим на силу тока. Батареи могут быть разной емкости, которая измеряется в ампер-часах. Скажем, если у вас есть аккумулятор на 12 вольт и емкостью 10 ампер-часов, вы, вероятно, захотите подключить 10 вместе параллельно, чтобы увеличить емкость хранения до 100 ампер-часов, что идеально подходит для вашего небольшого размера. проект.Очевидно, что чем выше емкость вашей системы, тем больше энергии вы будете иметь под рукой, поэтому на самом деле не должно быть никаких ограничений на емкость хранения вашей системы.

    Батареи должны быть соединены положительным полюсом и отрицательным полюсом с отрицательным с помощью соединительных кабелей, которые можно приобрести в Интернете или в хозяйственных магазинах. Последний положительный и отрицательный выход в серии должен быть подключен к инвертору, чтобы преобразовать напряжение постоянного тока в полезную мощность переменного тока. Убедитесь, что у вас есть инвертор с выходом адаптера, чтобы можно было проложить удлинительный кабель с адаптером с несколькими разъемами от системы туда, где вы хотите его использовать.Инверторы могут быть довольно дорогими и, скорее всего, будут самым дорогим элементом для этого проекта. Но вам нужен инвертор хорошего качества для безопасности себя и продуктов, в которых вы используете чистую энергию.

    Стоимость

    Итак, давайте примерно разберем стоимость самодельной ветряной турбины. Очевидно, что это приблизительные оценки, и быстрый поиск в Google может предложить более дешевые товары, чем перечисленные здесь. Вы можете легко найти некоторые из этих предметов в своем доме, что поможет вам сэкономить несколько долларов здесь и там, например, использование старого автомобильного аккумулятора может сэкономить вам немного денег, если он не полностью разрядился.Металлолом и дерево также можно использовать для создания более экономичной самодельной ветряной турбины. В приведенной ниже таблице представлены приблизительные данные о затратах и ​​источниках их получения.

    Таблица 1: Таблица затрат на самодельную ветряную турбину

    Деталь

    Источник

    Стоимость

    Генератор

    Amazon

    20 долларов.00

    Фитинги ступицы лезвия

    Домашний магазин

    15,00

    Трубка для ножей

    Домашний магазин

    10,00

    Разное. Оборудование

    Домашний магазин

    5 долларов США.00

    Дерево и алюминий

    Домашний магазин

    50,00

    Удлинитель и соединительный кабель

    Старый удлинитель плюс новые кабели

    30,00

    Веревка и колышки

    Домашний магазин

    20 долларов.00

    Контроллер заряда

    Amazon

    $ 20,00

    Свинцово-кислотная батарея

    Факторы двигателя

    40,00

    Инвертор

    Amazon

    70 долларов.00

    Итого

    280,00 $

    Стоимость небольшого проекта немного возрастает, но это неплохо, если сравнить его с коммерчески сделанной небольшой ветряной турбиной на заднем дворе с аналогичной выходной мощностью. Добавьте сюда коммерческий контроллер заряда и промышленную вышку, необходимую для завершения работы, и это в сумме составит менее 750-1000 долларов.

    Таким образом, вы можете сэкономить более 750 долларов, построив собственное здание, не говоря уже об экономии за счет сокращения счета за электроэнергию, который даже в течение одного года начнет накапливаться.

    Заключение

    Итак, теперь у вас есть все инструменты и знания, чтобы построить свою собственную самодельную ветряную турбину на заднем дворе и использовать всю бесплатную и чистую энергию, которую вы хотите. А теперь идите туда, спасите планету, сэкономьте немного денег и добро пожаловать в революцию чистой энергии! Не забудьте ознакомиться с Renewable Energy Methods , где можно загрузить электронную книгу и другие бесплатные ресурсы.

    Ветроэнергетика на крыше может взлетать, используя ключевой принцип полета

    Эта статья была первоначально опубликована в журнале Scientific American и переиздана здесь в рамках проекта «Покрытие климата сейчас», глобального журналистского сотрудничества, направленного на усиление освещения истории о климате.

    Солнечные панели, расположенные на крышах домов и других зданий, становятся все более распространенным явлением в Соединенных Штатах, но ветровые системы на крышах никогда не прижились.Прошлые попытки уменьшить количество возвышающихся турбин, генерирующих энергию ветра, до чего-то, что могло бы находиться в доме, сопровождались слишком многими техническими проблемами, чтобы сделать такие устройства практичными. Однако теперь новая конструкция может обойти эти проблемы, используя тот же принцип, который создает подъемную силу для крыльев самолета.

    В целом за последние годы в США выросло производство электроэнергии из возобновляемых источников, и энергия ветра была основным двигателем этой тенденции. На его долю приходится более 40 процентов электроэнергии из возобновляемых источников в США.С. (хотя всего 7 процентов от всей выработки электроэнергии).

    В отличие от солнечных батарей, которые ограничены сбором энергии в светлое время суток, ветряные турбины могут работать всю ночь в любом месте с подходящими условиями, а именно на открытых равнинах или пологих холмах с постоянно достаточной скоростью ветра. Но помимо этих требований, для больших турбин требуется открытое пространство, которое не всегда доступно вблизи больших и больших городов. Установка ветряных систем на крышах домов и городских зданий может помочь использовать больше этого ресурса.

    Когда дело доходит до энергии ветра, размер имеет значение. Количество энергии, которое может генерировать отдельная турбина, пропорционально области движения ее лопастей, поэтому устройства, которые достаточно малы, чтобы поместиться на крыше, менее мощны.

    «От успеха распределенного ветра мешает то, что большинство систем представляют собой миниатюрные ветряные турбины», - говорит Брент Хоученс, инженер-механик из Sandia National Laboratories.

    Устройства меньшего размера не производят достаточно энергии, чтобы быть рентабельными.Кроме того, их быстро вращающиеся лезвия создают шумную вибрацию, а их многие движущиеся части более склонны к поломке. По сравнению с пассивными солнечными панелями на крыше ветряные турбины могут потребовать довольно больших затрат на техническое обслуживание.

    Хушенс и его коллеги думают, что они разработали решение, которое преодолевает эти препятствия, заимствуя фундаментальный принцип полета по воздуху. Изогнутая форма крыла самолета, называемая аэродинамическим профилем, изменяет давление воздуха по обе стороны от него и в конечном итоге создает подъемную силу.

    Коллега

    Хоученса Карстен Вестергаард, президент Westergaard Solutions и инженер-механик из Техасского технологического университета, говорит, что он соединил два аэродинамических профиля вместе, так что «поток от одного профиля усиливает другой профиль, и они становятся более мощными». Два крыла самолета, стоящих вертикально на боку, расположены прямо напротив ветра. По мере прохождения ветра между пленками создается низкое давление, которое всасывает воздух через щели в их частично полых корпусах.Это движение воздуха вращает небольшую турбину, заключенную в трубку, и вырабатывает электричество.

    Устройство, которое исследователи назвали AeroMINE, может извлекать энергию ветра с большей площади, чем лопасти турбины сами по себе.

    Благодаря этой конструкции устройство, которое исследователи называют AeroMINE («MINE» означает «Неподвижная, интегрированная экстракция»), может извлекать энергию ветра из большей площади (по сути, прямоугольной поверхности AeroMINE), чем лопасти турбины могли бы сами по себе. в традиционной установке.Хушенс сравнивает такие стандартные турбины с формочками для печенья, которые оставляют после себя потрепанное тесто. Новое устройство использует весь доступный ветер, позволяя извлекать больше энергии.

    AeroMINE также не генерируют такие же вибрации и шум, как обычные турбины; они «менее шумны, чем вентиляторы», - говорит Вестергаард. Относительная простота их конструкции означает, что меньше движущихся частей выходит из строя. К турбине, которая находится внутри здания, будет легче получить доступ, если она действительно нуждается в ремонте.Такое расположение также защищает лезвия от контакта с людьми или дикими животными. Команда разрабатывает систему таким образом, чтобы ее можно было использовать вместе с солнечными панелями на крышах, подключаясь к существующей инфраструктуре для сбора энергии, которую они генерируют.

    «Я действительно думаю, что эта технология может стать новаторской» для районов с хорошими ветровыми условиями, - говорит Лучано Кастильо, инженер-механик из Университета Пердью, который не участвует в проекте, но в прошлом работал с Вестергардом.

    Он также считает, что простота AeroMINE могла бы сделать их хорошим вариантом для развивающихся стран, потому что новые устройства не требуют специальных деталей или инструментов и их относительно легко исправить. И Кастильо, и Вестергаард видят потенциал использования конструкции под водой, чтобы использовать приливную энергию.

    Джей Апт, содиректор Центра электроэнергетики Карнеги-Меллона, который также не участвует в проекте, согласен с тем, что простота конструкции привлекательна.Но он не уверен, можно ли масштабировать систему для эффективного производства энергии с достаточно низкими затратами в реальных условиях. Хоученс говорит, что при подходящих ветровых условиях он и его коллеги считают, что AeroMINE могут быть конкурентоспособными с нынешней стоимостью солнечной энергии на крышах.

    Команда, получившая финансирование от Sandia и Министерства энергетики, протестировала уменьшенные в масштабе модели в аэродинамических трубах для точной настройки конструкции. В июне исследователи планируют испытать версию устройства высотой 13,1 фута на одноэтажном макете здания на предприятии Scaled Wind Farm Technology (SWiFT), входящем в Национальный институт ветра Техасского технологического института.

    Альтернативная энергия через самодельные ветряные турбины - Центр Лоулэндера

    Самыми подверженными риску людьми на побережье Луизианы являются традиционные рыбацкие общины, которые сталкиваются с множеством проблем из-за воздействия климата и серьезной потери земель, осложненных предрассудками и исторические политические структуры насилия и исключения. Мы сочли полезным участвовать в работе, которая связана с множеством проблем, что снижает нагрузку на разрозненную работу. Трудно решить одну проблему без понимания ее контекста и взаимосвязи со всеми остальными.В массовом активизме этого коллектива сообществ и друзей энергия и вода являются основными проблемами, общими для каждого.

    Электроэнергия, питьевая вода и нефть / топливо являются спорными вопросами для общин нижнего бухты прибрежной Луизианы. Сообщества, на которые оказывает влияние нефть, также комплексно вовлечены в экономику нефти, от добычи до ее переработки; аналогично дилемме, с которой сталкиваются многие, выступающие за более чистые возобновляемые источники энергии, но которым трудно отказаться от использования нефти и ее продуктов.Когда нефть и газ стали частью огромного промышленного комплекса региона, местные исторические и племенные общины и их образ жизни стали жертвенными, и мало что было сделано для исправления и борьбы с множеством экологических нарушений.

    Необходимо иметь доступ к энергии для домов, для рыболовных судов (устрицы, креветки и крабы) и льда для хранения улова. Воздействующие штормы, которые нарушают энергоснабжение нижележащих населенных пунктов, приводят к отключениям электроэнергии, которые становятся более частыми и на более длительные периоды времени.Компании, поставляющие энергию в регион, в ответ на сложную ситуацию либо не восстанавливают некоторые из своих услуг, либо устанавливают обременительную доплату для каждого домохозяйства / бизнеса.

    Проживание, обеспечиваемое богатством земли и щедрым изобилием воды, затрудняется из-за быстро исчезающих земель и изменений динамики воды. Вода, которая когда-то была пресной и использовалась для личных и сельскохозяйственных нужд, теперь становится солоноватой и все быстрее превращается в соленую.Это изменяет устья рек, снижает возможности сельского хозяйства и делает дефицит питьевой воды.

    Племена ищут творческие способы производства продуктов питания и борьбы с загрязнением почвы. Сообщества продолжают наращивать и расширять политический потенциал, одновременно работая над слоями разнообразных проблем, связанных с повседневной жизнью. Племена также укрепляют культуру, обсуждают адаптацию к климату и используют традиционные знания для совместного управления своей жизненной средой.

    Альтернативные источники энергии являются одним из ключевых элементов, дающих надежду на стабильность для сообществ. В течение многих лет несколько прибрежных Племен говорили об энергетической независимости и искали способы достижения такого статуса. Важно, чтобы альтернативы энергии были доступными, простыми в эксплуатации и подходящими для местоположения. Самым последним исследованием энергетической независимости стало развитие ветряных турбин. Проект ветряной турбины является доступным источником и может быть воспроизведен членами сообщества.

    Недавно группа из 6 человек из 3 прибрежных племен отправилась в Северную Каролину, чтобы работать в мастерской по производству ветряных турбин. Целью было построить ветряную турбину, которая будет размещена в теплице центра племен Пуэнт-о-Чиен. Изучение процесса было так же важно, как и результат. Каждый член команды приобрел навыки, необходимые для производства турбины, и таким образом получил практические знания для тиражирования своего творения.

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *