Ветряк своими руками или как получить свет с помощью ветра

В конце первого десятилетия в Россию постепенно начала докатываться волна моды на экологически безопасное и энергоэффективное строительство загородных домов и коттеджей.

Законодателями моды в этом вопросе являются Германия, Нидерланды, Япония, Канада и Австралия. В этих странах давно разработана система поощрений за использование экологически чистых технологий при строительстве жилья.

Проект будущего коттеджа разрабатывается с учетом максимального использования возобновляемых источников энергии в процессе его эксплуатации.

Ветряк своими руками: сфера применения и устройство ветрогенератора

Ветряк своими руками или как получить свет с помощью ветра

Новый дом может иметь автономную систему энергообеспечения, поучая электричество от солнечных панелей или ветрогенераторов. При его строительстве должны максимально использоваться материалы, которые имеют низкий уровень негативного влияния на окружающую среду, а также высокую энергоэффективность.

Очень часто при строительстве таких домов используются  растения для создания комфортных условий проживания.

Например, посаженные с южной стороны здания деревья, снизят расходы на кондиционирование в условиях летней жары, а созданный внутри здания небольшой сад способен поддерживать комфортную влажность.

Во времена неуклонного истощения запасов ископаемого топлива и ухудшения состояния окружающей среды вопрос повсеместного использования альтернативной энергетики стоит с каждым днем все острее.

В данный момент получили довольно широкое распространение технологии, направленные на использование альтернативных источников энергии в домохозяйствах. Среди таких источников энергии не последнее место занимают ветрогенераторы.

При помощи таких устройств можно получать электроэнергию, при этом изрядно сэкономив средства на её оплату. О том, как сделать ветряк своими руками – далее в статье.

Ветряная мельница для выработки электроэнергии начала использоваться еще в начале прошлого столетия. Но низкие цены на ископаемое топливо, а также развитие атомной и тепловой энергетики привели генерацию электроэнергии с помощью ветряной мельницы в упадок. В начале текущего века ситуация начала меняться в другую сторону.

Растущая потребность в энергии наряду с экологическими проблемами заставили человечество снова вернуться к забытому слову – ветряная мельница. Сейчас около 2% вырабатываемой электроэнергии вырабатываются с помощью ветрогенераторов.

Лидерами по использованию силы ветра для выработки электроэнергии являются страны Европы: Дания, Норвегия, Нидерланды, Германия, а также Китай и США.

Ветряк своими руками или как получить свет с помощью ветра

С развитием ветроэнергетики в промышленных масштабах, все большую популярность приобретает бытовое использование ветряков. Сфера применения ветрогенераторов следующая:

  • Ветряная мельница способна обеспечить электроэнергией частное домовладение независимо от наличия поблизости электрических сетей или стать дополнительным источником питания во время частых отключений. Комплекс оборудования ветрогенератора включает в себя саму ветряную мельницу, инвертор и блок аккумуляторных батарей, которые будут питать дом в безветренную погоду.
  • Часто ветрогенераторы используют как дополнительный источник энергии. Дабы не покупать дополнительно аккумуляторы, его подключают к баку с водой. Электроэнергия ветряной мельницы нагревает воду, которая отапливает помещение, экономя при этом огромные деньги.
  • Мощность бытовых ветрогенераторов варьируется от 250 Вт до 30 кВт. Последние смогут обеспечить электроэнергией большой или несколько средних домов. Некоторые опытные мастера даже могут изготавливать ветряк из пластиковых бутылок своими руками. Такие устройства довольно экономичны. Причем сделать ветряк из бутылок руками довольно просто.

Ветряк своими руками или как получить свет с помощью ветра

Конечно, пока стоимость ветрогенераторов слишком высока для их массового использования. Примерная цена комплекса составляет 1 тыс. долларов за 1 кВт мощности. Но можно с уверенностью сказать, что в обозримом будущем использование таких систем в частных домах будет неуклонно расти. Чтобы сократить затраты на установку, можно сделать ветряки для дома своими руками.

Вертикальный ветряк своими руками

Ветряки руками: чертежи

Ветряк своими руками или как получить свет с помощью ветра

Наиболее популярным вариантом самодельного ветрогенератора считаются аксиальные устройства, работающие на неодимовых магнитах. Оснащаются они безжелезными статорами. Изначально такие ветрогенераторы изготавливались в странах Запада, а со временем, когда подешевели комплектующие, их стали производить и на территории России в частных условиях.

Первоначальным этапом монтажа ветрогенератора является составление схем и чертежей.

Схема должна включать в себя всю комплектацию устройства:

  • Основу ветряка такого типа составляет автомобильная ступица с тормозными дисками. На такой базе можно смонтировать довольно мощное устройство, способное работать даже в маловетренных регионах.
  • На основу диска по кругу наклеиваются неодимовые магниты. Обычно для монтажа ветряка достаточно 20 магнитов, размеры которых составляют 25 на 8 мм. Однако, такое количество магнитов для ветрогенератора не является догмой. Их можно установить любое количество.
  • Для ветрогенератора с однофазным двигателем количество неодимовых магнитов должно равняться количеству катушек, а для трехфазного их количество определяется как 2/3 или 4/3 от числа катушек.
  • Клеятся магниты на поверхность ротора со строгим чередованием полюсов. Причем их необходимо расположить равномерно по всему радиусу пластины ротора. Обычно для этой работы используют шаблон с ранее нанесенными линиями секторов. Можно сделать генератор для ветряка своими руками, и тем самым значительно удешевить процесс монтажных работ.
  • При работе по установке магнитов на ротор важно не перепутать их полюса. Для этого с каждой стороны магнита делается пометка. Проверить полюса можно просто прислонив один к другому. Одинаковые полюса должны отталкиваться.
  • Клеят неодимовые магниты на суперклей или другие полимерные клеи, а затем заливают эпоксидной смолой. Для того чтобы в процессе застывания она не растекалась, можно сделать небольшие бортики из скотча.

Ветряк своими руками или как получить свет с помощью ветра

Этот вопрос всегда задают те, кто впервые решил собрать ветрогенератор и двигатель ветряка своими руками. Новички обычно отдают предпочтение однофазному генератору ввиду более простой его конструкции. Однако, это далеко не совсем правильный ход.

При работе однофазного генератора возникает дополнительная вибрация при нагрузке и наблюдается скачкообразная амплитуда тока. Когда катушка проходит над магнитом — она нарастает, а когда между ними – наоборот, спадает. Из-за этого КПД однофазного генератора меньше.

У трехфазного амплитуда тока более постоянна, за счет компенсации одной фазой, которая проходит над магнитом, а также другой, проходящей между ними.

За счет этого ветрогенератор под нагрузкой не испытывает никаких колебаний, что положительно сказывается на прочности его конструкции.

Как правильно наматывать катушки

Ветряк своими руками или как получить свет с помощью ветра

Основные правила намотки катушек:

  1. Количество витков обмотки статора обычно определяют «на глаз», хотя правильнее было бы ее рассчитать. Для генератора, который при 150 об/мин сможет выдавать ток достаточный для зарядки автомобильного аккумулятора напряжением 12 В, достаточно общее количество витков во всех катушках в 1200 шт.
  2. Чем больше количество витков, тем мощнее будет генератор. Если разделить эту цифру на количество катушек, можно получить численность витков в каждой из них. Для намотки необходимо сделать разборной сердечник, который установить на вращающийся механизм. В этих целях можно использовать электродрель с низкими оборотами.
  3. Мотают катушку проводом с как можно большим сечением, чтобы увеличить сопротивление и снизить ток. При намотке каждой из катушек необходимо учитывать ее толщину. Она не должна быть больше, чем толщина магнитов. Если это произойдет, то расстояние между роторами существенно увеличится, что снизит эффективность генератора.
  4. Для тестирования работы можно намотать одну катушку и проверить ток, который она вырабатывает при вращении ротора. При этом можно будет получить представление о том, какой мощности будет генератор.
  5. Обычно мотаются катушки круглой формы. Однако, это не совсем правильно. В сектор прямоугольной формы входит больше медной проволоки, которая при этом имеет больше прямых участков. По этой же причине лучше использовать прямоугольные магниты. Диаметр отверстия катушек должен быть больше или равен диаметру магнита.

Ветряк своими руками или как получить свет с помощью ветра

Для производства статора необходимо сделать шаблон и форму. Шаблон нужен для правильного расположения катушек относительно магнитов ротора. По нему раскладываются катушки и помещаются в форму. Контакты катушек выводятся наружу. После застывания смолы они будут соединены в электрическую цепь.

В форму заливается эпоксидная смола. Чтобы улучшить прочностные характеристики статора, на дно формы укладывают стекловолокно. Во избежание прилипания смолы к форме, ее бока и дно смазывают техническим жиром или другой смазкой. После застывания смолы статор вынимают из формы и собирают генератор.

Изготовление лопастей и монтаж устройства

Ветряк своими руками или как получить свет с помощью ветра

Для изготовления лопастей можно использовать пластиковые трубы диаметром 160 мм. Форму лопасти можно рассчитать или найти в открытых источниках. Для небольших ветрогенераторов используют от 3 до 6 лопастей.

Высота мачты самодельного ветрогенератора может достигать 12 метров. Она должна быть надежной, так как прибор испытывает очень большие нагрузки, особенно при порывистом ветре. Для установки мачты под нее заливается бетонный фундамент, а сама она дополнительно фиксируется натяжными тросами.

Ветряки своими руками: видео

Ветрогенератор для частного дома – устройство, принцип работы, разновидности, самодельный ветряк, правила выбора, монтаж

Со все возрастающей плотностью и территорией охвата сетей электропередач качество и стабильность не становится лучше, да и цены с каждым сезоном становятся только выше.

Одним из лучших на сегодня альтернативных источников электроэнергии является автономный ветрогенератор для частного дома.

Разберем, что собой представляет данное устройство, из каких частей оно состоит, как работает, какими плюсами и минусами обладает, каковы законные требования к его установке, какие разновидности существуют, а также каковы правила его выбора, размещения и установки.

Читайте также:  Как снять квартиру в Москве

Ветровой генератор электроэнергии для дома Источник usamodelkina.ru

Ветрогенератор: устройство, принцип работы, плюсы и минусы

При наличии в местности проживания постоянных ветров покупка и установка ветрогенератора вполне целесообразна. Однако прежде чем приобретать его, необходимо понять его устройство, принцип действия и основные достоинства и недостатки. Разберем эти аспекты более детально.

Главные компоненты

Устройство ветрогенератора базируется на превращении кинетической силы ветровой нагрузки в механическую энергии с последующим преобразованием ее в электроэнергию. Для воплощения последовательных действия данной переходной цепочки прибор оснащается следующими основными узлами:

  • Лопастный пропеллер. Количество лопастей может варьироваться в широком диапазоне от модели к модели – от двух и трех до десяти и более.
  • Ротор. Элемент турбины, вращающийся под действием лопастей.
  • Редуктор. Передает и регулирует частоту вращения от ротора к генератору.
  • Генератор. Преобразуется механическую силу в электроэнергию.
  • Инвертор – преобразователь тока из переменного значения в постоянное.

Состав ветрового генератора Источник odnastroyka.ru

  • Аккумуляторная батарея. Запасает электроэнергию на случай отключения и экономной работы ветрогенератора, а также простоя в случае безветрия.
  • Защитный корпус. Предохраняет оборудование от различного рода внешних факторов.
  • Аэро-компоненты. Крылья, хвост – для лучшего улавливания и подстройки пропеллера под ветровой поток.

Обратите внимание! Современные производители выпускают ветровые домашние генераторы, не нуждающиеся в сильном ветровом потоке. Они способны продуктивно функционировать при силе ветра всего в 4 м/сек.

Принцип действия

Механизм работы ветрогенератора напрямую связан с особенностями его конструкции – на одной оси установлены пропеллер и хвостовик с точкой противовеса, приходящейся на место крепления к вертикальной мачте. Действие происходит по следующему алгоритму:

  • Установленные на одной оси пропеллер и хвостовик улавливают потоки ветра и передают лопастям.
  • Начинаясь вращаться, лопасти передают момент движения генераторной турбине.
  • Вращение ротора приводит к образованию индукционного магнитного поля и образованию переменного электрического тока.

Ветрогенератор на своем загородном участке Источник moe-online.ru

  • Далее проходя через инвертор напряжение меняет переменные характеристики на постоянные.
  • Ток питает АКБ, которая в свою очередь распределяет энергию на потребительские мощности в доме.

Полезная информация! Ветрогенератор может играть роль как основного, так и дополнительного источника электроэнергии. В первом случае жила от прибора питает часть каких-либо приборов для экономии или пополнения нехватки мощности основной сети и используется на случай аварийного отключения последней. Во втором случае он может быть самостоятельным источником или входить в состав автономной системы, включающей гидротурбины, солнечные батареи и проч. оборудование.

Достоинства и недостатки

Автономная ветряная электростанция для частного дома имеет следующий ряд плюсов:

  • Прибор работает за счет фактически неисчерпаемого и возобновляемого вида энергетического ресурса.
  • Существенные затраты связаны только с покупкой, доставкой, установкой и подключением. На обслуживание средства практически затрачиваются. Поэтому на ветряк требуются единократные вложения средств, которые быстро окупаются в последующем применении.

Ветрогенератор – источник тока для частного дома Источник ytimg.com

  • Получаемый вид энергии и применяемая для этой цели техника полностью экологически безопасны.
  • Генераторы приспособлены ко всем климатическим зонам и защищены от негативных погодных факторов.
  • Оборудование не требует настроек, регулировок и доработок в ходе эксплуатации.

К недостаткам ветрогенераторов относятся:

  1. Зависимость производительности от наличия ветра.
  2. В ходе работы оборудование создает электромагнитные помехи, что может негативно сказаться на ТВ, радио, интернете и связи.
  3. При чрезвычайных погодных проявлениях существует риск повреждения техники.
  4. Требуется обязательное заземление – для защиты прибора и конструкции или здания, на котором он установлен, от ударов молнии.
  5. Неправильный монтаж, нарушение инструкции или эксплуатация неисправного экземпляра может приводить к возникновению шума.

Совет! Чтобы определить, будет ли выгодна установка ветровой станции по выработке тока, необходимо учесть ряд факторов – вариант энергоснабжения с участием прибора, разнообразие доступных моделей, их характеристики, производительность и стоимость.

Ветрогенератор во дворе дома Источник pechiexpert.ru
Ветряк своими руками или как получить свет с помощью ветра

Законные требования

Чтобы ветровой генератор, установленный на частном доме или прилежащей территории, согласовывался с законодательной базой, он должен отвечать следующему ряду требований:

  • Мощность не выше 5 кВт. Оборудование с таким показателем относится к бытовым устройствам, не требующим контроля со стороны энергонадзорных учреждений.
  • Отсутствие муниципально-территориальных и технических ограничений на занимаемой площади. Некоторые частные территории могут находится внутри особо охраняемых, редких природных и иного статуса объектов, внутри которых запрещено размещение тех или иных технических средств.
  • Согласование с соседями (помехи, шум, падающая тень и т. д.).Все виды помех, которые возникают от установки, могут стать причиной жалобы не только соседей, но и рядом размещенных предприятий, передающих центров.
  • Высота мачты, отвечающая местным и федеральным требованиям.Высота мачты не превышает обычно 15 метров, но могут быть и исключения. Поэтому прежде чем сооружать высокую конструкцию, нужно убедиться, что она отвечает всем необходимым требованиям – отсутствие ЛЭП, вдали от аэропосадочной линии и т. д.

Ветряк на фасаде частного дома Источник more-el.com

  • Отсутствие помех для местных и мигрирующих биологических видов. Птицы часто попадают в лопасти энергетических установок. Поэтому выбор места установки мачты с пропеллером должен исключать заранее известные пути их перелета.

Рекомендация! Чтобы исключить все возможные предъявления со стороны соседей или контролирующих органов, лучшее заранее собрать весь необходимый пакет документов, техпаспортов и сертификатов, подтверждающих, что ветряк для частного дома безопасен и безвреден. Кроме того, заводскую модель лучше устанавливать в полном соответствии с рекомендованными в технической документации параметров.

Разновидности

Для того чтобы правильно подобрать ветряной генератор, необходимо прежде всего учесть его технические параметры. Современные модели различаются по следующему ряду признаков:

  • Количеству лопастей пропеллера. Большое количество элементов винта усложняет конструкцию. Однако чем больше лопастей, тем меньшая скорость ветра нужна для запуска механизма.
  • Типу материала лопастей. Модели с жесткими пропеллерами более прочны и долговечны, но и значительно дороже парусных аналогов.

Многолопастный ветрогенератор для своего дома Источник ytimg.com

  • Расположению направляющей вращения. Разделяются на вертикальные и горизонтальные. Первые прочнее и чувствительнее, вторые – отличаются лучшей производительностью.
  • Возможности изменения шаговых характеристик. Различаются на модели с изменяемым и неизменным шагом. Изделия с переменными шаговыми параметрами позволяют увеличивать скорость, а значит, и продуктивность. Однако они более сложны, громоздки и дороги.

Полезно знать! Доступные сегодня в широкой продаже заводские модели достаточно дороги. Поэтому нередко у желающих установить подобную автономную электростанцию возникает вопрос о том, как сделать ветрогенератор. Самодельные аналоги нередко изготавливают из автомобильных генераторов, соединяемых по схеме с аналогичным АКБ на 12 вольт.

Видео о том, что такое ветрогенератор, его плюсы и минусы:

Критерии выбора

  • При выборе ветрогенератора помимо технических характеристик, необходимо также правильно установить требуемую мощность. Задается она таким параметром, как диаметр ротора, рассчитать который можно по следующей формуле:
  • Эгод = 1,64 * Д2 *О3
  • Эгод – суммарная электроэнергия, потребляемые приборами дома за год, кВт,
  • Д – диаметр ротора, обозначаемый в метрах,
  • О – среднегодовое значение скорости ветра, метр/в секунду.
  • Подставляя известные параметры в эту форму, можно рассчитать, какого диаметра ротором должна быть оснащена ветряная электростанция для дома в конкретном случае.

Правила размещения

При монтаже устройства необходимо учесть следующий ряд требований:

  • Вблизи генератора не должно располагаться сооружений, кустов, деревьев и прочих препятствий на пути свободного прохождения ветровых потоков.
  • Чтобы шум и помехи от работы не оказывали негативного влияния на окружающих, ветряки для дома лучше располагать минимум на 30 метров вдали от жилища.
  • Во избежание возникновения ослабления ветровых потоков устанавливать механизм лучше на 2-3 метра выше окружающих преград, даже если они находятся на расстоянии до 200 метров.

Видео о том, как сделать простейший ветрогенератор:

Следует учесть, что даже при соблюдении всех правил установки гарантий постоянного результата по выработке электроэнергии быть не может. Так как показатель напрямую зависит от ветровой нагрузки, которая никогда не бывает стабильной.

Особенности установки

Промышленно изготовленный или самодельный ветряк необходимо устанавливать с соблюдением следующего минимума требований:

  1. Место установки лучше подбирать на возвышенности, вдали от препятствий, прибор располагать на высоте не менее 10 метров от поверхности земли.
  2. Мачта должна иметь надежное основание – лучше всего бетонное.
  3. Над ветряком необходимо расположить небольшой навес для защиты от осадков.
  4. При необходимости замены, ремонта или обслуживания облегчить доступ к оборудованию позволит складная конструкция мачты.

На заметку! При решении вопроса, как сделать ветряк, чтобы он отличался долговечностью и неприхотливостью в обслуживании, необходимо уделить внимание количеству фаз, генерируемых устройством. Так, трехфазные модели по сравнению с однофазными аналогами не гудят, не вибрируют и характеризуются лучшим сроком службы.

Видео-пример изготовления и применения ветряка для дома:

Коротко о главном

Ветряной генератор для дома является одним из лучших альтернативных источников электроэнергии. Принцип его действия основа на преобразовании кинетической энергии ветра в механическую, а затем с помощью ротора – в электрическую. Среди главных его плюсов выделяются:

  • Работа за счет неисчерпаемого источника энергии – ветра.
  • Затраты связаны только с покупкой и установкой, оборудование долговечно и не требует особого обслуживания.
  • Приспособленность для любого климата.
  • Экологически чистый тип энергоресурса.
Читайте также:  Какой тип фундамента выбрать

К недостаткам относятся – зависимость от силы ветра, помехи, возможность разрушения при стихийных погодных проявлениях. Установка ветряного генератора должна соответствовать требованиям закона – мощности, высоте, ограничениях, согласовании с соседями и отсутствию биологического вреда.

Модели различаются по техническим параметрам – количеству лопастей, типу их материала, направлении оси вращения и изменчивости шага. При выборе нужно учитывать диаметр ротора, определяющий мощность. Монтаж прибора должен соответствовать правилам размещения и практическим рекомендациям.

Как сделать ветрогенератор своими руками для частного дома?

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.

Читайте также:  Разновидности окон для крыши

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

Как сделать вертикальный ветрогенератор своими руками

13 февраля 2019

Роторный (вертикальный) ветряк — это практичный вариант для дачи, загородного и даже многоквартирного комплекса. Он работает при любом направлении ветра, издает гораздо меньше шума, чем горизонтальная конструкция. А главное, вертикальный ветрогенератор легко сделать своими руками. Подробнее о принципах ветрогенерации можно узнать здесь.

Какую информацию изучить перед изготовлением ветряка

Если вы собираетесь полноценно использовать энергию ветра для удовлетворения бытовых нужд, обязательно уделите время планированию. Оцените следующие факторы:

  • Среднее количество дней за год, когда скорость ветра превышает 3 метра в секунду. Это очень важный пункт. Обратитесь за информацией на местную метеостанцию или соберите данные в интернете. Чтобы получить корректное среднее значение, нужна статистика по 15-20 годам.
  • Собственные энергонужды. Как вы собираетесь использовать энергию ветра? Отопление, освещение дома или дворовой территории, питание электроприборов. Оцените свои потребности по часам в день и по объему необходимой энергии. Если силы ветра в вашей местности не хватает, чтобы покрыть энергонужды, обратитесь к другим источникам альтернативным энергии, например, к солнечной.
  • Место для установки будущего агрегата. Поищите открытое место, где ничто не будет препятствовать движению воздуха.

Этап планирования покажет, станет ли ваш ветряк вспомогательным источником энергии или у вас есть все возможности перехода на автономное энергообеспечение.

Как изготовить ветрогенератор с вертикальной осью вращения своими руками

Составные элементы:

  • Осевая мачта — это несущая конструкция в форме пирамиды, треноги или шеста высотой около пяти метров. На ней закрепляют лопасти и генератор.
  • Лопасти улавливают потоки ветра.
  • Статор вмещает в себя фазы из катушек.
  • Ротор — это подвижная часть ветряка.
  • Контроллер включает замедление ветрогенератора, когда тот развивает мощность, выше его базовых метрик.
  • Инвертор дает переменный ток.
  • Аккумулятор накапливает сгенерированную энергию.

Подготовка элементов

Чтобы сделать лопасти для вертикального ветрогенератора, понадобится качественный пластик и/или жесть. Например, лопастную конструкцию можно сделать из пластиковых труб, Тогда к каждой стороне трубы крепятся полукруглые жестяные фрагменты. Высота и радиус вращения должны достигать 70 см. Или же можно изготовить лопастную конструкцию из запчастей.

Для ротора нужны 2 ферритовых диска диаметром 32 см, 6 неодимовых магнитов и клей. Роторная система состоит из двух дисков. Схема каждого диска следующая: нужно так расположить магниты, чтобы их полярность чередовалась, угол между ними составлял 60 градусов, а диаметр размещения равнялся 16,5 см. После правильного размещения магниты заливаются клеем.

Для статора нужно сделать девять катушек с 60 витками медной проволоки диаметром 0,1 см. Чтобы сделать три фазы, катушки необходимо спаять между собой в следующем порядке:

  1. Для первой фазы начало 1-ой катушки соединяем с концом 4-ой, а начало 4-ой с концом 7-ой;
  2. Для второй фазы делаем то же самое, но начинаем со 2-ой катушки;
  3. Для изготовления третьей фазы начинаем с 3-ей катушки.

Форму для катушек делают из фанеры и выкладывают стекловолокном. После размещения фаз их нужно залить клеем и оставить сохнуть на несколько дней.

Монтаж конструкции

Когда с изготовлением составных элементов покончено, можно приступать к их соединению между собой. Сначала нужно соединить ротор и статор:

  • В верхнем диске ротора сделайте отверстия для четырех шпилек.
  • В статоре сделайте отверстия для крепления к подставке.
  • Положите нижний диск ротора на подставку магнитами вверх.
  • На нижнем роторе разместите статор и уприте шпильки в алюминиевую пластину.
  • Накройте конструкцию вторым роторным диском (магниты расположены внизу).
  • При помощи вращения шпилек добейтесь равномерного сближения верхнего и нижнего роторных дисков, после этого шпильки и пластину аккуратно убирают.
  • Зафиксируйте генератор гайками.

Готовый генератор прикрутите к осевой мачте. После этого к генератору можно прикреплять лопастную конструкцию. Теперь ваш ветряк готов к установке! Для установки ветряка подготовьте армированный фундамент и зафиксируйте конструкцию растяжкой.

В последнюю очередь подключается электросеть в следующем порядке: энергия от генератора попадает на контроллер, затем собирается на аккумуляторе, а потом преобразуется в переменный ток при помощи инвертора.

Где разместить вертикальный самодельный ветрогенератор

Установка ветряка в правильном месте способна сильно увеличить его КПД. При выборе места на собственном участке учитывайте следующие моменты:

  • Устанавливайте ветряк на максимально открытом месте на достаточной высоте. Окружающие постройки не должны препятствовать потокам воздуха.
  • Если ваш участок небольшого размера и к нему вплотную подступают соседние дома, то установите ваш агрегат на крыше. Убедитесь, что вы хорошо закрепили всю конструкцию и сильный порыв ветра не опрокинет ее.
  • Если на вашем участке есть выход к озеру или реке, выбирайте для ветряка место поближе к воде, там ветер дует чаще.
  • Если же у вас нет собственного дома и участка для установки генератора, то вы можете установить его даже на крыше многоквартирного комплекса. Но в этом случае вы должны получить разрешение и заручиться письменным согласием соседей.

Лучше всего устанавливать ветряк метрах в пятнадцати от жилых помещений, чтобы проживающим в них людям не мешал его громкий гул. При установке на крыше многоквартирного дома размещайте ваш агрегат подальше от ее краев, чтобы минимизировать неудобства для проживающих на верхних этажах соседей.

Как правильно обслуживать ветрогенератор

Чтобы самодельный ветрогенератор прослужил вам максимально долго, следуйте рекомендациям по уходу за ним:

  • Один раз в год проводите полную диагностику агрегата для поиска возможных неисправностей или износа составных частей: осматривайте лопасти, подкручивайте разболтавшиеся гайки, укрепляйте электрические соединения и так далее.
  • Дважды в год смазывайте движущие элементы. Эту процедуру можно производить чаще, особенно если год выдался дождливым.
  • В зимнее время обязательно счищайте лед с лопастей ветряка. Это обеспечит не только сохранность элементов, но и правильную работу агрегата.
  • По мере необходимости подкрашивайте детали.

Этот несложный уход в несколько раз продлевает срок службы вашего генератора и одновременно увеличивает его КПД.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector