Ветрогенератор своими руками

Как сделать ветрогенератор
Конструкция ветрогенератора представляет собой ветряное колесо с несколькими лопастями, редуктор, который передает крутящий момент, сам ветровой генератор, находящийся на матче и инвертор с аккумуляторной батареей. Инвертор необходим для преобразования постоянного тока в переменный.
Ветер вращает ветряное колесо установки благодаря лопастям, в это время кутящий момент подается к редуктору, откуда впоследствии идет на вал генератора. Это и есть преобразование механической энергии в электрическую. Мощность ветрового генератора напрямую зависит от размеров ветряного колеса, высоты мачты и скорости ветра. Обычно лопасти колеса могут быть от полуметра в диаметре до 60-ти и более метров.
Применяют ветровые генераторы в разных областях, например, если в регионе отсутствует основная электрическая сеть. Но многие страны используют ветровые генераторы как основной источник электросети, расположены ветровые установки на полях, островах, в горах и других местах, где присутствует ветер.
Ветровой генератор очень выгоден в местностях, где замечен ветер со средней скоростью (не менее 4м/с). Чтобы ознакомиться, какая скорость ветра на вашей местности необходимо найти карту ветровых ресурсов и ознакомиться с ней. Начинает работать ветровой генератор с ветром, который имеет скорость 2 м/с, здесь уже происходит подзарядка аккумуляторных батарей, а значит, энергией можно пользоваться.
Большая часть ветровых генераторов считается сетевыми турбинами. То есть работают они только при наличии электрической сети, это может быть централизованная сеть или дизельный генератор. Проблема в том, что ветровые генераторы не могут обеспечить постоянный ток из-за нестабильности ветра. Благодаря внешнему источнику питания недостатки с легкостью исчезают.
Главное, чтобы мощность дополнительного источника питания превышала мощность самой ветровой установки в 1,8 раз. Если требуется слишком большая мощность, то используется сразу несколько ветровых станций, которые могут работать параллельно с сетью. Ветровой генератор также может использоваться в качестве резервного источника питания, но если в регионе достаточно хорошая скорость ветра, будет намного экономичнее воспользоваться ветровой установкой в качестве основного источника питания.
Мощный поток вращает лопасти ветряного колеса, энергия вращения передается в ротор, а оттуда на мультипликатор и далее на генератор. Некоторые модели ветровых генераторов не используют мультипликаторы, чтобы не увеличивать их производительность.

Как сделать ветрогенератор своими руками
Ветровой генератор можно приобрести, но при желании можно собрать его самостоятельно. Также можно устроить целый парк ветровых генераторов при необходимости, а не использовать один единственный генератор. Ветровую установку также можно использовать на пару с дизельным или другим топливным генератором, в этом случае экономия на топливе будет заметной.
Перед началом сборки вам придется определиться, какой тип ветрового генератора вы собираетесь собрать – горизонтальный или вертикальный. Стоит заметить, что собрать вертикальный ветровой генератор будет проще, так как здесь легче балансировка, и он лучше захватывает ветер. Если вам нужен мощный генератор, то ветряное колесо с лопастями будет более большим в диаметре, но не забывайте, в этом случае будет сложнее крепить и проводить балансировку установки.
Если вы не уверены, то сможете собрать всю конструкцию сами и в точности повторить все необходимые операции, то еще не поздно отказаться от данной затеи. При решении использовать автомобильные аккумуляторы в ветровой установке, от этого нужно отказать, так как это неверный подход, автомобильные АКБ не подходят в данном случае. Основные недостатки ветровой установки собранной своими руками с использованием автомобильных аккумуляторов: достаточно высокий уровень взрывоопасности, необходимость постоянного проведения обслуживания. Для сборки идеально подойдут аккумуляторы с герметическими корпусами, они специально созданы для таких систем, срок их службы достигает 10-ти лет, но их стоимость выше в два или три раза.
При самостоятельной сборке обязательно могут возникнуть ошибки, во-первых, установка может быть совершенно неприспособленной к морозам, жаре или сильным ветрам. Для сборки установки вам понадобятся следующие комплектующие:
- генератор на 12В, стоимость более 15 $;
- ротор с 1,5м, стоимость около 40 $;
- аккумуляторная батарея гелиевая или кислотная на 12В, стоимостью в 15-40 $;
- большое металлическое ведро или бочка (выполненная из алюминия), стоимость 5 $;
- реле для будущей зарядки аккумуляторной батареи, стоимость 3 $;
- обыкновенное реле лампы, стоимость 3 $;
- выключатель на 12В, стоимость 2 $;
- любой вольтметр, можно от автомобиля, стоимость 3 $;
- распределительная коробка, где будут подсоединены все провода, стоимость 5 $;
- мачта, выполненная из металла, высотой от одного до десяти метров, стоимость 35-80 $;
- провода с сечением, несколько болтов, нержавеющая проволока, стоимость 15-20 $.
Также для работы вам понадобится ручной инструмент, который есть практически в любом доме. Начинаются работы с заливки фундамента для мачты, здесь необходимо учитывать некоторые нюансы грунта и климата, ветряный двигатель устанавливается только через неделю, когда цемент примет необходимые прочностные характеристики. Можно обойтись при установке мачты без цемента, достаточно вкопать ее на полметра в землю и расставить растяжки, но этот способ установки не выдержит сильных ветров.
Теперь можно перейти к ротору и сделать шкив генератора. Диаметр ротора выбирается исходя из скорости ветра, например при средней скорости ветра 6 м/с, вполне будет достаточно выбрать ротор диаметром 4-5 метра. Шкив представляет собой фрикционное колесо с канавкой по окружности или с ободом, которые необходимы для движения ремня или каната.
Металлическая бочка или ведро делится на четыре части с помощью маркера и рулетки. Это будут наши будущие лопасти, которые вырезаются болгаркой или специальными ножницами. Лопасти крепятся к генератору на шкив при помощи болтов. Необходимо более точно измерить места для крепления, иначе в последующем возникнут проблемы с вращением и регулировкой. На металле немного отгибаются лопасти это необходимо, чтобы избежать слишком резкого порыва ветра.
Пора присоединять провода к нашему генератору и собрать их все в единой коробке. Генератор крепится к мачте, провода проводятся также по мачте к генератору. Цепь от генератора подсоединяется с цепью от аккумулятора, тут важно знать, что длина проводов не должна составлять более метра. Затем подключается нагрузка с помощью проводов, при необходимости устанавливается инвертор. От изгиба лопастей будет зависеть их скорость вращения.
На сборку такого ветрового генератора уходит примерно около 4-5 часов. Собранная установка вполне справится с обеспечением электроэнергией одного небольшого загородного дома или дачного участка.
Необходимо помнить, что при повышении высоты мачты, увеличивается и сила ветра, например, подняв мачту высотой до 18-26 метров можно с легкостью увеличить выработку энергии в полтора раза. Этот пример очень приходится кстати, если в вашем районе скорость ветра достигает всего 4 м/с, так как высокая мачта отлично отдалена от деревьев и других преград.

Схема ветрогенератора с вертикальной осью похожа на схему классического анемометра - прибора для измерения скорости ветра.
Гораздо проще конструкции ветрогенераторов с вертикальной осью вращения ветрового колеса и они менее дорогие.
Легче всего построить небольшой дешевый ветрогенератор, изготовив ветроколесо из легкой металлической бочки - стальной или алюминиевой, например, из под мебельного лака, клея и т.п.
Бочки изготавливаются из хорошего металла, имеют высокую точность и жесткость. Бочки недорогие, а в некоторых местах - например на севере - они вообще ничего не стоят. Для ветрогенератора можно использовать и ненужную пластиковую бочку. В зависимости от потребной мощности ветрогенератора, бочку можно взять емкостью на 50- 100 литров или более. Мощность генератора увеличивается пропорционально диаметру и высоте бочки. Можно поставить две -три бочки друг на друга.
Для того, что бы вырезать простейшее ветряное колесо из бочки, нужна только болгарка, и эта работа займет всего несколько минут. На боковой поверхности бочки делают прорези, как показано на рисунке, а затем - аккуратно отгибают передние и задние кромки лопастей на нужный угол. Уточнить форму лопастей ветрогенератора можно при помощи киянки. Количество лопастей ветроколеса может быть различным, от двух и более. В качестве оси ветроколеса можно использовать, например, отрезок трубки или арматуры.

ветроколеса. Макет был сделан при помощи острого ножа из консервной банки, (которая очень похожа на бочку), и показал неплохие крутильные качества. Каждый может легко повторить этот опыт и попробовать цилиндрическое ветроколесо в действии.
Снять энергию с вертикального ветроколеса не представляет сложности, даже без применения сварки для соединения деталей. Для передачи энергии можно использовать, например, велоцепь, ремень или обрезиненный ролик. В качестве электрогенератора можно использовать, например, подходящий по мощности микроэлектродвигатель на постоянных магнитах или готовый велосипедный или мотоциклетный генератор. Можно также смонтировать простейший возбудитель генератора на постоянных магнитах прямо на днище бочки или на оси ветроколеса. Вертикальная схема ветрогенератора позволяет без труда организовать кривошипный механизм и обеспечить возвратно-поступательное даижение исполнительного механизма. Например, к кривошипу можно "привязать" поршневой или мембранный насос. Не исключается и кулачковая пара , например кулачок-бензонасос, или кулачок и линейный электрогенератор, т.е. катушка - магнит и т.д. и т.п. Один изобретатель для извлечения электричества недавно приладил к миниатюрному ветрогенератору пъезоэлемент.
Можно придумать большое количество вариантов использования старых бочек для изготовления ветрогенераторов, например, см следующие две схемы: а - из одной бочки, б - из двух бочек.

Самое сложное - сделать первый шаг. Отметим только, что любой фрагмент бочки - это уже готовая лопасть ветрогенератора, которую даже не нужно изгибать. Соединять их можно на винтах - саморезах, болтиках или заклепках. Нагрузки на детали в небольшом ветрогенераторе не велики. Вариантов вырезывания лопастей из бочек и соединения их в пространственные конструкции может быть великое множество - только вопрос фантазии. Бочку можно резать вдоль, поперек и наискосок - кому как нравится. Наличие сварочного аппарата делает возможности формотворчества неограниченными. Из фрагментов бочки можно построить все известные и новые виды ветро-роторов.
Я бы назвал эти конструкции в шутку бочкогенераторами. Возможно, они не самые совершенные с точки зрения аэродинамики, но зато - очень простые в изготовлении. Своего рода игра.
Малогабаритный ветрогенератор может петь и мигать лампочками, его можно использовать для зарядки аккумуляторов, питания электронных приборов, освещения, подачи и подогрева воды, вентиляции помещений, сушки древесины, аэрации водоемов и т.д., в местах, удаленных от постоянных источников энергии. Например, - на пастбище, бахче, огороде, полевом стане, на пограничной заставе и т.д. и т.п. Небольшой ветрогенератор с вертикальным ветроколесом может быть просто привязан к дереву. Изготовить ветрогенератор из подручных материалов способен даже школьник.
Между прочим, когда С.И.Мосин изобретал свою знаменитую трехлинейную винтовку, с электричеством в нашей стране были большие проблемы. Поэтому токарный станок, на котором он вытачивал детали винтовки, пририводился в движение ветрогенератором. И этот ветрогенератор знаменитый оружейник построил на крыше собственного дома.
Следует помнить, что ветрогенератор, даже при небольшом ветре, может нанести своими лопастями удар большой силы. Всякий движущийся механизм опасен ! Все острые кромки деталей должны быть тщательно притуплены.


Рекомендуем почитать еще:

Ветрогенератор - На территории нашей страны много мест где преобладают постоянные ветра. Возникает вопрос, почему не использовать это явление для блага нашего населения? Пусть ветра приносят в наш дом тепло и свет, и никакие перебои с подачей электричества нам не будут страшны.................

Гелиосистемы Гелиосистемы Гелиосистема представляет собой систему, основанную на солнечных вакуумных коллекторах. Ее предназначение производить обогрев воды определенной температуры, благодаря поглощению солнечных лучей и дальнейшему их преобразованию в тепло.................

Ветрогенераторы вертикальные и горизонтальные - Существующие типы ветряных генераторов
Сегодня существует огромное количество ветряных генераторов, они могут квалифицироваться по следующим параметрам...................

Парусные и роторные генераторы - Как правильно выбрать ветрогенератор. Выбрать сегодня ветряную установку для выработки электроэнергии довольно сложно среди большого ассортимента продукции. Многие, поддавшись воздействию рекламы или словам продавцов, сильно пожалели о своей покупке..................

Солнечные батареи - Сравнительно недавно была налажена технология с помощью которой можно, используя фотоэлектрические преобразователи получать ток от солнечного света. Основные преимущества солнечных батарей были в том, что энергия бесплатна.................

Мини-ГЭС - По сравнению с крупными электростанциями, мини-ГЭС имеют несколько различных преимуществ. Главным из них, является возможность их установки в самых удаленных районах нашей страны. Для того, чтобы такие мини-станции работали эффективно, необходим всего лишь небольшой водный источник, который имеет в своем русле.................