Как обеспечить дачу электроэнергией с помощью ветряка

к содержанию ↑

Ветрогенератор и его основные типы

Человечество постоянно находится в поиске новых альтернативных источников энергии. К таковым относится ветрогенератор — который преобразует кинетическую энергию ветра в электроэнергию.

Ветрогенераторы разделяются два основных типа:

  • Роторный (карусельный);
  • Крыльчатый.

Тип

Ось вращения Преимущества Недостатки
Роторные ветряки вертикальная
  1. Низкий уровень шума;
  2. Работает в зоне с высокой турбулентностью;
  3. Низкая материалоемкость;
  4. Не требует большой высоты и высокой скорости ветра для оптимальной работы;
  5. Не требует ориентации на ветер.
КПД, по сравнению с крыльчатыми, значительно ниже
Крыльчатые ветряки горизонтальная
  1. Высокий КПД;
  2. Стоимость установки ниже роторных;
  3. Быстроходность.
Более материалоемкий

к содержанию ↑

Принципы правильного подбора ВЭУ для дачи

Работа ветроэлектрической установки зависит от трех видов энергий: выработанной, потребляемой и аккумулированной. То есть, приобрести один ветрогенератор и установить его на даче — недостаточно. Иногда постоянный ветер может чередоваться с полным штилем или шквальными порывами. Для того чтобы сделать запас электроэнергии, ветрогенетатор комплектуется батареями-накопителями (аккумуляторами), контроллерами заряда к ним и инверторами.

Ветрогенератор для дачи

к содержанию ↑

Основные расчеты при выборе ВЭУ

Для дачи, оборудованной благами цивилизации по всем современным стандартам (телевизор, ноутбук, стиральная машина, спутниковая антенна и прочие электрические приборы), необходимы ветрогенераторы мощностью от 5 до 7 кВт.
Чтобы правильно подобрать ветрогенератор, необходимо знать:

  1. Суточную пиковую нагрузку всех приборов, работающих от электричества;
  2. Суммарное ежедневное потребление электроэнергии;
  3. Среднегодовую скорость ветров в той местности, где планируется ставить ветрогенератор.

Реальная мощность отдачи ветра исчисляется по формуле: Р=V^3*D^2/7000, где V — скорость ветра (м/сек), D — диаметр винта (м). Полученное число необходимо умножить на 1,2 (принято считать, что потери энергии в системе составляют 20% от той, которую производит ветряк).
Ветрогенератор для дачи на мачте

к содержанию ↑

Аккумуляторы и инверторы

Расчет необходимой скорости заполнения аккумуляторов: если суточное потребление составляет 5 кВт (или 210 Ватт в час). Это означает, что скорость зарядки аккумулятора не должна быть ниже, чем 210 Ватт в час.
Выбор инвертора для ветряка напрямую зависит от пиковой нагрузки. Так называемая выходная мощность, должна быть равной или немного превышать максимальную нагрузку всех приборов, требующих одновременное использование. Если значение пиковой нагрузки составляет 4 кВт, инвертор в 5 кВт будет оптимальным вариантом.

к содержанию ↑

ВЭУ собственного производства

В качестве генератора для ветряка в нашем случае, для дачи, лучше брать двигатели постоянного тока. Идеально подойдет старый компьютерный мотор с ленточным приводом, если такового нет, то можно использовать автомобильный генератор. Ветряки с таким генератором при скорости ветра 10 м/с могут выдавать мощность до 140 Ватт.
Чтобы изготовить ветряк, понадобится:
Ветрогенератор горизонтальный на мачте

  1. Автомобильный генератор и новый ротор к нему. Родная катушка генератора сама потребляет около 3 Ампер, что значительно понижает КПД ветряка, а новый ротор, доукомплектованный магнитами, габариты которых составляют 20х10х5, решит эту проблему. Диаметр ротора рассчитывается: диаметр генератора минус толщина магнитов и минус зазор (1,5 мм*2). Т.е. если диаметр автомобильного генератора равен 89 мм, то диаметр ротора в итоге должен получиться: 89-10-3=76 мм.
  2. Количество магнитов зависит от количества зубьев на статоре:
  • Статор на 18 зубьев — необходимо 12 магнитов;
  • Статор на 36 зубьев — 24 магнита.

Магниты крепятся с помощью скотча и эпоксидной смолы, через равные расстояния, с чередованием полюсов и без скоса.

  1. С целью повышения работоспособности, ротор необходимо перемотать. Для этого понадобится картон (можно взять обычный или пленкоэлектрокартон) и медный эмальпровод диаметром сечения не более 1 мм. Чтобы избежать замыкания обмотки на железо, необходимо в пазы между зубами статора вставить полоски из картона. Наматывание производится прямо на зубцы, причем в определенной последовательности: первая фаза -1-й, 4-й,7-й и т.д., вторая фаза — 2-й, 5-й, 8-й и т.д., третья фаза — 3-й 6-й, 9-й и т.д. зубья. На выходе должна получиться трехфазная обмотка.


При этом не важно, в какую сторону мотать, главное, чтобы вся обмотка была в одном направлении, а витки плотно прижаты друг к другу от основания зуба до его конца. Всего на одном зубце должно получиться два — три ряда по 13 витков каждый. После окончания процедуры, концы проводов соединяются звездой и вся намотка, в целях фиксации, пропитывается эпоксидной смолой.
На выходе должен получиться ветрогенератор, который при 250 оборотах в минуту выдает не менее 20 Вольт, а сопротивление каждой фазы в отдельности не превышает 3 Ома.

  1. Для изготовления мачты, на которую крепится рама, достаточно стальной трубы диаметром 3/4 дюйма. Рама должна быть оборудована поворотной осью и хвостом, чтобы ветряк балансировал по направлению ветра. Лучше если рама будет полая, в таком случае внутри можно будет разместить кабеля. Кабель должен быть не менее 2,5 квадрата.
  2. Все большую популярность приобретают ветрогенераторы с лопастями из ПВХ труб диаметром от 110 до 160 мм. Для получения оптимального коэффициента использования энергии ветра, можно применять следующий упрощенный вариант расчета габаритов лопасти (на примере ПВХ трубы диаметром 110 мм):

  • Длина лопасти при указанном диаметре не должна превышать 55 мм;
  • Основное число для расчетов получаем так: 110/5=22. Теперь находим линейные размеры лопасти, умножая данное число на коэффициенты: 22*2=44мм, 22*4=88мм, 22*2,5=55мм.
  • Изображаем прямую линию (ось абсцисс), на которой откладываем 2 точки: первая на расстоянии 8 мм (15% от общей длины) от начала трубы, вторая на 55 мм.(50%). Это две отправные точки, благодаря которым и формируется лопасть.
  • Корень лопасти — это начало трубы. Откладываем точку с координатами (0;44). Т.е. отмеряем 44 мм (22*2) перпендикулярно вверх от горизонтальной линии. Аналогично ставим точки со следующими координатами: (8;88), (55;55), (110;44). Соединяем точки и вырезаем лопасть. Для улучшения аэродинамических свойств, края той стороны, которая вращается вперед, нужно заострить, противоположной — закруглить.
  • На один ветрогенератор достаточно изготовить 4 таких лопасти.

Электронный контроллер зарядки и инвертор лучше приобрести в специальном магазине.


Оцените статью:
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Поделитесь с друзьями:
Комментарии посетителей
  1. Евгения Ответить

    Мой дед очень любит дачу и стройку. Показала ему эту статью, подумав, вдруг будет интересно. В итоге завтра едем на авторынок за генератором и ротором. Честно говоря, не ожидала, что эта идея так сильно воодушевит моего домашнего строителя, теперь еще и по магазинам за всякими инвенторами придется побегать) Надеюсь, у нас все получится, хотя я никогда в жизни ничего подобного не делала, даже страшновато немного

  2. Антон Васильев Ответить

    По типу представленного видел у соседа. Работает :). Наверно уже больше двух лет работает. Ну а ветра в казахских степях достаточно, с этим проблем не возникает.

  3. Антон Ответить

    Задумываюсь о подобном. У моего деда раньше стоял такой самодельный ветрогенератор. Я сам конечно вряд ли сделаю. Мне проще купить. Есть ли смысл ставить, если особых ветров нет?

    • Олег Дмитров Ответить

      Я думаю, что если у вас нет особых ветров, ставить его просто не имеет смысла. Вы только потратите деньги на запчасти, а никакой выгоды в итоге не получите. И вообще я не доверяю альтернативным источникам энергии: не будет ветра, и что теперь, без электричества сидеть?

  4. Иван Ответить

    Давно задумывался об использовании в деревенском доме альтернативных источников энергии, но не думал, что осуществить мою идею в России вообще реально. Гулял по сайтам, связанным с ремонтом. Спасибо за статью, пригодится.

  5. Семен Сергеев Ответить

    Идея интересна, хотя и не нова.
    В современных реалиях конструкция такого ветрогенератора должна быть разборной и компактной, т.к. применяться он будет в местах удаленных от цивилизации, проживание в которых носит сезонный характер (собственно, дача). На долгое время оставить боязно — утащат.
    К тому же аккумуляторные батареи нуждаются в периодическом обслуживании, требовательны к температурному режимы.
    Есть и другие тонкости в использовании.
    Такая станция, несомненно, пригодится дачникам, но на широкое распространение рассчитывать не стоит — больно капризная штука.

  6. Иван Ответить

    Имеет ли смысл устанавливать ветрогенератор в условиях сибирского климата ( ветров не так много), и если имеет, то как скоро окупятся затраты на его установку?

Добавление комментария