Самодельный ветрогенератор на базе асинхронного двигателя

Изготовление самодельного ветряка может решить проблему получения основного или дополнительного бесплатного источника энергии для индивидуального использования. Ветрогенератор из асинхронного двигателя своими руками вполне можно сделать в домашних условиях. При выработке электроэнергии генератор мощностью до 1 кВт он вполне способен обеспечить электропитанием некоторые бытовые приборы, отопление или освещение.

Из чего состоит

1. Ротор с лопастями и ветротурбиной, оснащенный специальным хвостом для ориентации против ветра или ветроколесо;
2. Мачта с растяжками или без таковых, на которой закрепляется ротор. Обычно строят мачты высотой от 3 до 7 м;
3. Аккумуляторные батареи (чаще всего используют свинцовые стартерные кислотные аккумуляторы);
4. Электрогенератор переменного тока, для которого используется асинхронный двигатель;
5. Устройство для контроля заряда аккумуляторов (контроллер);
6. Преобразователь, подключенный к бытовой сети (инвертор), мощностью от 600 до 1500Вт;
7. Молниеотводящая система (заземление).

Принцип работы

Домашние ветряки не имеют принципиальных отличий от ветрогенераторных установок, используемых в промышленных масштабах. Главное — получение переменного напряжения с помощью преобразования кинетической энергии в электрическую. Чистая энергия ветра через крутящий момент ветроколеса роторного типа передается на генератор, в качестве которого чаще всего используется асинхронный двигатель.

Генератор вырабатывает ток, поступающий в аккумуляторные батареи с модулем и контроллером заряда, и далее — в инвертор постоянного напряжения, подключенный к сети. На выходе получается переменное напряжение, используемое для бытовых нужд (220В 50Гц). Переменное напряжение от генератора с помощью контроллера преобразуется в постоянное для зарядки аккумуляторов (обычно на 12-24В). Инверторы могут работать в качестве источника бесперебойного питания, то есть переключать при необходимости питание бытовых приборов на аккумуляторы или на генератор.

Пример постройки

Материалы и инструменты

Для устройства самодельного ветрогенератора на базе асинхронного двигателя помимо электроники понадобятся:

1. Труба металлическая диаметром не менее 7 см с соответствующей толщиной стенок для создания мачты;
2. Стальная или поливинилхлоридная труба для лопастей. Также могут быть использованы деревянная доска, профиль из стеклоткани, пропитанный эпоксидной смолой или готовые лопасти;
3. Бетон, дерево или металл для устройства опоры;
4. Дрель с подходящими сверлами, ножовка, рулетка, разводной ключ, газовый ключ;
5. Металлическая рама или станина для закрепления лопастей и генератора с поворотным узлом; металлический лист для изготовления хвоста; инструмент для резки металла;
6. Костыли и хомуты для крепления растяжек.;
7. Стальной трос (оцинкованный) сечением 12 мм для изготовления растяжек.

Характеристики

1. Мощность от 1,32 кВ.
2. Наличие неодимовых магнитов, обеспечивающих оптимальную электромагнитную электродвижущую силу (ЭДС), либо металлической гильзы для магнитов, надеваемой на ротор (магниты используются чаще).
3. Правильное размещение магнитов на роторе, то есть полюсное чередование NS.
4. Ротор перед размещением магнитов должен быть проточен на толщину используемых магнитов.
5. Переделка обмотки статора не всегда требуется в случае использования неодимовых магнитов. Однако обмотка с использованием провода большей толщины улучшает рабочие показатели. Оптимальна перемотка статора на 6 полюсах проводом толщиной до 1,2 мм, до 24 витков на катушках.

Особенности монтажа

1. Для монтажа ветрогенератора обычно используют трехлопастное ветроколесо диаметром около 2м. Применение большего количества лопастей или лопастей большей длины нецелесообразно. В любом случае, при выборе формы, размеров и конфигурации лопастей необходимы минимальные предварительные расчеты;
2. Если делаете монтаж своими руками, следует учитывать состояние почвы для крепления самой опоры и растяжек. Для мачты необходимо устройство углубления до полуметра с последующей заливкой бетоном.;
3. Для подсоединения к сети нужно всегда сначала включать аккумуляторы, и только потом ветрогенератор;
4. При выборе горизонтальной или вертикальной осей вращения ветрогенератора чаще всего в быту отдается предпочтение именно вертикальной оси в силу конструктивных особенностей. Кроме того, могут быть использованы роторы Дарье и Савониуса;
5. Необходимо обеспечить защиту генератора от влаги с помощью герметизирующих прокладок или колпака;
6. Опора и мачта устанавливаются на открытом месте. Высота мачты достигать 15м, однако чаще всего используют мачты высотой до 5-7м;
7. Рациональным является использование ветрогенератора в качестве дополнительного источника питания, например, для обогрева помещений и подогрева воды с помощью теплоэлектронагревателей (ТЭНов);
8. Могут использоваться не во всех климатических условиях, поскольку оптимальная сила ветра должна составлять около 7-8м/с;
9. Для самостоятельного изготовления ветряка требуются точные расчеты; токарная обработка деталей асинхронного двигателя не всегда доступна; требуется наличие электрических модулей и определенная доля экспериментов и проб.