Собираем своими руками мощный ветрогенератор

Существующие типы ветрогенераторов и их выбор в зависимости от климатических условий. Подбор компонентов электрической схемы, рекомендации по устройству и самостоятельному изготовлению мощного ветряка.

Ветрогенератор большой мощности, способный дать энергию, которой будет достаточно не только для системы дежурного освещения, но и для питания всего имеющегося на даче или в коттедже электрооборудования, во многих случаях является не просто прихотью домашнего мастера, желающего сэкономить на оплате электроэнергии, а жизненной необходимостью. Но то, насколько реально самостоятельно построить мощный ветряк, и какой генератор будет самым оптимальным для повторения в домашних условиях, знают далеко не все, включая и тех умельцев, которые привыкли всё делать своими руками.

к содержанию ↑

Конструкция в зависимости от условий местности

Мощность, которую может выдать ветрогенератор, зависит от скорости ветра. Соответственно, при выборе конструкции ветряка, необходимо учитывать её среднегодовую величину в той местности, где он будет эксплуатироваться. Для справки: на территории нашей страны (за исключением прибрежных районов) лишь 5,0% времени дуют сильные ветра, со скоростью от 6 м/сек, ещё 15,0% — средние, со скоростью 3,0-6,0 м/сек, остальные 80,0% приходятся на слабый ветерок — 3,0 м/сек и менее.

В большинстве случаев, на рынке потребителям предлагают трёхлопастной горизонтальный ветрогенератор. Такой ветряк начинает работать при скорости ветра не менее 2,0-4,0 м/сек, и развивает паспортную мощность на скорости 7,0-10,0 м/сек. Генератор подобной конструкции нередко предлагают собрать своими руками и в сети интернет. Но, учитывая вышесказанное, становится ясно, что этот ветряк, скорее всего, не даст заявленной мощности или вообще будет простаивать. Кроме того, горизонтальный ветрогенератор имеет сложную конструкцию и малопригоден для самостоятельного изготовления.

Таким образом, следует ориентироваться не просто на самый мощный по своим характеристикам генератор, а на ветряк, который будет способен выдать приемлемую мощность при слабом ветре. При этом, ветрогенератор не должен быть слишком большой или сложный, для того чтобы его нельзя было изготовить своими руками в домашней мастерской. Практика показывает, что всем этим условиям удовлетворяют роторные ветрогенераторы. Хотя, стоит заметить, что в прибрежных районах, более актуальными, несмотря на свою сложность, могут всё же оказаться горизонтальные ветрогенераторы.

к содержанию ↑

Схема и принцип действия

Роторный ветрогенератор схема

На рис.1. изображен роторный ветрогенератор, цифрами обозначены следующие его составные части:

  1. Лопасти;
  2. Крестовина;
  3. Вал;
  4. Подшипники;
  5. Муфта соединительная;
  6. Стойка силовая;
  7. Коробка передач;
  8. Генератор;
  9. Растяжки;
  10. Лестница.

Ротор — это одна из важнейших частей, составляющих ветрогенератор, от размеров и формы лопастей которого зависит, сколько мощности (при равных прочих условиях) будет выдавать собранный своими руками генератор. Ротор раскручивается за счёт тяги, возникающей из-за разности давлений на вогнутые и выпуклые поверхности лопастей ветряка. Роторные ветрогенераторы тихоходны, но стабильны при резких порывах ветра и имеют большой крутящий момент. Установка роторного ветряка производится на высоте не менее 3-4 метров, в зоне, свободной от завихрений воздуха, происходящих из-за обтекания ветром различных зданий и сооружений.

к содержанию ↑

Изготовление лопастей

Лопасти роторного ветряка несложно изготовить своими руками из большой железной бочки (рис.2.). Резать бочку следует болгаркой или другим, подобным инструментом. Применение сварочного аппарата в данном случае недопустимо, т.к. металл покоробится от высокой температуры. Борта лопастей необходимо усилить, приварив прутки арматуры.

Схема раскроя металлической бочки

Рис. 2. Схема раскроя металлической бочки:

  1. Отверстие для крепления;
  2. Усиление борта;
  3. Контуры лопастей.

Лопасти ветряка крепятся к крестовинам болтами М14, таким образом, чтобы между валом и их бортами оставался зазор шириной 150,0 мм. Для изготовления верхней крестовины применяется листовая сталь толщиной около 6,0 мм. Нижнюю крестовину, на которую приходится весь вес ветряка, изготавливают из швеллера со стенками высотой не менее 50,0 мм, длиной в зависимости от объёма используемой бочки и, соответственно, размера лопастей.

Крепление лопастей ветрогенератора

Рис.3.Крепление лопастей:

  1. Лопасти;
  2. Крестовина;
  3. Вал;
  4. Болты М14.
к содержанию ↑

Монтаж

Стойка 6 (рис.1.), изготавливается из швеллера и своим нижним концом приваривается к вбитому в землю угольнику, на неё, в свою очередь, приваривается рама, на которой устанавливается генератор 8. Вал 3 имеет диаметр 35-50 мм и изготавливается из двух частей, что облегчает расточку посадочных мест под подшипники 4, которые закрепляются болтами на стенке швеллера. Части вала соединяют муфтой.

К стойке привариваются куски труб длиной 50,0 см, заменяющие лестницу. Сама стойка забивается в землю на глубину не менее 1,2 м и крепится 4-мя растяжками. После завершения монтажных работ ветрогенератор необходимо покрасить для защиты от коррозии, подходящей краской для наружных работ.

к содержанию ↑

Электрическая схема

Самый простой способ построить своими руками ветрогенератор достаточно большой мощности — это задействовать в его электрической схеме узлы от грузового автомобиля, трактора, автобуса или другой мощной машины. Для того чтобы обеспечить наилучшую совместимость электрооборудования, желательно брать все узлы в комплекте (генератор, аккумулятор и реле-регулятор), от одной модели автомобиля.

Схема электрооборудования ветрогенератора

Рис.4. Схема электрооборудования:

  1. Генератор;
  2. Реле-регулятор;
  3. Аккумулятор;
  4. Амперметр;
  5. Выключатель генератора (предохраняет аккумулятор от разряда в безветренную погоду);
  6. Выключатель освещения;
  7. Предохранитель;
  8. Лампы освещения.

Постоянный ток напряжением 12 V, которое выдаёт автомобильный генератор, подходит далеко не для всех целей. При необходимости, его можно превратить в переменный ток напряжением 220 V. Это можно сделать, укомплектовав генератор преобразователем напряжения промышленного изготовления или изготовленным своими руками.

Схема преобразователя ветрогенератора

Рис. 5. Схема преобразователя

На рис.5. приведена схема простого преобразователя напряжения, мощности которого (100 Вт) хватит для питания двух ламп дневного света или другого маломощного электрооборудования. В отличие от выпускаемых промышленностью преобразователей большой мощности, эта схема не требует настройки и может быть легко изготовлена своими руками. Аккумулятора 75 а/ч хватит на сутки работы преобразователя, без его подзарядки. КПД устройства составляет 80,0%.

Трансформатор преобразователя намотан на сердечнике площадью сечения 6,0 см2. Обмотка I — ПЭВ-2 1,56 26х2 витка, обмотка II — ПЭВ-2 0,44 140х2 витка, обмотка III — ПЭВ-1 0,27 640,0 витков. Транзисторы Т1, Т2 — П210Б (допускается замена на КТ 825 с буквенными индексами Г, Д, Е) устанавливаются на теплопроводящие радиаторы. Если преобразователь не возбуждается, следует поменять местами плечи обмотки обратной связи (обмотки II).

к содержанию ↑

Передача

Нельзя забывать про несоответствие между тихоходностью роторного ветряка и высокими оборотами, которые требует для нормальной работы генератор, что вызывает необходимость в использовании ускоряющей передачи. В этом качестве можно использовать редуктор, но его надёжность при использовании для повышения оборотов будет довольно низкой. Самый лучший способ решения этой проблемы — применение клиноременной передачи от тракторного генератора с передаточным числом от 1,5 до 2,0, которая, помимо увеличения скорости вращения, позволит также решить проблему по его передаче с вертикального вала ротора на горизонтально расположенный генератор.





Оцените статью:
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars
Загрузка...
Поделитесь с друзьями:
Добавление комментария