Ветрогенераторы самоделки

Домашнему мастеру важна идея, основной принцип механизма или устройства. Детали он додумает сам, исходя из своего понимания эффективности конструкции, наличия необходимых материалов и узлов.

Ветрогенераторы для частного дома, при всех своих достоинствах, в условиях России пока экзотическая и дорогая техника. Цена устройства заводского исполнения мощностью 750 ватт начинается от 50 тыс. руб., за покупку ветрогенератора на 1500 ватт с вас возьмут более 100 тыс. руб. Мастера, изготовившие своими руками не один домашний механизм, не могли пройти мимо возможности сконструировать самодельный ветрогенератор. Их опыт, знания и советы использованы в описании, предлагаемого для самостоятельного исполнения ветряка.

Главное отличие ветрогенератора от других систем генерации в том, что он постоянно вырабатывает энергию при движении воздуха со скоростью начиная от 2 м/с. Континентальные климатические условия России, обуславливают стабильное наличие такого ветра практически на всей территории.

Ветрогенераторы, в большей или меньшей степени, обеспечивают независимость от сетей электроснабжения. Эту независимость даёт блок аккумуляторов. Самодельные ветрогенераторы несложны в изготовлении своими руками, имеют небольшие размеры и удобны для установки.

к содержанию ↑

Выбор конструкции. Основные узлы и механизмы

Руками мастеров сделано много механизмов, использующих энергию ветра. Самодельные ветрогенераторы делятся на группы. Это горизонтальные и вертикальные ветрогенераторы. Отличаются устройства направлением оси ветряного колеса. У вертикальных колёс лопасти половину оборота колеса работают против потока ветра.

Горизонтальные ветрогенераторы, теряют обороты вращения из-за смены направления ветра. Как правило, домашние мастера берут за основу ветроколесо с горизонтальной осью вращения. Важно учесть, что во всей истории технических решений человека, трудно обнаружить применение ветряков с вертикальной осью, а горизонтальные ветряные мельницы машут своими крыльями веками.

к содержанию ↑

Общая схема ветрогенератора

Общя схема ветрогенератора

  1. лопасти ветряного колеса;
  2. генерирующее устройство;
  3. станина вала генератора;
  4. боковая лопатка защиты от сильного ветра;
  5. токосъёмник;
  6. рама крепления узлов;
  7. Поворотный узел;
  8. хвостовик;
  9. мачта;
  10. хомуты для растяжек.

Таблица 1. Технические характеристики

Диаметр ветроколеса (мм) 2000
Количество лопастей 6
Генератор Веломотор 24V, 250А
Мощность установки (ватт)

Скорость ветра 4 м/с

Скорость ветра 8 м/с

Более 8 м/с

30

240

Ограничивается контролером

Емкость аккумуляторной батареи 100 А/ч
к содержанию ↑

Лопасти ветряного колеса

Заготовки делаются своими руками из поливинила хлорида (ПВХ). Пластмассовые лопасти нетрудоемкие в обработке, нечувствительны к влажной среде. В качестве заготовки применяется напорная труба SDR PN 6,3 (диаметр 160 мм, толщина стенки 4 мм, длина 1000 мм).

Заготовка для лопасти ветрогенератора, труба ПВХ

Расчёт формы лопасти достаточно сложен. Используем шаблон (рисунок 2, размеры в мм), уже рассчитанный специалистами. Шаблон вырезается из плотного бумажного листа, прикладывается к трубе и прорисовывается контур. Заготовки вырезаются своими руками обычной пилой или электролобзиком.

Расчет лопастей ветрогенератора

Лопасть ветрогенератора

Вы получите 6 заготовок лопастей. Для повышения эффективности работы ветроколеса, уменьшения уровня шумности надо сточить все углы и зашлифовать поверхности изделий. Обработку целесообразно вести сразу всех заготовок, зажав их струбцинами или болтом через рабочее отверстие вне контура заготовки.

Заготовки для лопастей ветрогератора

Отшлифованная лопасть ветрогенератора

Лопасти крепятся к корпусу веломотора через муфту из стали (толщина 10 мм, диаметр 200 мм). К муфте сваркой крепятся шесть стальных полос с шириной в 12 мм и длиной в 300 мм с отверстиями для крепления лопастей.

Крепления для лопастей ветрогенератора

В сборе ветроколесо тщательно балансируется. Не допускается самопроизвольное вращение. Уравновешивание проводится стачиванием своими руками материала напильником с конца изделия. Ветроколесо приводятся в одну плоскость вращения путём изгибания стальных полос крепления.

к содержанию ↑

Генерирующее устройство

В качестве генератора используется электрический мотор для велосипеда с параметрами 24 В 250 Вт. Подобное изделие стоимостью от 5 до 15 тыс. руб. можно без труда заказать через сеть Internet.

Мотор колеса велосипедля в качестве генератора для ветряка

Таблица 2. Технические характеристики веломотора мощностью 250 Вт

Производитель Golden Motor(Китай)
Номинальное напряжение питания 24 В
Максимальная мощность 250 Вт
Номинальные обороты 200 об/с
Крутящий момент 20 Нм
КПД 81%
Тип питания статора бесколлекторный

Муфта соединяется с корпусом мотора болтами, через отверстия под крепление спиц. Вполне возможно, подобрать генератор по более адекватной цене, как пример, электродвигатель с возбуждением на постоянных магнитах от ленточного накопителя электронной вычислительной машины. Параметры устройства 300 Вт, 36 В, 1600 об/мин.

Генераторы с необходимыми характеристиками можно изготовить своими руками из автомобильного устройства аналогичного назначения. Статор не подвергается изменениям, ротор оснащается неодимовыми магнитами. Отзывы мастеров о таких переделках генератора положительные.

к содержанию ↑

Установка генератора на раме

Веломотор, при использовании по назначению, работает при значительных нагрузках. Параметры расчётной прочности мотора удовлетворяют условиям использования изделия, как генератора ветряка самоделки. Вал генератора через резьбовое соединение крепится к станине, изготовленной своими руками из алюминиевого сплава толщиной 10 мм. Станина соединяется болтами с рамой.

Станина соединяется с болтами на раму

Габариты станины, размещение отверстий определяются габаритами выбранного генератора. Для изготовления рамы подбирается отрезок швеллера с толщиной в сечении 6-10 мм. Конструкционные размеры рамы зависят от габаритов узла поворота.

к содержанию ↑

Поворотный узел и токосъёмник

Поворот ветрогенератора на ветер, его крепление на мачте, передачу электроэнергии к блоку управления обеспечивает узел поворота.

Узел поворота ветрогенератора, схема

  1. диэлектрическая ось токосъёмника;
  2. контактный узел;
  3. токосъёмники;
  4. рама;
  5. сварочный шов;
  6. корпус поворотного устройства;
  7. подшипники качения;
  8. вал поворотного устройства;
  9. мачта;
  10. электрические провода.

Подшипники для ветрогенератора

Из рисунка и фото легко понять конструкцию поворотного узла и сделать механизм своими руками, материал для заготовок стальные трубы. Подшипники лучше применить роликовые, как более устойчивые к осевым нагрузкам.

Не более сложна конструкция токосъёмника.

Поворотный механизм ветрогенератора

Часть поворотного механизма ветрогенератора

Контактный узел изготавливается из медного прутка квадратного сечения со стороной 10 мм. К ним припаивается изолированный медный провод сечением не менее 4 мм.

к содержанию ↑

Защита от сильного ветра

Скорость ветреного потока, при которой самодельные ветрогенераторы работают в номинальном режиме, составляет 8 м/с. При большем ветре требуется защита от разрушения изделия. Надёжным устройством защиты является механизм боковой лопатки, изготовленный своими руками.

Боковая лопатка ветрогенератора для защиты от ураганного ветра схема

При номинальной для таких изделий, как самодельные ветрогенераторы, скорости потока 8 м/с, давление на боковую лопатку ниже усилия растяжения пружины защиты. Ветрогенератор работает и направляется по потоку хвостовым оперением. При увеличении давления потока на ветроколесо, срабатывает пружина лопатки. Ветроколесо поворачивается, сокращая вырабатываемую мощность. Высокие скорости потока, через давление на боковую лопатку, целиком разворачивают ветроколесо, устанавливая его параллельно направлению потока, генерация энергии прекращается.

к содержанию ↑

Электрическая схема

Электрическая схема собирается из следующих составляющих:

• генератора (веломотора);

• блока управления;

• аккумуляторной батареи;

• силовых и коммутационных проводов.
Электрическая схема ветрогенератора

Приведённая принципиальная схема дорабатывается с учётом того, что блок управления должен обеспечить:

• зарядку аккумулятора, ограничив допустимыми значениями ток зарядки;

• подключение к генерирующему устройству балластной нагрузки при окончании зарядки аккумуляторной батареи, исключая переход колеса вразнос;

• режим электроторможения, останавливая ветрогенератор.

к содержанию ↑

Мачта ветряка

Мачтой под ветрогенратор могут служить металлические трубы с диаметром 100 мм и выше. Минимальная высота мачты 6 метров на открытой местности. Если нет открытой площадки, высота мачты увеличивается на 1 м против высоты препятствий, входящих в радиус 30 м от основания башни.

Мачта для ветряка

Мачта для ветряка

Вес ветряка в сборе с мачтой довольно значителен, что требует использования противовеса, который облегчит процесс установки и спуска мачты, ремонтные работы. Чем больше высота изготовленной своими руками мачты, тем большему воздействию потока ветра подвергаются узлы вашей самоделки. Отзывы мастеров рекомендуют устанавливать растяжки каждые 5,5 м высоты мачты. Самодельные растяжки крепятся на земле анкерами по радиусу, составляющим минимум 50% высоты мачты.

Готовый самодельный горизонтальный ветрогенератор на мачте

На фото изображён готовый самодельный ветрогенератор. Вращающиеся ветроколесо, генератор, формируемое им электрическое напряжение и смена погодных условий делают самоделки опасными механизмами. Соблюдайте предельную осторожность при эксплуатации и ремонтных работах на изготовленном своими руками изделии. В обязательном порядке надёжно заземлите мачту.





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

    В статье мало внимания уделено блоку аккумуляторов — на мой взгляд нужна электронная схема, которая полностью бы выключала зарядку при 100% емкости батареи — иначе возможна порча аккумуляторов из-за перезарядки.
    И важный вопрос из чего делать растяжки и как крепить их — обычная капроновая веревка боится хулиганов а металлический трос будет испытывать коррозию в летнее время.
    Необходимо продумать надежное крепление растяжек, которое выдержит порывы ураганного ветра, обычный вбитый кол в землю может вылететь.

  2. Андрей Ответить

    А есть ли у нас специалисты к которым можно обратиться за помощью в установке? Хотелось бы у себя на даче поставить такой генератор, но, увы, я в этом не силен, надеюсь на помощь специалистов. А вообще очень заинтересовал этот вопрос.

  3. Такой генератор очень интересен хотя бы тем, что зависит от погодных условий. Схема не сложная, если аккуратно делать и все детали учитывать, то получится может. Вот этот электрический мотор, его лучше покупать где и за какую цену? Зависит ли цена от качества? Я новичок в этой теме, но хочется попробовать сделать самому, хотя конечно может и не получится.

  4. Виталий Ответить

    Интересная идея сэкономить на электричестве. Я бы поставил такой на даче. А что, и государству платить не надо и экология не страдает. Скажите, реально ли собрать такой ветрогенератор без специальных навыков?

  5. Алексей Ответить

    Просто замечательная идея и как способ получения бесплатного электричества в доме. Надо бы попробовать сделать нечто подобное, или найти и купить где-нибудь. Так как все равно станка нету, что бы не которые детали выточить.

Добавление комментария