Самодельный ветрогенератор представляет собой установку для выработки электроэнергии за счет применения ветра. Подобные устройства обычно применяются в качестве альтернативного источника электроэнергии. Самодельный ветрогенератор для дома способен на сто процентов обеспечивать электричеством семью из нескольких человек. Такие установки являются действенным методом генерации электроэнергии в населенных пт, которые удалены от центральных энергосетей. Ветрогенератор приводится в движение силой ветра, которая потом преобразуется в энергию вращательного движения. Установки на 30 кВт в состоянии употребляться в качестве автономного источника электричества для обеспечения потребностей промышленных и жилых объектов.
Особенности самодельных ветрогенераторов
Для того, дабы обеспечить электроэнергией личный дом можно применять вертикальный ветрогенератор мощностью до 2 кВт. Механизм работы ветроэлектрической установки заключается в преобразовании кинетической энергии ветряного потока в механическую энергию лопастей. Механическая энергия в свою очередь крутит ротор и генерирует электрический ток.
Стандартный ветрогенератор состоит из следующих узлов:
- крутящиеся лопасти
- ротор турбины
- генератор и его ось
- инвертор, модифицирующий переменный ток в неизменный
- аккумулятор
Ветрогенератор может быть дополнительно обустроен контроллером. Самодельный контроллер для ветрогенератора применяется для заряда аккума и контроля за состоянием батареи. При полном заряде аккума контроллер останавливает ветряк.
Работа ветряного генератора осуществляется следующим образом. При вращении ротора генерируется трехфазный переменный ток, который направляется через контроллер и потом подзаряжает батарею неизменного тока. После инвертор конвертирует ток для употребления и пускает его для того, дабы обеспечить освещение и электропитание для телека, холодильника и другой домашней техники.
Виды ветрогенераторов
Ветряки могут различаться по следующим характеристикам:
- количество лопастей
- материалы производства
- ориентация оси вращения относительно поверхности земли
- шаговый признак винта
Многолопастные модели более эффективны по сопоставлению с двух- либо трехлопастными, так как они приводятся в движении при самых малых проявлениях воздушных потоков. Лопасти могут быть жесткими либо парусными. Жесткие обычно делаются из металла либо стеклопластика. По направлению оси вращения различаются вертикальные и горизонтальные модификации.
Более обширное использование получили ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения ротора. Такие установки отличаются высочайшим КПД, усовершенствованной защитой от ураганных порывов ветра и обычной регулировкой мощности. Вертикальные модели ординарны в монтаже, бесшумны и могут работать даже при слабеньких порывах ветра.
Модель на неодимовых магнитах
Самодельный ветрогенератор на неодимовых магнитах становится все более пользующимся популярностью в почти всех русских регионах. В качестве базы такового устройства нужно применять ступицу от авто с тормозными дисками. Деталь лучше разобрать и проверить на исправность, смазав подшипники и удалив ржавчину.
Неодимовые магниты наклеиваются на диски ротора. Например можно взять 20 магнитов маленького размера. При выборе количества магнитов необходимо держать в голове, что в однофазовом генераторе количество полюсов должно совпадать с числом магнитных частей. Для трехфазной модели это соотношение может быть 2 к 3 либо 4 к 3. В процессе установки магнитов необходимо чередовать их полюса. Дабы не ошибиться лучше применять прямоугольные магниты. Для крепления магнитов необходимо применять самый надежный клей.
Ролик по сборке такового генератора можно поглядеть здесь:
Генератор на магнитах будет работать отлично, если статорные катушки будут верно рассчитаны. По опыту понятно, что для зарядки аккума на 12 В, в катушках должно быть поровну распределено около 1000 витков. Намотка катушек осуществляется толстыми проводами, дабы понизить сопротивление. Мачта ветрогенератора должна быть высотой от 6 и поболее метров. Под мачту необходимо вырыть яму с предстоящей заливкой бетона. Лопасти для устройства делаются из поливинилхлоридных труб.
Модель из авто генератора
Самодельный ветрогенератор из авто генератора нужно делать из девайсов ( аккумулятор, реле и прочее) с одной машины. При всем этом для сотворения ветряка лучше применять авто генератор от сильной техники ( к примеру от трактора).
Так как потребителям нужен переменный ток, то нужно предугадать инвертор либо преобразователь. В регионах с высочайшей скоростью ветра можно устанавливать ветрогенераторы для выработки огромных мощностей.
Для сборки таковой модели пригодится следующее:
- авто генератор на 12 В
- аккумулятор
- вольтметр
- реле аккумуляторной зарядки
- лопасти
- крепежный материал
Сначала делается ротор. Хорошим решением будет создание роторного колеса из 4 лопастей. Этот элемент делается из листового железа. При способности можно применять металлическую бочку.
Готовый ветряк соединяется с осью генератора. Для этого высверливается отверстие, соединение фиксируется болтами. После чего собирается электрическая схема и устанавливается мачта. Потом необходимо закрепить авто генератор с проводами, которые подсоединяются к аккуму и преобразователю напряжения. Для правильной сборки лучше применять приготовленные чертежи.
Схожая установка устанавливается довольно стремительно без особенных сложностей. Таковой ветрогенератор неплох простотой, надежностью и бесшумной работой.
Видео со сборкой такового ветрогенератора можно поглядеть тут:
Модель из асинхронного мотора
Самодельные ветрогенераторы из асинхронного мотора до 10квт отыскали обширное использование для бытовых целей. Для производства такового устройства прежде всего нужно подобрать электродвигатель с низкими оборотами, у которого имеется три либо четыре пары полюсов.
Для конфигурации мотора под нужды генератора нужно проточить ротор и наклеить к нему магниты с помощью эпоксидного клея. Статор перематывается более толстым проводом, дабы повысить ток. Проточку ротора можно выполнить на токарном станке.
Перед тем, как приклеить магниты ротор необходимо разметить на полюса. Для того, дабы высчитать нужное количество магнитов необходимо найти длину окружности ротора после проточки. Эта длина соответствует высоте втулки. Толщина магнитов должна находится в спектре ( 0,1- 0,15) D, где D – это поперечник окружности ротора. После чего рассчитывается число секций, куда будут приклеиваться магниты с одним полюсом. Число секций составит L/p, где p – число полюсов электродвигателя, а L- высота втулки.
Магниты должны размещаться под маленьким скосом. Полюса должны чередоваться. Магниты размещаются плотно друг к другу и после приклеивания на эпоксидную смолу заматываются скотчем.
Видео с таковой моделью ветрогенератора можно поглядеть здесь:
По окончанию сборки ветрогенератора его необходимо проверить на выходную мощность. Для этого ротор приводится во вращении со скоростью, которая соответствует номинальной скорости измененного электродвигателя. Такие тесты можно выполнить с помощью дрели и лампочек с разной мощностью.
Сбалансированный вариант ветрогенератора необходимо выбирать исходя из нужной мощности из погодных критерий определенного региона.
Как выполнить самодельный ветрогенератор на 220 В (4 кВт)
В плане ветроэнергетических ресурсов Наша родина занимает достаточно двоякое положение. С одной стороны, на ее долю приходится большущая площадь, богатая равнинными местами. С другой — ветры тут неспешные, имеют маленький потенциал. Они могут быть достаточно буйными в местах, где проживает не много людей. В согласовании с этим становится животрепещущей задачка обустройства самодельного ветрогенератора.
Источник электричества
Как минимум 1 раз в год растут тарифы на услуги электроэнергии, часто — в пару раз. Это лупит по кармашку людей, заработная плата которых не вырастает настолько же быстро. Домашние умельцы ранее прибегали к обычному, но достаточно опасному и нелегальному методу экономии на электроэнергии. Они прикрепляли к поверхности расходомера неодимовый магнит, после этого тот приостанавливал работу счетчика.
Если обозначенная схема вначале работала слаженно, то в предстоящем с ней появлялись задачи. Разъяснялось это несколькими причинами:
- Контролеры стали почаще ходить по домам и проводить внеплановые проверки.
- На счётчики стали приклеивать особенные стикеры, под воздействием которых стали темнеть магнитные поля. Соответственно, вычислить такового нарушителя не составляло трудности.
- Стали выпускаться новые счётчики, которые не имели восприимчивости к магнитному полю. Заместо стандартных моделей появились электронные узлы.
Всё это подтолкнуло людей к поиску других источников электроэнергии, например, ветрогенераторов. Если человек проживает в областях, где часто дуют ветры, такие приспособления становятся для него «палочкой-выручалочкой». Устройство употребляет силу ветра для получения энергии.
Корпус обустроен лопастями, приводящими в движение роторы. Электроэнергия, приобретенная таким макаром, трансформируется в неизменный ток. В предстоящем она перебегает к потребителям или скапливается в аккуме.
Самодельный ветрогенератор может выступать в качестве головного либо дополнительного источника энергии. В качестве вспомогательного устройства он может греть воду в бойлере или подпитывать домашние осветительные приборы, тогда как вся остальная электроника работает от главной сети. Вероятна работа таких генераторов и в качестве головного источника там, где дома не подключены к электричеству. Тут устройства подпитывают:
- лампы и люстры;
- отопительное оборудование;
- бытовую электронику.
Ветровая электрическая станция способна подпитывать низковольтные и традиционные приборы. 1-ые работают от напряжения 12−24 Вольт, а ветрогенератор способен обеспечивать мощность на 220 Вольт. Он делается по схеме с внедрением инверторных преобразователей. Электричество скапливается в его аккуме. Есть модификации на 12−36 Вольт. Они отличаются более обычный устройством. Для них используются стандартные контроллеры заряда аккума. Дабы обеспечить подогрев жилья, довольно выполнить ветрогенераторы своими руками нa 220 В. 4 кВт — это мощность, которую обеспечит их мотор.
Особенности изделия
Создавать ветряк своими руками прибыльно. Довольно выяснить, что заводские изделия мощностью не больше 5 кВт стоят до 220000 р., как становится понятно, как лучше применять доступные материалы и выполнить их без помощи других, ведь благодаря этому получится сберечь много средств.
Непременно, заводские модификации изредка ломаются и являются более надежными. Но уж если поломка случится, придется издержать большие суммы на покупку запасных узлов.
Магазинные модели нередко недосягаемы большинству людей. Дабы окупить издержки на покупку такового устройства, нужна от 10 до 12 лет, хотя отдельные виды устройств и отбивают эти расходы некоторое время назад. Сделав ветрогенератор 2 кВт своими руками, можно получить далековато не самую совершенную конструкцию, но в случае поломки ее получится просто отремонтировать без помощи других. Маленький ветряк малой мощности способен собрать без заморочек хоть какой человек, который умеет обращаться с инструментами.
Главные узлы
Как говорилось, ветряной генератор можно выполнить в домашних критериях. Нужно приготовить определенные узлы для его надежного функционирования. Они включают:
- Лопасти. Изготавливать их можно из различных материалов.
- Генератор. Его тоже можно собрать своими руками либо же приобрести готовый.
- Хвостовая зона. Применяется для движения лопастей по направлению вектора, обеспечивая максимально вероятный КПД.
- Мультипликатор. Наращивает скорость вращения ротора.
- Мачта для крепежа. Она играет роль элемента, на котором зафиксированы все обозначенные узлы.
- Натяжные тросы. Нужны для фиксации конструкции в целом и защиты от разрушения под воздействием ветра.
- Аккумулятор, инвертор и контроллер заряда. Содействуют преобразованию, стабилизации энергии и ее накапливанию.
Новеньким следует рассматривать обыкновенные схемы роторного ветрогенератора.
Аннотация по изготовлению
Ветряк можно изготавливать даже из пластмассовых бутылок. Он будет вертеться под действием ветра, издавая при всем этом шум. Вероятных схем обустройства таких изделий существует много. Ось вращения допустимо располагать в них вертикально либо горизонтально. Эти устройства применяются в главном для борьбы с вредителями на приусадебном участке.
Самодельный ветрогенератор похож на бутылочный ветряк по конструкции, но размеры его больше, и он отличается более основательной устройством.
Если к ветряку для борьбы с кротами на огороде приделать мотор, он сумеет давать электроэнергию и подпитывать, к примеру, светодиодные осветительные приборы.
Сборка генератора
Для сборки ветряной электростанции непременно будет нужно генератор. В его корпус нужно поставить магниты, которые будут обеспечивать электроэнергию в обмотках. Таковой тип устройства имеют отдельные виды электродвигателей, например, которые установлены в шуруповёртах. Но сделать из шуруповерта генератор не получится. Он не обеспечит нужной мощности. Его хватит разве что на подпитку маленькой светодиодной лампы.
Из авто генератора ветряную электрическую станцию тоже навряд ли получится выполнить. Разъясняется это тем, что в этом случае применяется обмотка возбуждения, получающая питание от аккума, почему он и не подходит для этих целей. Следует подбирать самовозбуждающийся генератор хорошей мощности или приобрести готовую модель. Специалисты советуют получать его в готовом виде, т. к. это устройство обеспечит высочайший КПД, но никто не мешает выполнить его своими руками. Предельная мощность у него будет находится на уровне 3,5 кВт.
Что будет нужно взять:
- Статор. Для него применяется 2 железных листа, разрезанных на круги поперечником 500 мм. На каждый кусочек наклеивают 12 неодимовых магнитов с поперечником 50 мм. Фиксируют их, несколько отступив от краев изделий, непременно с чередованием полюсов. То же самое делают со 2-ой окружностью, но полюсы ставят со сдвигом.
- Ротор. Конструкция содержит в себе 9 катушек, которые наматываются медной проволокой поперечником 3 мм. Нужно сделать по 70 витков во всех катушках. Дабы расположить их, следует обустраивать немагнитную базу.
- Ось. Делают её посреди ротора. Нужно отцентровать конструкцию, по другому она рассыплется под воздействием ветра.
Ставят ротор и статор и на дистанции 2 мм. Обмотки объединяют таким макаром, дабы вышел 1-фазный источник переменного тока.
Создание лопастей
В ветреную погоду из готового устройства можно добывать 3,5 кВт мощности. При средней интенсивности воздушного потока этот показатель составляет менее 2 кВт. Устройство бесшумное, если ассоциировать с моделями на электродвигателе.
Следует поразмыслить о месте монтажа лопастей. В рассматриваемом примере делается обычная модификация ветрогенератора горизонтального типа с 3-мя лопастями. Можно испытать сделать вертикальной вариант, но КПД у него будет пониженным. В среднем он составит 0,3. Единственным преимуществом таковой конструкции будет возможность работы при любом направлении ветра. Обыкновенные лопасти делаются при помощи таких материалов:
- Древесная порода. Ее недочетом является возникновение трещинок через некоторое время после пуска.
- Полипропилен. Лучший вариант для генераторов маленькой мощности.
- Металл. Считается долговременным и надежным материалом, из которого можно изготавливать любые по размеру лопасти. Идеальнее всего подходит в этом случае дюралюминий.
Одно дело — сделать своими руками лопасти для ветрогенератора, и совершенно другое — обеспечить сбалансированность конструкции. Если все аспекты не будут учтены, сильный ветер без особенного труда разрушит мачту. Как лопасти будут сделаны, совместно с ротором их устанавливают на монтажную площадку, где будет закреплена хвостовая часть.
Пуск и оценка эффективности
Даже если ветрогенератор был сделан по всем правилам, неверный выбор места для размещения мачты может сыграть злую шуточку с мастером. Элемент должен стоять вертикально. Генератор совместно с лопастями лучше расположить как можно выше — там, где «гуляют» сильные ветры. Вблизи не должно размещаться домов, всех больших построек, раздельно возрастающих деревьев. Всё это будет загораживать потоки воздуха. Если обнаружены какие-либо помехи, следует расположить генератор на определенном расстоянии от них.
После того как установка начнёт работать, следует подсоединить мультиметр к ветки генератора и проверить, имеется ли напряжение. Систему можно считать готовой к настоящей эксплуатации. После чего остается узнать, какое напряжение поступит в жилье и каким образом это будет происходить.
Процесс подключения в доме
После обустройства фактически бесшумного ветряка с неплохой мощностью нужно подключить к нему бытовые приборы. Собирая своими руками такое устройство, следует позаботиться о покупке инверторного преобразователя с эффективностью 99%. В таком случае утраты на переход неизменного тока в переменный будут меньшими, а в корпусе будут находиться три узла:
- Аккумуляторный блок. Способен впрок копить энергию, которая генерируется устройством.
- Контроллер заряда. Обеспечивает более длительный срок службы аккумуляторных батарей.
- Преобразователь. Трансформирует неизменный ток в переменный.
Можно устанавливать оборудование для питания осветительных устройств и домашней техники, которые могут работать на напряжении 12−24 Вольт. Потребность в инверторном преобразователе в таком случае отсутствует. Для устройств, позволяющих готовить еду, лучше использовать газовое оборудование с питанием от баллона.
Ветрогенераторы для дома: виды, примерные цены, изготовка своими руками
Неистощимая энергия, которую несут с собой воздушные массы, всегда завлекала внимание людей. Наши прадеды научились запрягать ветер в паруса и колеса ветряных мельниц, после этого он два столетия бесцельно носился по неоглядным просторам Земли.
Сейчас для него вновь нашлась нужная работа. Ветрогенератор для личного дома из разряда технических новинок становится реальным фактором нашего быта.
Давайте ближе познакомимся с ветряными электрическими станциями, оценим условия их выгодного использования и разглядим имеющиеся разновидности. Домашние умельцы получат в нашей статье информацию для размышления по теме самостоятельной сборки ветряка и устройствах, нужных для его действенной работы.
Что такое ветрогенератор?
Механизм работы бытовой ветряной электростанции прост: воздушный поток крутит лопасти ротора, насаженного на вал генератора и делает в его обмотках переменный ток. Приобретенное электричество запасается в аккумах и при необходимости расходуется бытовыми устройствами. Естественно, это облегченная схема работы домашнего ветряка. В практическом плане он дополняется устройствами, выполняющими преобразование электричества.
Сходу за генератором в энергоцепочке стоит контроллер. Он конвертирует трехфазный переменный ток в неизменный и направляет его на зарядку аккумов. Большая часть бытовых устройств не может работать от «постоянки», потому за аккумами ставится другое устройство – инвертор. Он делает оборотную операцию: превращает неизменный ток в бытовой переменный напряжением 220 Вольт. Понятно, что эти преобразования не проходят безо всяких следов и забирают от начальной энергии достаточно благопристойную часть (15-20%).
Если ветряк работает в паре с солнечной батареей либо другим генератором электричества (бензиновым, дизельным), то схема дополняется автоматическим выключателем (АВР). При выключении основного источника тока, он активирует запасный.
Для получения наибольшей мощности ветряной генератор должен размещаться вдоль ветрового потока. В обычных системах реализуется принцип флюгера. Для этого на обратном конце генератора закрепляется вертикальная лопасть, разворачивающая его навстречу ветру.
В более массивных установках стоит поворотный электромотор, управляемый датчиком направления.
Главные виды ветрогенераторов и их особенности
Существует две разновидности ветрогенераторов:
- С горизонтальным расположением ротора.
- С вертикальным ротором.
1-ый тип – часто встречающийся. Он характеризуется высочайшим КПД (40-50%), но имеет завышенный уровень шума и вибрации. Не считая этого, для его установки нужна огромное свободное место (100 метров) либо высочайшая мачта (от 6 метров).
Генераторы с вертикальным ротором энергетически наименее эффективны (КПД практически в 3 раза ниже, чем у горизонтальных).
К их преимуществам можно отнести обычный установка и надежность конструкции. Низкая шумность позволяет ставить вертикальные генераторы на крышах домов и даже на уровне земли. Эти установки не страшатся оледенения и ураганов. Они запускаются от слабенького ветра (от 1,0-2,0 м/с) в то время, как горизонтальному ветряку нужен воздушный поток средней силы (3,5 м/с и выше). По форме рабочего колеса (ротора) вертикальные ветрогенераторы очень многообразны.
Роторные колеса вертикальных ветряков
Благодаря малой частоте вращения ротора (до 200 об/мин), механический ресурс таких установок значительно превосходит характеристики горизонтальных ветрогенераторов.
Как высчитать и подобрать ветрогенератор?
Ветер это не природный газ, качаемый по трубам и не электроэнергия, бесперебойно поступающая по проводам в наш дом. Он капризен и непостоянен. Сейчас ураган срывает крыши и разламывает деревья, а завтра сменяется полным штилем. Потому перед покупкой либо самостоятельным созданием ветряка необходимо оценить потенциал воздушной энергии в собственном районе. Для этого следует найти среднегодовую силу ветра. Данную величину можно выяснить в вебе по соответственному запросу.
Получив вот такую таблицу, находим район собственного проживания и смотрим на интенсивность его расцветки, сравнивая ее с оценочной шкалой. Если среднегодовая скорость ветра получится меньше 4,0 метров за секунду, то ветряк ставить нет смысла. Он не даст подходящего количества энергии.
Если сила ветра достаточна для установки ветряной электростанции, то можно перебегать к следующему шагу: подбору мощности генератора.
Если идет речь об автономном энергоснабжении дома, то в расчет берут среднестатистическое потребление электроэнергии 1 семьей. Оно находится в спектре от 100 до 300 кВт*ч за месяц. В регионах с низким годичным ветропотенциалом (5-8 м/сек) такое количество электричества способен сгенерировать ветряк мощностью 2-3 кВт. При всем этом следует учесть, что зимой средняя скорость ветра выше, потому выработка энергии в этот период будет больше, чем летом.
Выбор ветрогенератора. Приблизительные цены
При сопоставлении вариантов советуем для вас ориентироваться на ветрогенераторы русского производства, также высококачественные установки, выпускаемые в Китае. Они значительно дешевле европейских аналогов.
Цены на вертикальные российские ветрогенераторы мощностью 1,5-2,0 кВт находятся в спектре от 90 до 110 тыщ рублей. Комплектация при таковой стоимости включает только генератор с лопастями, без мачты и дополнительного оборудования (контроллер, инвертор, кабель, батареи). Полнокомплектная электрическая станция совместно с монтажом обойдется дороже на 40-60%.
Цена более массивных ветроустановок (3-5 кВт) составляет от 350 до 450 тыщ рублей (с дополнительным оборудованием и монтажными работами).
Ветряк своими руками. Забава либо настоящая экономия?
Скажем сходу, что выполнить ветрогенератор своими руками всеполноценным и действенным тяжело. Грамотный расчет ветрового колеса, передаточного механизма, подбор подходящего по мощности и оборотам генератора – отдельная тема. Мы дадим только короткие советы по главным шагам данного процесса.
Генератор
Авто генераторы и электродвигатели от стиральных машин с прямым приводом для этой цели не подходят. Они в состоянии генерировать энергию от ветрового колеса, но она будет малозначительной. Автогенераторам для действенной работы необходимы очень высочайшие обороты, которые не может развить ветряк.
В моторах для стиралок другая неувязка. Там стоят ферритовые магниты, а для ветрогенератора необходимы более производительные – ниодимовые. Процесс их самостоятельного монтажа и намотки токоведущих обмоток просит терпения и высочайшей точности.
Мощность устройства, собранного своими руками, обычно, не превосходит 100-200 Ватт.
В ближайшее время посреди самодельщиков пользуются популярностью мотор-колеса для велосипедов и скутеров. С позиций ветроэнергетики это массивные ниодимовые генераторы, нормально походящие для работы с вертикальными ветровыми колесами и зарядки аккумов. С такового генератора можно снимать до 1 кВт ветровой энергии.
Мотор-колесо – готовый генератор для самодельной ветряной электростанции
Проще всего делаются парусный и роторный винты. 1-ый состоит из легких изогнутых трубок, закрепленных на центральной пластинке. На каждую трубку натягиваются лопасти из крепкой ткани. Большая парусность винта просит шарнирного крепления лопастей, дабы при урагане они складывались и не деформировались.
Парусный винт ветряка
Роторная конструкция ветрового колеса применяется для вертикальных генераторов. Она ординарна в изготовлении и надежна в работе.
Самодельные ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения работают от пропеллерного винта. Домашние умельцы собирают его из труб ПВХ поперечником 160-250 мм. Установка лопастей осуществляется на круглой металлической пластинке с посадочным отверстием для вала генератора.
