Как сделать ветрогенератор 💨 на 220В своими руками: самодельный ветряк

Трудно не заметить, чем стабильность электроснабжения дачных построек отличается от электроснабжения зданий и предприятий в городе. Признайтесь, что вы, как владелец частного дома или дачи, неоднократно сталкивались с отключениями, неудобствами и поломкой оборудования, связанного с ними.

Перечисленные негативные ситуации вместе с последствиями перестанут усложнять жизнь любителям природных пространств. Плюс к этому с минимальными трудовыми и финансовыми затратами. Для этого вам просто необходимо изготовить ветрогенератор, о котором мы подробно расскажем в статье.

Мы подробно описали варианты изготовления полезной домашней системы, исключающей энергетическую зависимость. По нашим советам, неопытный домашний умелец может построить своими руками ветрогенератор. Практичный прибор поможет вам значительно сократить ежедневные расходы.

Законность установки ветряка

Альтернативные источники энергии – мечта каждого дачника или домовладельца, чей участок находится вдали от центральных сетей. Однако, получая счета за электроэнергию, потребленную в городской квартире, и глядя на повышенные тарифы, мы понимаем, что ветряк, построенный для бытовых нужд, нам не помешает.

Прочитав эту статью, возможно, вы воплотите свою мечту в реальность.

Ветрогенератор – отличное решение для обеспечения электричеством загородного объекта. Более того, в некоторых случаях его установка – единственно возможный выход

Чтобы не тратить зря деньги, силы и время, решаем: существуют ли внешние обстоятельства, которые будут создавать препятствия в процессе эксплуатации ветрогенератора?

Для обеспечения электричеством дачи или небольшого коттеджа достаточно малогабаритной ветроэлектростанции, мощность которой не будет превышать 1 кВт. Такие устройства в России приравнивают к товарам для дома. Их установка не требует дополнительных сертификатов, разрешений или согласований.

Чтобы определить возможность создания ветряной электростанции, необходимо знать ветровой потенциал конкретной местности (нажмите, чтобы увеличить)

Нет налога на производство электроэнергии, которая расходуется на собственные нужды. Таким образом, маломощный ветряк можно безопасно установить, вырабатывая с его помощью бесплатную электроэнергию, не платя никаких налогов государству.

Тем не менее, на всякий случай необходимо узнать, существуют ли местные правила в отношении отдельного источника питания, которые могут создать препятствия для установки и эксплуатации этого устройства.

Ветряные турбины, способные удовлетворить большинство потребностей фермы среднего размера, не могут вызывать нареканий даже у соседей

Ваши соседи могут пожаловаться, если столкнутся с неудобствами, связанными с работой ветряка. Помните, что наши права заканчиваются там, где начинаются права других.

Поэтому при покупке или изготовлении собственного ветрогенератора для дома нужно обращать пристальное внимание на следующие параметры:

  • Высота дерева. При сборке ветряной турбины необходимо учитывать ограничения по высоте отдельных зданий, существующие во многих странах по всему миру, а также местоположение вашего объекта. Обратите внимание, что возле мостов, аэропортов и туннелей запрещено строить здания высотой более 15 метров.
  • Шум от коробки передач и лопастей. Параметры генерируемого шума можно установить с помощью специального устройства, после чего результаты измерений могут быть задокументированы. Важно, чтобы они не превышали установленные нормы шума.
  • Запросы на экологические услуги. Эта организация может помешать вам управлять объектом только в том случае, если это мешает миграции перелетных птиц. Но это маловероятно.
  • Эфирная интерференция. В идеале при создании ветряной турбины должна быть предусмотрена защита от создания телепомех там, где устройство может создавать такие проблемы.

При создании и установке устройства самостоятельно изучите эти моменты, а при покупке готового изделия обратите внимание на параметры, которые есть в его паспорте. Лучше защитить себя заранее, чем потом злиться.

Галерея изображенийФото из Целесообразность установки ветряка в основном оправдана достаточно высоким и стабильным ветровым давлением на местности. Необходимо иметь достаточно большую площадь, полезная площадь которой не будет существенно уменьшена из-за установки системы. 200 м Убедительно поддерживает установку ветряного генератора Стоимость электроэнергии постоянно увеличивается. Устройство ветряного генератора возможно только в тех районах, где власти не препятствуют и, что еще лучше, поощряют использование видов зеленой энергии. Недостатки Владелец системы необходимо быть готовым к тому, что вложенные в готовый продукт средства не окупятся сразу. Экономический эффект может стать ощутимым через 10-15 лет Если окупаемость системы не последний момент, стоит задуматься о строительстве мини-электростанции своими руками Условия для ветроэлектростанции Большая площадка для установки ветрогенератор Положение мощного ветряного генератора относительно его соседей Цена на электроэнергию как аргумент в пользу ветрогенератора Установка ветряной турбины должна быть одобрена местными властями Мини-электростанция в местах с перебоями в подаче электроэнергии

Принцип работы ветряка

Ветрогенератор или ветряная электростанция (ВЭУ) – это устройство, используемое для преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию. Возникающая в результате механическая энергия заставляет ротор вращаться и преобразуется в нужную нам электрическую форму.

Принцип работы и устройство кинетического ветряка подробно описаны в статье, с которой мы рекомендуем вам ознакомиться.

В состав ветряной турбины входят:

  • лопасти, образующие воздушный винт,
  • вращающийся ротор турбины,
  • инвертор, преобразующий переменный ток в постоянный, используемый для зарядки аккумуляторов,
  • ось генератора и сам генератор,
  • аккумулятор.

Суть ветряных турбин проста. Во время вращения ротора генерируется трехфазный переменный ток, который затем проходит через контроллер и заряжает аккумулятор постоянного тока. Затем инвертор преобразует ток, чтобы его можно было использовать для питания освещения, радио, телевизора, микроволновой печи и т.д.

Детальное проектирование ветряной турбины с горизонтальной осью вращения позволяет нам четко представить, какие элементы способствуют преобразованию кинетической энергии в механическую, а, следовательно, в электрическую

В целом принцип работы ветрогенератора любого типа и конструкции заключается в следующем: в процессе вращения на лопасти действуют три типа силовых воздействий: торможение, импульсное и подъемное.

Эта схема работы ветряной турбины позволяет понять, что происходит с электричеством, вырабатываемым при работе ветрогенератора: одна часть накапливается, а другая расходуется

Последние две силы преодолевают тормозную силу и приводят в движение маховик. На неподвижной части генератора ротор формирует магнитное поле, так что электрический ток течет по проводам.

Галерея изображенийФото из Для изготовления ветрогенератора подойдет двигатель ненужной бытовой техники. Чем больше вольт на оборот, тем эффективнее будет работать система. К ротору мотора прикреплена втулка, на которой закреплены лопасти устройства. Переднюю группу желательно закрыть защитным кожухом, передняя часть с мотором и лопастями должна быть уравновешена с хвостовой частью. Хвостовой рычаг трубы или рельса должен быть длиннее, на его краю закрепляется ствол любой формы. Вал, на котором стоит ветряк, должен иметь не менее трех опор, конструкция должна быть соединена с контуром заземления и должен быть установлен громоотвод установки ветрогенераторов

Классификация типов генераторов энергии

Есть несколько критериев, по которым классифицируются ветряные турбины. О том, как выбрать лучший прибор для загородной собственности, подробно рассказывается в одной из самых популярных статей на нашем сайте.

Следовательно, ветряные турбины различаются по:

  • количество лопастей в винте;
  • материалы для изготовления лезвий;
  • знак шага винта.
  • положение оси вращения относительно земной поверхности;

Есть модели с одним, двумя, тремя лезвиями и многолопастями.

Изделия с большим количеством лопастей начинают крутиться даже при слабом ветре. Их обычно используют в таких работах, когда сам процесс вращения важнее выработки электроэнергии. Например, для добычи воды из глубоких колодцев.

Оказывается, лопасти ветрогенератора можно сделать не только из твердых материалов, но и из недорогой ткани

Лопасти могут быть парусными или жесткими. Парусные изделия намного дешевле жестких, которые сделаны из металла или стеклопластика. Но ремонтировать их нужно очень часто: они хрупкие.

Что касается положения оси вращения относительно поверхности земли, различают вертикальные ветряные мельницы и горизонтальные модели. И в этом случае у каждой разновидности есть свои преимущества: вертикальные более чувствительны к каждому порыву ветра, а горизонтальные – более мощные.

Ветровые турбины делятся по характеристикам шага на модели с фиксированным и переменным шагом. Переменный шаг позволяет значительно увеличить скорость вращения, но такая установка отличается сложной и массивной конструкцией. Ветряки с фиксированным шагом проще и надежнее.

Галерея изображенийФото из После разборки от изрядно поврежденного автогенератора остался только статор, для которого отдельно сваривался корпус. Для восстановления технических характеристик мотора необходимо перемотать 36 катушек статора. При перемотке потребуется проволока диаметром 0,56 мм. Витков должно быть по 35 штук. Перед установкой лопастей отремонтированный мотор необходимо собрать, покрыть краской или хотя бы эпоксидной смолой, поверхность должна быть окрашена. Провода подключаются параллельно, три провода выводятся для подключения к Источник питания Подшипники приварены к оси, которые закреплены болтами через кусок трубы 52. Генератор может быть сделан из лома: двигатель старого автомобиля и отрезок канализационной трубы. Этап 1: Разобрать использованный генератор. Этап 2: Восстановить двигатель. Возможности Шаг 3: Соберите модернизированный двигатель для ветряной турбины. Шаг 4: Подключите кабели двигателя и проведите их к линии электропередачи. Шаг 5: Особенности поворотного стола. Шаг 6: Сделайте хвост, отвечающий требованиям вентиляторов мини-ветряная турбина Шаг 8: Установите практически бесплатный электрогенератор

Вращающийся ветряк

Давайте узнаем, как сделать своими руками простую ветряную мельницу с вертикальной осью вращения. Такая модель могла бы удовлетворить потребности в электричестве садового домика, различных хозяйственных построек, а также осветить в ночное время прилегающую территорию и садовые дорожки.

Лопасти этой роторной установки с вертикальной осью вращения явно состоят из элементов, вырезанных из металлической бочки

Наша цель – произвести ветряк с максимальной мощностью 1,5 кВт.

Для этого нам потребуются следующие элементы и материалы:

  • гелиевая или кислотная батарея 12 В;
  • полугерметичный переключатель типа «кнопочный» на 12 В;
  • автомобильный вольтметр (возможен любой);
  • автомобильное реле сигнальной лампы заряда или заряда аккумуляторной батареи;
  • ведро, большой горшок или другой большой контейнер из нержавеющей стали или алюминия;
  • два зажима для крепления генератора к валу.
  • болты с гайками и шайбами;
  • автомобильный генератор на 12 В;
  • преобразователь 700 Вт – 1500 Вт и 12 В – 220 В;
  • провода сечением 4 мм квадрат и 2,5 мм квадрат;

В процессе проведения работ нам потребуются болгарка или ножницы по металлу, карандаш или строительный маркер, рулетка, кусачки, дрель, дрель, ключи и отвертка.

Контроллер для системы, вырабатывающей электричество, также можно собрать вручную. Правила и схемы изготовления контроллера для ветряка будут представлены в статье, с содержанием которой рекомендуем ознакомиться.

Начальный этап изготовления имплантата

Начнем делать самодельную ветряную мельницу с большой металлической емкости цилиндрической формы. Обычно для этого используют старый фурункул, ведро или кастрюлю. Именно она станет основой нашей будущей ветряной турбины.

С помощью рулетки и строительного карандаша (маркера) нанесем разметку – разделим нашу тару на четыре равные части.

Делая пропилы по инструкции в тексте, ни в коем случае не резать металл до конца

Металл нужно будет разрезать. Для этого можно использовать болгарку. Его не используют для резки контейнеров из оцинкованной стали или окрашенного листового металла, так как этот вид металла обязательно перегревается. В этих случаях лучше всего использовать ножницы. Лезвия вырезаем, но до конца не обрезаем.

В той статье, которую мы рекомендуем, вы найдете варианты, схемы и рекомендации по изготовлению различных моделей лопастей для ветрогенератора.

Параллельно с работой над расходом будем переделывать шкив генератора. Внизу предыдущей кастрюли и в шкиве нужно наметить и просверлить отверстия для болтов. К работе на этом этапе следует отнестись с особой тщательностью: все отверстия должны располагаться симметрично, чтобы не возник дисбаланс при вращении установки.

Так выглядят лопасти другой конструкции с вертикальной осью вращения. Каждое лезвие изготавливается отдельно, а затем собирается в общее устройство

Лопатки загибаем, чтобы они не слишком сильно выступали. При выполнении этой части работы обязательно учитывайте направление, в котором будет вращаться генератор.

Направление вращения обычно по часовой стрелке. Угол изгиба лопастей влияет на зону действия воздушных потоков и скорость вращения винта.

Теперь нужно отремонтировать ковш с подготовленными для работы на шкиве лопатками. Устанавливаем генератор на вал, закрепляя его хомутами. Осталось соединить провода и собрать схему. Будьте готовы записать схему подключения, цвета проводов и отметки контактов. Позже обязательно пригодится. Закрепляем провода на валу устройства.

На этом рисунке представлены подробные рекомендации по сборке общей конструкции и общий вид устройства уже в собранном и готовом к эксплуатации

Для подключения аккумулятора необходимо использовать кабели сечением 4 мм². Достаточно взять отрезок длиной в 1 метр. Достаточно.

А для подключения к сети нагрузки, в которую входят, например, осветительные и бытовые приборы, достаточно кабелей сечением 2,5 мм². Устанавливаем инвертор (преобразователь). Для этого также потребуется кабель 4 мм².

Преимущества и недостатки модели роторной ветряной мельницы

Если вы все сделали аккуратно и последовательно, этот ветрогенератор будет успешно работать. При этом никаких проблем при его эксплуатации не возникнет.

Если вы используете преобразователь на 1000 Вт и аккумулятор на 75 А, эта установка обеспечит электроэнергией и устройства видеонаблюдения, сигнализацию и даже уличное освещение.

Преимущества данной модели заключаются в следующем:

  • экономический;
  • элементы можно легко заменить на новые или отремонтировать;
  • надежен в эксплуатации;
  • для работы не требуется особых условий;
  • предлагает полный акустический комфорт.

Недостатки тоже есть, но их не так много – производительность у этого устройства не очень высокая, и у него значительная зависимость от резких порывов ветра. Воздушные потоки могут просто перебить импровизированный пропеллер.

Чтобы точно подобрать модель ветрогенератора необходимой мощности, перед началом работ рекомендуем произвести расчет по формулам, приведенным в рекомендованной статье.

Сборка осевого ветряка на неодимовых магнитах

Поскольку неодимовые магниты появились в России сравнительно недавно, осевые ветрогенераторы со статорами без железа начали изготавливать не так давно.

Появление магнитов вызвало всплеск спроса, но постепенно рынок стал насыщаться, и стоимость этого продукта стала снижаться. Он стал доступным для ремесленников, которые сразу адаптировали его к своим потребностям.

Осевой ветрогенератор на неодимовых магнитах с горизонтальной осью вращения – более сложная конструкция, требующая не только навыков, но и определенных знаний

Если у вас есть ступица от старой машины с тормозными дисками, мы возьмем ее за основу будущего осевого генератора.

Предполагается, что эта деталь не новая, но уже используется. В этом случае необходимо его разобрать, проверить и смазать подшипники, тщательно очистить от отложений и всей ржавчины. Не забудьте покрасить готовый генератор.

Ступица с тормозными дисками, как правило, поступает к мастерам как одна из составных частей старого авто, ушедшего в утиль, поэтому ее необходимо тщательно очистить

Раздача и фиксация магнитов

К дискам ротора необходимо приклеить неодимовые магниты. Для работы возьмем 20 магнитов 25х8мм.

Конечно, можно использовать другое количество полюсов, но необходимо соблюдать следующие правила: количество магнитов и полюсов в однофазном генераторе должно быть одинаковым, но если мы говорим о трехфазной модели, то соотношение полюсов к катушкам должно быть 2/3 или 4/3.

При размещении магнитов полюса чередуются. Важно не ошибаться. Если вы не знаете, как правильно расположить элементы, создайте шаблон подсказки или примените сектора непосредственно к самому диску.

Если у вас есть выбор, покупайте прямоугольные, а не круглые магниты. В прямоугольных моделях магнитное поле сосредоточено по всей длине, а в круглых – в центре.

Противоположные магниты должны иметь разные полюса. Вы ничего не перепутаете, если отметите их маркером знаком минус или плюс. Чтобы определить полюса, возьмите магниты и поднесите их друг к другу.

Если поверхности притягиваются друг к другу, поставьте на них кромку, если они отталкивают друг друга, то пометьте их знаком минус. Поменяйте полюса при установке магнитов на диски.

Магниты устанавливаются с соблюдением правила чередования политик, бамперы из пластилина располагаются по внешнему и внутреннему периметру: изделие готово к заливке эпоксидной смолой

Чтобы магнит прочно закрепился, нужно использовать более качественный и прочный клей.

Эпоксидную смолу можно использовать для повышения надежности фиксации. Его следует развести, как указано в инструкции, и заполнить диском. Смола должна покрывать весь диск, но не стекать с него. Предотвратить возможность капания можно, если обернуть диск изолентой или сделать по периметру временные ограждения из пластилина из полосок полимера.

Однофазные и трехфазные генераторы

Если сравнивать однофазный и трехфазный статоры, то последний будет лучше. Однофазный генератор вибрирует при нагрузке. Причиной вибрации является разница в амплитуде тока, возникающая из-за его непостоянного возврата за один раз.

У трехфазной модели такого недостатка нет. Отличается постоянной мощностью за счет компенсирующих фаз: когда ток растет в одной, он падает в другой.

По результатам испытаний КПД трехфазной модели почти на 50% выше, чем у однофазной. Еще одним преимуществом этой модели является то, что при отсутствии лишних вибраций акустический комфорт увеличивается при работе устройства под нагрузкой.

То есть трехфазный генератор при работе практически не гудит. Когда вибрации уменьшаются, срок службы устройства логически увеличивается.

В борьбе между трехфазными и однофазными устройствами неизменно выигрывает трехфазный прибор, потому что он не так сильно гудит во время работы и служит дольше, чем однофазный

Правила намотки катушек

Если вы спросите специалиста, он вам скажет, что перед тем, как наматывать катушки, нужно произвести точный расчет. В этом вопросе практикующий будет полагаться на свою интуицию.

Мы выбрали не слишком быстрый вариант генератора. Наша процедура зарядки 12-вольтовой батареи должна начинаться при 100-150 об / мин. Эти исходные данные требуют, чтобы общее количество витков всех катушек составляло 1000-1200 штук. Осталось разделить эту цифру между всеми катушками и определить, сколько витков будет на каждой.

Низкооборотный ветряк может быть более мощным, если увеличить количество полюсов. В этом случае частота колебаний тока в катушках увеличится. Если для намотки катушек использовать провод большего сечения, сопротивление уменьшится, а ток увеличится. Не упускайте из виду тот факт, что более высокое напряжение может «потреблять» ток из-за сопротивления обмотки.

Процесс упаковки можно упростить и повысить эффективность, если для этого использовать специальную машину.

Совершенно не обязательно выполнять рутинный процесс, например, вручную наматывать катушки. Уже есть немного смекалки и отличный станок, который легко адаптируется к намотке

На производительность самодельных генераторов сильно влияют толщина и количество магнитов на дисках. Общую конечную мощность можно рассчитать, намотав катушку и затем вращая ее в генераторе. Будущая мощность генератора определяется путем измерения напряжения при определенных оборотах холостого хода.

Возьмем пример. При сопротивлении 3 Ом и 200 об / мин выдается 30 вольт. Если вычесть из этого результата 12 вольт напряжения батареи, вы получите 18 вольт. Делим этот результат на 3 Ом и получаем 6 ампер. Громкость 6 ампер и идет на батарею. Очевидно, при расчете мы не учли потери в проводах и на диодном мосту: реальный результат будет ниже расчетного.

Катушки обычно делают круглыми. Но если их немного растянуть, в секторе будет больше меди и кривые станут более прямыми. Если сравнить размер магнита и диаметр внутреннего отверстия катушек, то они должны совпадать друг с другом или размер магнита может быть немного меньше.

Уже готовые катушки должны соответствовать размерам магнитов: они должны быть немного больше магнитов или равны им

Толщина изготавливаемого статора должна правильно соотноситься с толщиной магнитов. Если статор увеличить за счет увеличения количества витков в катушках, дисковое пространство увеличится, а магнитный поток уменьшится. Результат может быть следующим: образуется такое же напряжение, но из-за большего сопротивления катушек мы получим меньший ток.

Из фанеры делают форму для статора. Однако сектора для рулонов можно разметить на бумаге, используя пластилин в качестве бордюров.

Если поместить стекловолокно поверх катушек в нижней части формы, прочность изделия увеличится. Перед нанесением эпоксидной смолы необходимо смазать форму вазелином или воском, чтобы смола не прилипала к форме. Некоторые люди вместо смазки используют ленту или пленку.

Катушки неподвижно прикреплены друг к другу. В этом случае подсвечиваются концы фаз. Наружные шесть проводов должны быть соединены звездой или треугольником. Проворачивая вручную собранный генератор, его проверяют. Если напряжение 40 В, ток будет около 10 ампер.

Окончательная сборка устройства

Длина готового дерева должна быть примерно 6-12 метров. При этих параметрах необходимо конкретизировать его основу. Сама мельница будет прикреплена к верхушке дерева.

Чтобы дотянуться до него в случае выхода из строя, необходимо предусмотреть в основании вала специальную опору, которая позволит поднимать и опускать трубу с помощью ручной лебедки.

Мачта высоко поднимается с прикрепленным к ней ветрогенератором, но расчетливый мастер сделал специальное приспособление, позволяющее при необходимости опустить конструкцию на землю

Для изготовления шурупа можно использовать трубу ПВХ диаметром 160 мм. С его помощью будет вырезан двухметровый винт, состоящий из шести лопастей, с его поверхности. Форму лопастей лучше всего разрабатывать независимо от опыта. Цель – увеличить крутящий момент на низких оборотах.

Защищайте гребной винт от слишком сильного ветра. Для решения этой проблемы используется разборная очередь. Вырабатываемая энергия хранится в батареях.

Вниманию наших читателей мы представили два варианта ветрогенераторов ручной работы на 220 В, которые пользуются повышенным вниманием не только владельцев загородной недвижимости, но и простых дачников.

Обе модели ветряных турбин по-своему эффективны. Эти устройства способны показать особенно хорошие результаты в степных районах с частыми и сильными ветрами. Они достаточно эффективны, чтобы их можно было использовать в альтернативных системах отопления и электроснабжения дома. И их не так уж и сложно построить своими руками.

Выводы и полезные видео по теме

В этом видео показан пример ветряной турбины с горизонтальной осью вращения. Автор устройства подробно разъясняет нюансы строительства самодельной установки, обращает внимание зрителей на ошибки, которые могут быть допущены в процессе самостоятельного изготовления ветрогенератора и дает практические советы.

Обратите внимание, что до устройства, поднятого на приличную высоту, нелегко добраться. Переустановить такой ветряк, скорее всего, будет проблематично. Поэтому разборная конструкция дерева в этом случае не будет лишней.

На этом видео показана вращающаяся ветряная мельница с вертикальной осью вращения. Эта установка расположена не наверху, выполнена оригинально и отличается высокой чувствительностью – даже легкий ветерок приводит в движение лопасти прибора.

Если вы живете в районе, где ветры не считаются редким явлением, использование именно этого альтернативного источника энергии может быть для вас наиболее эффективным. Приведенные выше примеры самодельных ветряков доказывают, что сделать их своими руками не так уж и сложно. Энергия ветра – это общедоступный возобновляемый ресурс, который можно и нужно использовать.

Приглашаем посетителей, интересующихся тематикой статьи, высказать свое мнение в комментариях и задать вопросы, возникшие в процессе ознакомления с материалом.

Источник – https://sovet-ingenera.com/eco-energy/generators/vetrogenerator-svoimi-rukami.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: