Вертикальный ветрогенератор своими руками: как собрать ветряк

Ветер обладает невероятными энергетическими возможностями. Неспособность использовать его мощный потенциал следует смело признать неразумной тратой. Но вы легко можете построить вертикальный ветрогенератор своими руками и получать практически бесплатную энергию для покрытия бытовых нужд. Это реально, правда?

Представленная статья поможет подробно разобраться в сложной технической проблеме. Систематизированная и доступная информация, представленная очень подробно, освещает принцип работы популярных систем, преобразующих энергию воздушных масс в электричество.

Несомненно, вас увлечет идея сделать ветряк, особенности сборки которого описаны в статье. Мы подробно рассмотрели различные типы вертикальных ветроустановок, затронули их отличия, достоинства и недостатки. Текстовая часть материала прекрасно дополнена фото и видео инструкциями.

Преимущества и принцип работы ветряных турбин

Современный вертикальный генератор – один из альтернативных вариантов энергетики для дома. Агрегат способен преобразовывать порывы ветра в энергетический ресурс. Для правильной работы не требуется дополнительных устройств, определяющих направление ветра.

Ветрогенератор роторного типа очень легко сделать своими руками. Конечно, полностью взять на себя снабжение большого частного коттеджа энергией ему не удастся, но зато он отлично справится с освещением хозяйственных построек, садовых дорожек и придомовой территории

Устройство вертикального типа работает на уменьшенной высоте. Для ее обслуживания не требуются различные приспособления, обеспечивающие безопасное проведение ремонтных и эксплуатационных работ высотных зданий.

Минимум движущихся частей делает ветряную турбину более надежной и стабильной в эксплуатации. Оптимальный профиль лопастей и оригинальная форма ротора обеспечивают высокую эффективность установки независимо от направления ветра в любой момент времени.

Небольшие бытовые модели состоят из трех и более лопастей, мгновенно ловят самый слабый порыв ветра и начинают вращаться, как только сила ветра превышает 1,5 м / с. Благодаря этой способности их эффективность часто превышает эффективность больших установок, требующих более сильного ветра

Генератор работает абсолютно бесшумно, не мешает хозяевам и соседям, не создает вредных выбросов в атмосферу и надежно работает долгие годы, точно подавая энергию в жилье.

Вертикальный ветрогенератор работает по принципу магнитной левитации. Во время вращения турбин генерируются импульсные и подъемные силы, а также фактическое тормозное усилие. Первые два вращают лопасти устройства. Это действие приводит в действие ротор и создает магнитное поле, генерирующее электричество.

Ветряк с вертикальной осью вращения не уступает по эффективности своим горизонтальным аналогам. К тому же не претендует на территориальное положение и полноценно работает практически в любом удобном для домовладельца месте

Устройство работает полностью автономно и не требует вмешательства владельца в процесс.

Классификация вертикальных генераторов

Есть некоторые конструктивные отличия между ветровыми коллекторами вертикального типа. Он не улучшает и не ухудшает работу дисков, а просто позволяет выбрать наиболее удобный вариант для выполнения конкретных задач в определенной области.

# 1: Характеристики ортогональных систем

Конструктивно ортогональный ветрогенератор состоит из твердой вертикальной оси вращения и нескольких параллельных лопастей, расположенных на определенном расстоянии от центрального основания.

Устройство не требует дополнительных приводных механизмов и нормально работает независимо от направления ветра. Вертикально расположенный главный вал позволяет размещать трансмиссионное оборудование на уровне земли, что значительно облегчает эксплуатацию, ремонт и техническое обслуживание.

Опорные узлы ортогонального генератора не имеют очень длительного срока службы. Это связано с высокими динамическими нагрузками, которые ротор оказывает на них во время работы. Чтобы установка не вышла из строя заранее, необходимо регулярно проверять все опорные части и своевременно заменять поврежденные части на новые

К недостаткам ортогональных устройств можно отнести слишком массивную лопастную систему и низкий КПД по сравнению с КПД горизонтально-осевых модулей.

Самая простая ветряная установка для потребителей электроэнергии на малую мощность может быть собрана из готовых компонентов:

Галерея изображенийФото из Маломощная ветряная турбина для зарядки аккумулятора сотового телефона или питания светодиодных ламп может быть собрана из деталей, предлагаемых торговыми онлайн-площадками.Вертикально расположенные лопасти миниатюрного ветрогенератора чувствительны к малейшему вдоху. Даже небольшое движение воздушного потока заставит его работать. Эти устройства оснащены всеми компонентами, необходимыми для выработки энергии. В зависимости от порывов ветра устройство может развивать напряжение от 0,01 до 5,05 В. По паспортным данным ВЭУ мини вращается со скоростью от 100 до 6000 об / мин, выход постоянного тока составляет от 0,01 до 100 мА Ветроустановка мини ВЕТР комплект для сборки турбины

# 2: роторные генераторы Дарье

Ветротурбина, оснащенная ротором Дарье, имеет вертикальную ось вращения и 2-3 плоских лопасти-лопасти без характерного аэродинамического профиля, прикрепленных к основанию и вершине оси вращения.

Агрегат в своей работе не приводится в движение силой или направлением ветра, имеет высокую скорость вращения и позволяет размещать приводные устройства на земле, что облегчает и ускоряет процесс текущего обслуживания и любого ремонта.

Двухлопастные роторные генераторные установки Дарье приводятся в действие только при сильном порыве ветра. С плавно набегающим потоком они не могут начать самостоятельно

Узлы опоры и вращения устройства с ротором Дарье уязвимы к повышенным динамическим нагрузкам, а эффективность лопаточной системы во многих отношениях ниже, чем у горизонтальных осевых установок.

# 3: Агрегат с ротором Савониуса

Ветрогенератор Savonius с вертикальным ротором имеет систему полуцилиндрических лопастей и отличается от аналогичных установок высоким пусковым моментом и способностью эффективно работать при слабом ветре.

Мощность предлагаемых на рынке вертикальных ветроустановок Savonius с ротором не превышает 5 кВт. Устройства редко используются в качестве автономных рабочих единиц, но чаще всего используются для создания более высокого пускового момента для вращающихся установок Дарье

Вертикальный комплекс с ротором Савониуса критикуется за более высокий расход материала и меньший КПД по сравнению с ветряками с горизонтальной осью. Именно поэтому производство мощного оборудования такого класса считается нецелесообразным.

Следующая подборка фотографий познакомит вас с этапами изготовления ветряной мельницы Савониуса:

Галерея изображенийФото из Основу самодельного ветрогенератора собираем из трех фанерных дисков: верхнего и нижнего диаметром 30 см, средним диаметром 26 см. Из алюминиевого листа толщиной 1 мм ножницами по металлу вырезаем лопасти. Для их изготовления необходимо заранее изготовить картонный шаблон, а затем прикрепить лопасти к фанерному основанию и расположить винтами длиной 2 см по центру деревянной оси. Чтобы обеспечить ветряку опорой, мы сделать тумбу из фанеры или МДФ. В пластине толщиной 1,8 см проделывается отверстие, в которое будет вставляться диск диаметром 32 см, изолируем экструдированным пенополистиролом, чтобы в процессе эксплуатации не нагревал элементы деревянного ящика во избежание неравномерного воздействия ветра на Для вертикальной турбины мы вырезали алюминиевый дефлектор высотой 26 см. Подключаем необходимые провода для подключения его к сетям постоянного тока непосредственно к выходу генератора и к сетям переменного тока или аккумуляторной батареи через инвертор Шаг 1: Сборка основания ветряной турбины Шаг 2: Обрезка алюминиевых лезвий Шаг 3: Крепление лезвий к основанию Шаг 4: Подготовка верхней части шкафа Шаг 5: Изготовление стенок опорного ящика Шаг 6: Установка генератора в ящик Шаг 7: Размещение дефлектора для турбины Этап 8: Окончательная сборка вертикальной ветряной турбины

Все части этой модели ветряной турбины Savonius, за исключением генератора на 3200 об / мин и 24 В, изготавливаются вручную.

# 4: Ветряная мельница с многолопастным ротором и направляющей

Этот тип устройства является улучшенной версией классической ортогональной ветряной турбины. Узел ротора здесь состоит из лопаток, расположенных в два ряда.

Внешняя плоскость лопасти остается неподвижной и действует как направляющая лопатка. Он улавливает поток ветра, улавливает его, сжимает и, таким образом, значительно увеличивает фактическую скорость ветра.

Внутренний ряд лопастей представляет собой подвижную конструкцию, на которую воздушный поток от первого роторного агрегата падает под определенным углом.

Эффективность ветряной турбины с многолопастным ротором с системой направляющих делает это устройство особенно привлекательным для потребителей. Однако стоимость такого оборудования довольно высока и окупается немного дольше, чем аналогичные устройства с более простой конфигурацией

Специалисты называют этот тип устройства самым эффективным в своем классе и отмечают, что особая конструкция позволяет ему работать даже при самых низких скоростях ветра.

# 5: Особенность инструментов со спиральным ротором

Винтовой ветряк или генератор Горлова – еще одна модификация традиционной ортогональной роторной системы. Лезвия модели закручены по дуге. Эта особенность конструкции позволяет быстро захватывать воздушный поток и плавно вращаться без рывков.

Такой принцип работы значительно снижает динамическую нагрузку на основание и движущиеся части, тем самым увеличивая срок их службы.

Винтовые роторные устройства очень надежны и легко выдерживают значительные рабочие нагрузки. Однако в процессе работы такие ветряки создают ярко выраженные шумовые эффекты и создают дополнительные звуковые волны, расположенные в коротковолновой области звукового спектра

Лопасти вращающегося ротора винтовой ветряной мельницы изготавливаются по очень продвинутой, но сложной технологии. По этой причине агрегаты довольно дороги и не пользуются большой популярностью у частных потребителей.

# 6: Характеристики роторов с вертикальной осью

Основное отличие вертикально-осевого генератора – это вертикально расположенные лопасти, по профилю напоминающие крыло самолета, ось которого явно параллельна вертикальному валу. Конструкция чем-то напоминает ротор Дарье, но в производственных условиях изготавливается намного быстрее и проще.

Генератор с вертикально-осевым ротором намного быстрее аналогичных устройств этого класса, набирает рабочие обороты и начинает подавать требуемый энергоресурс. Процесс сопровождается небольшим звуковым эффектом и не мешает ни хозяевам растения, ни соседям

Ветряки с вертикально-осевым ротором надежны и долговечны, легко выдерживают значительные рабочие нагрузки и не стоят слишком дорого. Эти качества делают их актуальными для использования не только в промышленности, но и в быту.

Особенности выбора ветряков для частного дома и обзор лучших предложений представлены в этой статье.

Изготовление ветряных мельниц ручной работы

Сделать в домашних условиях ветрогенератор с вертикальной осью вращения не так уж и сложно. Просто купите необходимые компоненты, соберите их в правильном порядке и установите модуль в выбранном вами месте. Как только подует легкий ветерок, изделие заработает и начнет давать хозяевам необходимую энергию.

Этап 1: Закупка компонентов и материалов

Чтобы сделать вертикальный ветрогенератор своими руками, вам потребуются следующие комплектующие:

• аккумулятор: большая емкость для аккумулирования получаемого ресурса;
• контроллер – устройство, которое тормозит генератор в момент, когда агрегат развивает свою полезную мощность сверх базовой.
• статор – предназначен для размещения катушки с прочной медной проволокой;
• осевой вал – для фиксации ротора и лопастей (может быть в виде длинной шеста, пирамиды или треноги);
• лопасти – детали, улавливающие поток ветра;
• инвертор – устройство для преобразования постоянного тока в переменный;
• ротор – движущаяся часть агрегата:

Для изготовления клинков подойдет качественный, легкий пластиковый лист с хорошим показателем упругости. Другие типы материалов слишком восприимчивы к различным повреждениям и деформации и просто не могут справиться с такой высокой динамической нагрузкой.

Делая устройство своими руками, следует помнить, что вертикальные ветряки своими руками серьезно уступают по мощности заводским образцам. Поэтому, чтобы в будущем не разочароваться в создаваемой конструкции, лучше сразу сделать ее по параметрам в 2 раза выше необходимых

Маленькие лопасти могут быть изготовлены из ПВХ средней плотности, в то время как большие и широкие детали требуют самого прочного материала, который может долгое время выдерживать сильные ветры со скоростью 15 м / с и выше.

Этап 2: предварительная подготовка элементов

Для создания лопастей вертикального ветрогенератора из высокопрочной трубы ПВХ вырезают 4 одинаковых детали. Из водоема вырезают два полукруглых фрагмента и закрепляют по бокам трубы. Радиус поворота деталей лопасти в этом случае составит 690 мм, а высота каждой лопасти будет примерно 700 мм.

Для сборки роторной системы берем неодимовые магниты (6 шт.), Ферритовые диски диаметром 230 мм (2 шт.) И клей. Магниты размещаются на первом диске, чередуя полярность и соблюдая угол 60 градусов друг к другу при диаметре 165 мм. Второй диск изготавливается аналогично, затем магниты заливаются клеем.

Для статора подготовлено 9 катушек, на каждую из которых намотано 60 витков медной проволоки диаметром 1 мм.

Последующее членство происходит в таком порядке:

• начало 4 с конца 7 катушки.
• начать 1 барабан с конца 4;

Вторая ступень собрана по такому же принципу, но работа начинается с 2-х катушек, а третьей – с 3-х катушек. Особая форма состоит из листа фанеры, дно которого обшито вырезом из стекловолокна, а сверху укладываются сваренные из катушек фазы.

Конструкцию заливают клеем и оставляют на 1-2 дня, чтобы все детали схватились и заняли нужные места. Затем начинают соединять отдельные части в одну рабочую систему.

Шаг 3: Сборка всех частей генератора

Для соединения всех элементов генератора в верхнем роторе проделаны 4 отверстия под шпильки. Нижний ротор расположен на кронштейне магнитами вверх. Затем позиционируют статор, предварительно просверлив отверстия для крепления к кронштейну.

Штифты прижимаются к алюминиевой пластине и затем накрываются вторым ротором, располагая его магнитами вниз.

Процесс сборки деталей осуществляется аккуратно и без спешки. Роторы должны быть выровнены относительно друг друга, чтобы в дальнейшем не было люфта в конструкции (+)

Шпильки поворачивают поочередно гаечным ключом так, чтобы верхний ротор опускался над нижним равномерно и без рывков. Когда они на месте, штифты откручиваются и алюминиевые пластины снимаются. В итоге вся конструкция фиксируется гайками и затягивается четко, но не слишком туго, чтобы не порвать резьбу.

Шаг 4: Окончательная установка оборудования

Для вала берут прочную металлическую трубку длиной 4-5 метров и прикручивают к ней уже собранный генератор. Затем к генератору крепится рама с пластиковыми лопастями, а древовидная конструкция устанавливается на заранее подготовленную площадку с трехточечным усиленным фундаментом.

Кроме того, положение системы фиксируется удлинением.

При установке ветряка мачту нужно брать как можно длиннее. Он обязательно должен вывести ротор над самой высокой конструкцией на участке. Только так структура сможет работать эффективно и обеспечивать необходимое количество ресурсов

Электросеть подключается к мельнице в определенной последовательности. Контроллер берет ресурс от генератора и преобразует переменный ток в постоянный, необходимый для зарядки аккумулятора. Собрать контроллер своими руками можно по упрощенной схеме.

Аккумулятор накапливает высвобождаемую энергию, а инвертор преобразует постоянный ток в переменный, который питает большинство бытовых приборов и систем ухода за домом.

На нашем сайте представлена ​​подборка статей о кустарном производстве различных типов ветряных турбин.

Советуем прочитать:

1. Ветрогенератор из стиральной машины своими руками: инструкция по сборке ветряка
2. Ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками: технология сборки ветряка и анализ ошибок
3. Как сделать ветрогенератор своими руками: устройство, принцип работы + лучшие самоделки

Еще один интересный вариант постройки вертикального ветряка можно собрать из подручных материалов, потратив на покупку дополнительных комплектующих не более 250 рублей. Домашним мастерам понадобится велосипедное колесо, еще 12 велосипедных спиц, ось от заднего велосипедного колеса с тремя гайками, стальная полоса, 11 алюминиевых пластин.

Также потребуется 150 заклепок, болты М4 с гайками в количестве 18 штук, болты М6 с гайками в количестве 3 штук, 27 больших и 24 маленьких шайбы.

Следующая галерея кратко проиллюстрирует этапы сборки:

Галерея изображенийФото из Прикрепив шаблон основания вертикального лезвия к алюминиевой пластине, вырежьте 6 частей. Необязательно строго следовать контуру, допускаются небольшие отклонения. Далее все заготовки нужно сложить в одну ножку и сверлом 4мм просверлить 16 отверстий для крепления. Делаем прорези на листах, отступив от края на 4, 6, 8, 10, 18, 26 и 34 см, затем через каждые 2 см до 64 см. Загибая края, собрать их в единую конструкцию, прикрепив верхнее и нижнее основание. Вырезать из алюминия 3 заготовки для устройства полых стержней. Они обеспечат жесткость, а полость позволит вам свободно закрепить детали винтами.Собрав три лопатки турбины, мы скрепляем их нижним основанием на колесе. Сверху соединяем с одного угла сварной треугольник, жестко закрепляем на оси все три лопастные турбины, обеспечивая при этом стационарное положение относительно вращающейся системы. Можно использовать другой двигатель, но способ подключения будет аналогичным. Вал с ветрогенератором устанавливаем в заранее выбранном месте. Рядом не должно быть предметов, мешающих действию ветра. Мы обеспечиваем баланс с стояками. Используя те же компоненты и детали, можно собрать более сложную, но также и гораздо более эффективную установку, способную обеспечивать электричеством пригородную экономику. Шаг 1: Вырезание основания для вертикальной турбины компонентов на основании Шаг 3: Изготовление стержней арматуры Шаг 4: Закрепление лопастей на колесе Шаг 5: Обеспечение жесткости конструкции Шаг 6: Установка и подключение генератора Шаг 7: Установка опоры с ветряной турбиной Шаг 8: Строительство более сложная установка

Все шаги будут подробно представлены в следующих видеоинструкциях:

Выберите место для ветряка

Выбор подходящего места для установки ветряка – важный шаг. Лучше всего размещать устройство на самой высокой открытой точке и внимательно следить за тем, чтобы оно не опускалось ниже уровня соседних жилых и коммерческих зданий. В противном случае здания станут препятствием для воздушного потока, и эффективность агрегата значительно снизится.

Если участок идет к реке или озеру, ветряк ставят на берег, где особенно часто дуют ветры. Холмы территории или большие пустые пространства, где нет искусственных или естественных преград для воздушного потока, отлично подходят для размещения генератора.

Когда жилые объекты (дом, коттедж, квартира и т.д.) расположены в черте города или за городом, но в густонаселенной местности, ветроэнергетический комплекс размещается на крыше.

Чтобы разместить генератор на крыше многоквартирного дома, требуется письменное согласие соседей и официальное разрешение соответствующих органов.

Устанавливая вертикальный генератор на крышу многоквартирного дома, следует помнить, что агрегат достаточно шумный и может доставлять неудобства как хозяевам, так и остальным жильцам. Поэтому устройство следует размещать ближе к центру крыши, чтобы владельцы квартир на верхних этажах не страдали от громкого гула, издаваемого ветряком во время работы

В частном доме с большим приусадебным участком гораздо проще выбрать подходящее место. Главное – учесть, что объект находится на расстоянии 15-25 метров от жилых помещений. Так что звуковые эффекты вращающихся лопастей никого не побеспокоят.

Обслуживание вертикального инструмента

Чтобы вертикальный ветрогенератор работал максимально эффективно, четко и рационально, необходимо смазывать все движущиеся части конструкции. Эта процедура проводится не менее 2 раз в течение всего календарного года.

При этом во время технического обслуживания затягиваются ослабленные в результате эксплуатации гайки, укрепляются электрические соединения, механические компоненты проверяются на коррозионные проявления, ослабленные тяговые тросы подтягиваются, а лопасти тщательно проверяются на предмет поломки или повреждения.

Зимой вертикальные установки требуют особого ухода. В период замерзания лезвия покрываются коркой льда, и их необходимо незамедлительно очистить, чтобы крутящий момент оставался на правильном уровне

Детали окрашиваются по мере необходимости, а раз в год проводится полное обследование всего объекта на предмет выявления дефектов. Это обслуживание гарантирует правильную работу ветряной турбины и продлевает срок ее эксплуатации.

Оценка возможности установки

Прежде чем приступить к производству ветрогенератора вертикального типа, они изучают погодную обстановку в своем регионе и пытаются определить, сможет ли агрегат обеспечить необходимое количество ресурсов.

Специалисты рекомендуют оценивать следующие параметры:

• количество электроэнергии, ежедневно потребляемой домохозяйством;
• подходящее место на вашем участке для ветроэнергетического оборудования.
• количество ветреных дней: принять среднее значение за год, в котором порыв ветра превышает 3 м / с;

Первый показатель узнается из данных, полученных на ближайшей метеостанции или найденных в Интернете на соответствующих порталах. Кроме того, они сверяются с печатными географическими публикациями и формируют полную картину ветровой обстановки в своем регионе.

Статистика берется не за год, а за 15-20 лет, только тогда средние данные будут максимально правильными и покажут, сможет ли генератор полностью удовлетворить потребности домохозяйства в электроэнергии или достаточно его мощности для удовлетворения потребностей отдельных семей.

Если у хозяина есть в наличии большой участок земли, расположенный на склоне, у реки или на открытом пространстве, установка не будет проблемой.

Когда дом расположен в глубине поселка, а двор компактных размеров и близко к соседним постройкам, установить вертикальную модель ветряка своими руками будет непросто. Конструкцию придется поднять на 3-5 м над землей и дополнительно укрепить, чтобы она не упала в случае сильного порыва ветра.

Вся эта информация должна быть принята во внимание на этапе проектирования, чтобы было ясно, сможет ли ветрогенератор взять на себя все энергоснабжение или его роль останется в рамках вспомогательного источника энергии. Лучше рассчитывать ветряк.

Выводы и полезные видео по теме

Видео №1 продемонстрирует, как сделать вертикальный ветрогенератор с роторной системой Дарье своими руками в домашних условиях. В видео наглядно представлены характеристики и любопытные нюансы процесса сборки. Есть определение максимальной мощности производимого агрегата:

Как работает вертикальный ветрогенератор и в каком объеме он излучает энергию, будет показано на видео №2. 2. Предоставляет подробный обзор модуля и описание работы по правильному измерению фактической мощности и других параметров:

На видео №3 представлен тест самодельного ветрогенератора вертикального типа. На что способно устройство, сделанное своими руками из макулатуры:

Такой современный и практичный альтернативный источник энергии, как вертикальные ветряки, несложно собрать своими руками. Имея надлежащий опыт очистки, вы можете изготовить каждую деталь, а затем объединить все компоненты в одну целостную конструкцию.

Если не хотите усложнять задачу, вполне уместно купить готовые комплектующие и дома, не спеша и без проблем смонтировать надежный ветряк, способный обеспечить бесперебойное электроснабжение вашего жилого помещения.

Когда нет стопроцентной уверенности в своих силах, лучше всего доверить работу профессионалам. Они сделают все очень быстро и с полным соблюдением основных эксплуатационных требований.

У вас есть опыт строительства и эксплуатации ветряной турбины? Поделитесь информацией с нашими читателями, предложите свой способ сборки агрегата. Вы можете оставлять комментарии и добавлять фото самоделок в форме ниже.