Строительство Севастополь

Строительство в Севастополе — сообщество мастеров строителей и отделочников

 

Как сделать вертикальный ветрогенератор своими руками? Ветряк своими руками вертикальный


Вертикальный ветрогенератор своими руками. Турбина

Представленный ниже материал является свободным переводом (переводить было трудно) англоязычной интернет-страницы об изготовлении своими руками турбины вертикального ветрогенератора.

Изготовление турбины

Вертикальный ветрогенератор. Инструменты и детали

При изготовлении такого ветрогенератора своими руками используются некоторые электроинструменты и детали.

Инструменты:

  • ножовка или ленточная пила
  • лобзик
  • токарный станок
  • ручная дрель
  • сверла
  • отвертка
  • 2 зажима
  • некоторые другие.

Детали и материалы:

  • труба ПВХ
  • водонепроницаемая древесина, лучше водонепроницаемая фанера (если нет, придется защищать ее покрытием краской)
  • 2 подшипники (нижний будет работать под нагрузкой)
  • масленка
  • катанка - стержень (2 размеров) (1 большой и 4 малых) (из нержавеющей стали, если это возможно)
  • болты и шайбы (2 размеров) (из нержавеющей стали, если это возможно)
  • кусок 40 мм круглого алюминия (сплав, будет содержать нижний подшипник)
  • 3 винта.
Вертикальный ветрогенератор. Изготовление лопастей

Первое, что нужно сделать - это измерить трубу ПВХ и порезать ее на 4 равные части (моя малая 2 метра, после разреза было 50 см в одной части).

Когда это сделано, полученные части разрезаются по длине.

Теперь есть 8 лопастей (они должны быть точно одного и того же размера!)

Изображения, представленные ниже, показывают последовательность работы.

Ветрогенератор_инструменты

Ветрогенератор_лопасти

Ветрогенератор_заготовки

Ветрогенератор_нарезка

Ветрогенератор_заготовки_2

Изготовление двух дисков турбины вертикального ветрогенератора

Берутся 2 куска водостойкой фанеры (12 мм), на каждом из кусков обозначается круг диаметром 40 см, лобзиком вырезаются эти круги.

Опять изображения, представленные ниже, показывают последовательность работы.

Ветрогенератор_диски_3

Делим изготовленный круг на 8 частей.

Изображение, приведенное ниже, показывает, как нужно разделить круг на 8 частей. Сделать это нужно только на одном куске, на следующем этапе я объясню почему.

Ветрогенератор_круг

Нарезка слотов (пазов) для лопастей турбины ветрогенератора

Итак, лучше все обозначить только на одном куске.

Дуги рисуются так: берется одна половинка трубы и накладывается на одну из 8 линий, предварительно нарисованных на куске фанеры. Карандашом отмечается линия и внутренней и внешней поверхности трубы. Тот кусок фанеры, где отмечены дуги, кладется сверху на неразмеченную кусок, а затем они затискиваються вместе. Когда порезы будут сделаны, они будут точно такими же. Я использовал пилы, обычно предназначенные для резки металла, полотно такой пилы чуть тоньше лопасти.

На сторонах обоих дисков сделаются метки, чтобы потом можно было точно наложить один на другой (например, указывается дуга 1 - дуга 1, дуга 2 - дуга 2 и т. д.). Таким образом, когда турбина будет собираться, диски будут точно соответствовать друг другу.

Еще одно нужно сделать, когда оба диска зажаты, - это просверлить центральное отверстие в соответствии с размером большого стержня (болта) и 4 отверстия для маленьких стержней. Распределите 4 стержни на одинаковом расстоянии (как вы видите на картинке), приблизительно на расстоянии 2 см от дуг. Таким образом, можно будет ставить шайбы на стержне, не касаясь лопастей. Теперь нужно закрепить лопасти турбины и 4 небольшие стержни, как показано на последней картинке. Они должны плотно прилегать!

Изображения показывают, как нужно нарезать слоты (пазы) для лопастей турбины ветрогенератора.

Ветрогенератор_пазы_1

Ветрогенератор_пазы_2

Ветрогенератор_пазы_3

Установка центрального стержня

Сначала устанавливаем верхнюю часть турбины ветрогенератора, аналогично тому, как это сделано в предыдущем шаге. Обращаем внимание на метки, сделанные по бокам дисков, когда они были еще зажаты.

Таким образом, одни и те же разрезы будут соответствовать друг другу и турбина НЕ БУДЕТ шаткой. Возможно, лучше использовать молоток и маленький кусочек дерева, чтобы не повредить лопасти или диск, когда нужно будет нажать на них. Убеждаемся, что лопасти плотно вошли в пазы и 4 маленькие стержни попали в нужное место. Это непростая работа. Удачи!

Теперь следует сделать большой центральный стержень с необходимыми болтами и шайбами.

На дисках центр уже отмечен.

Изображения показывают последовательность установки центрального стержня.

Ветрогенератор_центр_1

Ветрогенератор_центр_2

Первое изображение показывает вид диска снизу. Я дал там 2 гайки, и они будут нижней опорой.

Я оставил там часть стержня, поэтому я смогу потом подключить какой-то генератор.

Верхний диск показан на втором изображении, а стержень с этой стороны будет обрезан короче. На этой стороне будет только подшипник, чтобы сбалансировать турбину, когда она будет установлена ​​в рамку крепления.

Обрезка центрального стержня до нужного размера

Если у вас есть станок, это довольно легко сделать. Я сделал толстый стержень, по 10 мм с обеих сторон.

Ветрогенератор_обрезка

Фотография показывает нижнюю сторону стержня.

Убедитесь, что он хорошо вписывается, потому что это будет определять, насколько легко ваш ветрогенератор будет работать.

Изготовление держателя нижней опоры вертикального ветрогенератора

Я использовал подшипник, сделанный из 3-х частей, как показано на первом изображении. Этот подшипник выполнен так, чтобы справиться с вертикальной нагрузкой.

Если вы посмотрите внимательно, то увидите, что в 2 дисках не один и тот же внутренний размер отверстия.

Диск с наибольшим отверстием (он справа) - это верхняя часть подшипника, на нем будет турбина ветрогенератора.

Я сделал на токарном станке отверстие, соответствующее диаметру подшипника, который будет использоваться. Не делайте его глубоким! Убедитесь, что верхняя часть подшипника просто торчит из держателя. Это нужно потому, что верхнее кольцо будет вращаться вместе с турбиной (если этого не сделать, он будет тереться с внутренней стороной держателя, замедлять турбину и быстро изнашиваться).

Вы также можете просверлить дырку в нижней части держателя таким образом, чтобы через нее проходил стержень. Сделайте эту дырку чуть больше, чем диаметр стержня, чтобы она не была слишком узкой и не давила на стержень.

Дальнейшие объяснения будут непонятны без просмотра изображений, иллюстрирующих последовательность работы.

Ветрогенератор_подшипник_1

Ветрогенератор_подшипник_2

Ветрогенератор_подшипник_3

Ветрогенератор_подшипник_4

Ветрогенератор_подшипник_5

Ветрогенератор_подшипник_6

Ветрогенератор_подшипник_7

Вы видели, что у этого подшипника нет смазки, поэтому мы должны будем установить смазочный ниппель.

Используйте резьбонарезные инструмент, чтобы это сделать. Сначала просверлите отверстие в соответствии размера резьбы и ниппеля, который вы будете использовать. Мой был M6.

Используйте немного масла при нарезке, потому что вы нарезаете в алюминии (в противном случае внутри все будет грубо, шершаво).

Поверните ваш инструмент, используемый для нарезки, примерно на один оборот, а затем на половину оборота назад. Таким образом металл режется внутри, и вы не сломаете свой инструмент. Используйте такую ​​последовательность нарезки, пока не получите правильную резьбу.

Для продолжения нажмите на кнопку с цифрой 2.

Изготовление крепления и монтаж турбины вертикального ветрогенератора

Изготовление крепления турбины вертикального ветрогенератора

Сначала найдите два куска дерева одинаковой длины. Убедитесь, что они достаточно широкие для изготовления сильной конструкции.

Найдите центр их обоих и сделайте отверстие по размеру держателя подшипника для дна на одном куске и отверстие по размеру верхнего подшипника на втором куске.

Мне повезло, у меня была большая дрель, чтобы сделать это. Если у вас нет большого сверла - высверлите отверстие, а затем вырежьте все остальное круглой фрезой или лобзиком.

Для дна нужно просверлить в центре дрелькой дырку на один размер больше, чем размер стержня, который впишется в подшипник. Для дна вам придется вырезать небольшую щель (слот), чтобы ниппель смог поместиться внутри и чтобы у вас было достаточно места разместить насос смазки. На фотографиях вы можете увидеть, как это должно выглядеть.

Ветрогенератор_крепление_турбины

Ветрогенератор-крепление_2

Ветрогенератор-крепление-3

Возьмите также два ровных куска дерева для сторон крепления (у меня была фанера, так что я использовал ее).

Возьмите нижнюю часть с держателем подшипника внутри и положить его на ровную поверхность.

Возьмите одну боковину и прикрепите ее к нижней части. Сначала просверлите несколько отверстий сбоку так, чтобы винты лучше вошли. Убедитесь, что поверхности точно перпендикулярны (угол 90 градусов).

Сделайте то же самое для другой стороны.

Теперь возьмите полностью собранную вашу турбину и опустите ее в нижний подшипник.

Теперь берите верхнюю часть крепления и надвиньте подшипник на большой стержень. Измерьте с обеих сторон турбины и убедитесь, что расстояния одинаковые и ваша конструкция будет точно квадратной.

Изготовление крепления к опоре (башне) турбины вертикального ветрогенератора

То, что я показываю ниже, на самом деле я не измерял. Я убедился, что все точно совпадает с осью турбины. Значит просто сделайте так, как видите на фотографиях.

Обязательно убедитесь в прочности конструкции, ведь она будет выдерживать большие нагрузки.

Ветрогенератор-крепления-опоры-1

Ветрогенератор-крепление-опоры-2

Ветрогенератор-крепление-опоры-3

Ветрогенератор-крепление-опоры-4

Ветрогенератор-крепление-опоры-5

Я еще не подсоединял к ней генератор. Думаю, это должен быть сильный генератор с катушками на неодимовых магнитах.

Демонстрация работы вертикального ветрогенератора

Ниже показана фотография установленного вертикального ветрогенератора.

Ветрогенератор_установлен

Я использовал несколько канатов, чтобы стабилизировать турбину.

Также я воспользовался старыми кронштейнами от палатки для крепления канатов на землю, а на стороне турбины я использовал винты. Работает хорошо.

Когда вы будете монтировать вашу турбину, найдите помощника, который сможет удерживать турбину в то время, как вы будете крепить канаты на землю.

Небольшой фильм показывает (перейдите по ссылке), как работает турбина вертикального ветрогенератора.

Оригинальная англоязычная страница, находится здесь.

radiofishka.in.ua

Роторный ветрогенератор своими руками

ротор ветрогенератора

Сделать своими руками роторный ветрогенератор вы можете из подручных средств, которые вы найдете у себя дома. Для устройства вам потребуются обычные материалы, среди которых алюминий, фанера и магниты. Конструкция должна вырабатывать до 50 киловатт-часов энергии в месяц, когда устойчиво дует ветер. Вертикальный агрегат лучше всего функционирует при ветре со скоростью от 10 до 30 километров в час. Тестирование ветрогенератора при ветре 80 километров в час показало, что пропеллер раскрутился так сильно, что лопасти невозможно было остановить. Главный недостаток системы, которую мы опишем в этом материале, является производство небольшого количества электрической энергии.

Содержание статьи:

Дизайн и чертежи мы позаимствуем из проекта Lenz2, который был разработан Эдом Ленцем. Это устройство типа Савониуса, но имеет некоторые изменения, за счет которых все три крыла используют сопротивление ветра в качестве подъемной силы. Таким образом, наша конструкция эффективнее чистого Савониуса.

Роторный ветрогенератор

В оригинале установка имеет высоту 120 см и диаметр 90 см. Мы уменьшили конструкцию в размерах до 45 и 53 см соответственно.

Материалы и инструменты

Для работы вам потребуются некоторые набор материалов и инструментов, которые вы можете заменять альтернативными, которые у вас есть. Главное, чтобы они подходили.

Материалы:

  • фанера толщиной 5-10 мм;
  • металлическая лента с отверстиями;
  • гайки и болты;
  • стержень длиной 60 см и диаметром 10 мм;
  • тонкий листовой металл;
  • гайки 10 мм для стержня;
  • 9 кусков древесины размером 10х25х450 мм;
  • оборудование для генератора.

тонкий листовой металл

Инструменты:

  • дрель со сверлами;
  • ключи;
  • ножницы по металлу;
  • лобзик или ножовка.

Последовательность работ

Работы по созданию ветрогенератора своими руками выполняются в следующей последовательности:

  1. Подготовка деталей лопастей.
  2. Их сборка.
  3. Создание осевого стержня.
  4. Сборка конструкции.

Заводской ветрогенератор

Вырезание лопастей

Для обеспечения хорошей аэродинамики крыла нужно создать каплеобразную форму. У вертикального ветрогенератора три лопасти, поэтому вам нужно вырезать 6 подобных деталей. Размер уменьшен вдвое относительно оригинального проекта Эда Ленца.Советуем вырезать шаблон из картона и использовать его в качестве лакала, перенося рисунок на фанеру.

Сделать это можно следующим образом:

  1. Вырежьте из картона прямоугольник размерами 90х190 мм.
  2. Нарисуйте посередине линию по длинной оси.
  3. Сделайте отметку по линии, отступив от одного конца 45 мм.
  4. Проведите через отметку линию к краям перпендикулярно осевой линии.
  5. При помощи циркуля начертите полукруг радиусом 45 мм вверху отметки. Соедините две боковые части кромки с верхним краем.
  6. Края полукруга соедините с центральной точкой дальнего края осевой линией по центру.
  7. Вырежьте лекало.

Чертеж лопасти

При помощи картонного шаблона начертите на фанере шесть изображений и вырежьте их лобзиком.

Также нам нужно сделать три планки для соединения двух фанерных деталей по концам каждого крыла. Планки имеют длину, которая зависит от высоты крыла. В нашем случае это 530 мм, так как эту высоту можно установить на вертикальной оси. У нас получились следующие размеры: 12х25х530 мм.

Карандашом надо отметить на деталях из фанеры пазы, в которые придется вставить деревянные планки. Два паза с одной стороны элемента, и один с другой. Далее детали надо вырезать лобзиком.

Заостренные концы лопастей будут поворачиваться к центру ветроустановки на 9 градусов. Это измерение эмпирическим путем определил Эдуард Ленц. Практика доказывает, что этот угол отлично работает. У вас будет возможность регулирования его после сборки, если вы решите проверить правильность расчетов.

Собираем лопасти

После вырезания всех деталей лопастей можно приступить к их сборке. Для сборки каждого крыла нужно вставить планку в пазы на нижней и верхней детали. Убедитесь в том, что планки не выходят за пределы кромки фанерной части – выровняйте их.

Сборка лопастей

Для крепления надо предварительно высверлить отверстие сквозь фанеру через планку. Достаточно использовать для крепления один шуруп длиной 5-7 мм. Дополнительно можно использовать клей, но это не необходимость. Таким же способом надо соединить две другие заготовки.

Задняя сторона с двумя планками и круглая часть должна быть покрыта чем-нибудь. Можно использовать обычные алюминиевые листы или другой подходящий материал. Например, если вырезать два куска алюминия 15х53 см, вы можете обвернуть передний и обратный край всех крыльев. Часть листа можно приложить от первой планки до второй по кромке спереди. Каждую часть следует закрепить несколькими финтами. Некоторые вошли внутрь деревянного края, а другие в край фанеры. После этого крепим на задней части втору и привинчиваем к планке.

Сделайте то же самое с другими крыльями. Далее их можно будет установить. Для этого закрепите металлический стержень в месте, где будет вращаться ветряк.

Делаем осевой стержень

Крылья крепятся вдоль центральной оси на фанерных дисках с распорками, соединяющими вершины и основания крыльев.

Надо вырезать два круга из 10-миллиметровой фанеры диаметром 20 см. лучше используйте для этого круглый транспортир. На нем отметьте три части по 120 градусов линиями – это будут распорки стойки.

Высверлите отверстие в середине каждого диска. Оно должно по диаметру совпадать со стержнем.

Распорки, которые соединяют диски и крылья, можно делать разными способами. Наиболее простым решением на наш взгляд является их создание из дерева. Материал подойдет для нижней распорки, а для верхнего можно купить 150 см полосы оцинкованного металла, по центральной линии которой надо пробить отверстия.

осевой стержень ветрогенератора

Стойки надо сократить до 28 см, а в конце каждой из них в 25 мм от центра окружности отметить по одной линии 120 градусов. Высверливаем в стойке два отверстия, а потом одно через фанерный круг. Прочно крепим все болтами.

Сначала следует накрутить гайку 12 мм нижней части оси, чтобы она располагалась в 60 мм от конца. Надо надеть снизу на ось один фанерный диск до самой гайки, а потом накрутить еще гайку, хорошенько притянув ее к диску. Эти гайки следует подогнать друг к другу, чтобы диск прочно сидел на своем месте. Точно так же надо установить второй диск на обратном конце стержня. Вероятно, вам придется регулировать положение диска таким образом, чтобы его приспособить к высоте крыльев и оставить место для крепления оси генератора или прочих деталей.Далее можете устанавливать крылья. Болтами зафиксируйте фанерные торцы крыльев на распорках центрального диска. Крылья надо закрепить максимально жестко, но они при этом должны свободно вращаться. Теперь выровняйте то, что вы нарисовали, по линии на верхней стойке в 9 градусов, а потом затяните верхние и нижние гайки.

Наш ветряк готов к установке генератора или иного устройства.

Процесс сборки

В любом случае вам нужно будет установить собранное на ротор или поддерживающую рамку, благодаря чему он будет легко вращаться. Здесь подойдет генератор мощностью 24 вольта постоянного тока. Например, можно взять его от батареи газонокосилки.

Двигатель имеет плюсовый и минусовой разъемы с одного конца и выступающий вал на другом конце. Нам попался вал диаметром 10 мм с тонкой нитью – это усложнило работу. Проблему мы решили креплением L-образного кронштейна на вал двигателя. Для этого потребовался кусок металла от старого руля U-образной формы отверстиями вверху и по бокам. Болтами закрепили П-образный разъем к кронштейну L-образной формы.

Сборка ветрогенератора

Вырезаем отверстие в куске фанеры необходимых размеров, чтобы залез мотор. После установки двигателя на фанеру нужно зафиксировать его при помощи болтов. Для испытания своего творения нужно поставить его на тяжелый деревянный ящик.

Как работает

Приспособление вращается довольно хорошо при нормальном ветре. Когда мы тестировали, его скорость составляла 25 км/ч. Последним шагом стало подключение генератора. Необходимо подвести провода через инвертор, превращающий постоянное напряжение в переменный ток. После этого провод надо соединить с АКБ.

sdelais.ru

Вертикальный ветрогенератор своими руками – БУДЬ В ТЕМЕ

Нами была разработана конструкция ветрогенератора с вертикальной осью вращения. Ниже, представлено подробное руководство по его изготовлению, внимательно прочтя которое, вы сможете сделать вертикальный ветрогенератор сами.

 

 

Ветрогенератор получился вполне надежный, с низкой стоимостью обслуживания, недорогой и простой в изготовлении. Представленный ниже список деталей соблюдать не обязательно, вы можете внести какие-то свои коррективы, что-то улучшить, что-то использовать свое, т.к. не везде можно найти именно то, что в списке. Мы постарались использовать недорогие и качественные детали.

 

 

Используемые материалы и оборудование:

Наименование Кол-во Примечание
Список используемых деталей и материалов для ротора:
Предварительно вырезанный лист металла 1 Вырезан из стали толщиной 1/4″ при помощи гидроабразивной, лазерной и др. резке
Ступица от авто (Хаб) 1 Должна содержать 4 отверстия, диаметр около 4 дюймов
2″ x 1″ x 1/2″ неодимовый магнит 26 Очень хрупкие, лучше заказать дополнительно
1/2″-13tpi x 3′ шпилька 1 TPI – кол-во витков резьбы на дюйм
1/2″ гайка 16
1/2″ шайба 16
1/2″ гровер 16
1/2″.-13tpi колпачковая гайка 16
1″ шайба 4 Для того, чтобы выдержать зазор между роторами
Список используемых деталей и материалов для турбины:
3″ x 60″ Оцинкованная труба 6
ABS пластик 3/8″ (1.2×1.2м) 1
Магниты для балансировки Если нужны Если лопасти не сбалансированы, то магниты прикрепляются для балансировки
1/4″ винт 48
1/4″ шайба 48
1/4″ гровер 48
1/4″ гайка 48
2″ x 5/8″ уголки 24
1″ уголки 12 (опционально) В случае, если лопасти не держат форму, то можно добавить доп. уголки
винты, гайки, шайбы и гроверы для 1″ уголка 12 (опционально)
Список используемых деталей и материалов для статора:
Эпоксидка с затвердителем 2 л
1/4″ винт нерж. 3
1/4″ шайба нерж. 3
1/4″ гайка нерж. 3
1/4″ кольцевой наконечник 3 Для эл. соединения
1/2″-13tpi x 3′ шпилька нерж. 1 Нерж. сталь не является ферромагнетиком, поэтому не будет “тормозить” ротор
1/2″ гайка 6
Стеклоткань Если нужна
0.51мм эмал. провод 24AWG
Список используемых деталей и материалов для монтажа:
1/4″ x 3/4″ болт 6
1-1/4″ фланец трубы 1
1-1/4″ оцинк. труба L-18″ 1
Инструменты и оборудование:
1/2″-13tpi x 36′ шпилька 2 Используется для поддомкрачивания
1/2″ болт 8
Анемометр Если нужен
1″ лист алюминия 1 Для изготовления проставок, если понадобятся
Зеленая краска 1 Для покраски держателей пластика. Цвет не принципиален
Голубая краска бал. 1 Для покраски ротора и др. частей. Цвет не принципиален
Мультиметр 1
Паяльник и припой 1
Дрель 1
Ножовка 1
Керн 1
Маска 1
Защитные очки 1
Перчатки 1

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения не настолько эффективны, как их горизонтальные собратья, однако вертикальные ветрогенераторы менее требовательны к месту их установки.

Изготовление турбины

1. Соединяющий элемент – предназначен для соединения ротора к лопастям ветрогенератора.2. Схема расположения лопастей – два встречных равносторонних треугольника. По данному чертежу потом легче будет расположить уголки крепления лопастей.

Если не уверены в чем то, шаблоны из картона помогут избежать ошибок и дальнейших переделываний.

Последовательность действий изготовления турбины:

  1. Изготовление нижней и верхней опор (оснований) лопастей. Разметьте и при помощи лобзика вырежьте из ABS пластика окружность. Затем обведите ее и вырежьте вторую опору. Должны получиться две абсолютно одинаковые окружности.
  2. В центре одной опоры вырежьте отверстие диаметром 30 см. Это будет верхняя опора лопастей.
  3. Возьмите хаб (ступица от авто) и разметьте и просверлите четыре отверстия на нижней опоре для крепления хаба.
  4. Сделайте шаблон расположения лопастей (рис. выше) и разметьте на нижней опоре места крепления уголков, которые будут соединять опору и лопасти.
  5. Сложите лопасти в стопку, прочно свяжите их и обрежьте до требуемой длины. В данной конструкции лопасти длиной 116 см. Чем длинее лопасти, тем больше энергии ветра они получают, но обратной стороной является нестабильность в сильный ветер.
  6. Разметьте лопасти для крепления уголков. Накерните, а затем просверлите отверстия в них.
  7. Используя шаблон расположения лопастей, который представлен на рисунке выше, прикрепите лопасти к опоре при помощи уголков.

Изготовление ротора

Последовательность действий по изготовлению ротора:

  1. Положите два основания ротора друг на друга, совместите отверстия и напильником или маркером сделайте небольшую метку по бокам. В дальнейшем, это поможет правильно сориентировать их относительно друг-друга.
  2. Сделайте два бумажных шаблона расположения магнитов и приклейте их на основания.
  3. Промаркируйте полярность всех магнитов при помощи маркера. В качестве “тестера полярности” можно использовать небольшой магнит, обмотанный тряпкой или изолентой. Проводя его над большим магнитом, будет хорошо видно, отталкивается он или притягивается.
  4. Приготовьте эпоксидную смолу (добавив в нее отвердитель). И равномерно нанесите ее снизу магнита.
  5. Очень аккуратно поднесите магнит к краю основания ротора и переместите его к своей позиции. Если магнит устанавливать сверху ротора, то большая мощность магнита может его резко примагнитить и он может поломаться. И никогда не суйте свои пальцы и другие части тела между двумя магнитами или магнитом и железом. Неодимовые магниты очень мощные!
  6. Продолжайте приклеивать магниты к ротору (не забудьте смазывать эпоксидкой), чередую их полюса. Если магниты сьезжают под действием магнитной силы, то воспользуйтесь куском дерева, располагая его между ними для страховки.
  7. После того, как один ротор закончили, переходите к второму. Используя ранее поставленную метку, расположите магниты точно напротив первого ротора, но в другой полярности.
  8. Положите роторы подальше друг от друга (чтобы они не примагнитились, иначе потом не отдерете).

Изготовление статора

Изготовление статора очень трудоемкий процесс. Можно конечно купить готовый статор (попробуй еще найти их у нас) или генератор, но не факт, что они подойдут для конкретного ветряка со своими индивидуальными характеристиками

Статор ветрогенератора – электрический компонент, состоящий из 9-ти катушек. Катушка статора изображена на фото выше. Катушки разделены на 3 группы, по 3 катушки в каждой группе. Каждая катушка намотана проводом 24AWG (0.51мм) и содержит в себе 320 витков. Большее количество витков, но более тонким проводом даст более высокое напряжение, но меньший ток. Поэтому, параметры катушек могут быть изменены, в зависимости от того, какое напряжение вам требуется на выходе ветрогенератора. Нижеследующая таблица поможет вам определиться:320 витков, 0.51 мм (24AWG) = 100В @ 120 об/мин.160 витков, 0.0508 мм (16AWG) = 48В @ 140 об/мин.60 витков, 0.0571 мм (15AWG) = 24В @ 120 об/мин.

Вручную наматывать катушки – это скучное и трудное занятие. Поэтому, чтобы облегчить процесс намотки я бы вам посоветовал сделать простое приспособление – намоточный станок. Тем более, что конструкция его достаточно проста и сделать его можно из подручных материалов.

Витки всех катушек должны быть намотаны одинаково, в одном и том же направлении и обращайте внимание или отмечайте, где начало, а где конец катушки. Для предотвращения разматывания катушек, они обмотаны изолентой и промазаны эпоксидкой.

Приспособление для намотки катушек

Приспособа сделана из двух кусков фанеры, изогнутой шпильки, куска ПВХ-трубы и гвоздей. Перед тем, как изогнуть шпильку, нагрейте ее горелкой.

Небольшой кусок трубы между дощечками обеспечивает заданную толщину, а четыря гвоздя обеспечивают необходимые размеры катушек.

Вы можете придумать свою конструкцию намоточного станка, а может у вас уже имеется готовый.После того, как все катушки намотаны их необходимо проверить на идентичность друг к другу. Это можно сделать при помощи весов, а также нужно померить сопротивления катушек мультиметром.

 

 

Схема соединения катушек статора

Не подключайте домашних потребителей напрямую от ветрогенератора! Также соблюдайте меры безопасности при обращении с электричеством!

Процесс соединения катушек:

  1. Зачистите шкуркой концы выводов каждой катушки.
  2. Соедините катушки, как показано на рисунке выше. Должно получиться 3 группы, по 3 катушки в каждой группе. При такой схеме соединений получится трехфазный переменный ток. Концы катушек припаяйте, либо воспользуйтесь зажимами.
  3. Выберите одну из следующих конфигураций:А. Конфигурация “звезда“. Для того, чтобы получить большое напряжение на выходе, соедините выводы X,Y и Z между собой.B. Конфигурация “треугольник”. Для того, чтобы получить большой ток, соедините X с B, Y с C, Z с A.C. Для того, чтобы в будущем сделать возможность изменять конфигурацию, нарастите все шесть проводников и выведите их наружу.
  4. На большом листе бумаге нарисуйте схему расположения и подключения катушек. Все катушки должны быть равномерно распределены и соответствовать расположению магнитов ротора.
  5. Прикрепите катушки при помощи скотча к бумаге. Приготовьте эпоксидную смолу с отвердителем для заливки статора.
  6. Для нанесения эпоксидки на стеклоткань используйте малярную кисть. Если необходимо, то добавьте небольшие кусочки стеклоткани. Центр катушек не заполняйте, чтобы обеспечить их достаточное охлаждение при работе. Постарайтесь избегать образования пузырьков. Целью данной операции является закрепление катушек на своих местах и придание плоской формы статору, который будет располагаться между двумя роторами. Статор не будет нагруженным узлом и не будет вращаться.

Для того, чтобы стало более понятно, рассмотрим весь процесс в картинках:

Готовые катушки помещаются на вощеную бумагу с начерченной схемой расположения. Три небольших круга по углам на фото выше – места отверстий для крепления кронштейна статора. Кольцо в центре предотвращает попадание эпоксидки в центральную окружность.

Катушки закреплены на своих местах. Стеклоткань, небольшими кусочками помещается вокруг катушек. Выводы катушек можно вывести внутрь или наружу статора. Не забудьте оставить достаточный запас длины выводов. Обязательно еще раз проверьте все соединения и прозвоните мультиметром.

Статор практически готов. Отверстия для крепления кронштейна, сверлятся в статоре. При сверлении отверстий смотрите не попадите в выводы катушек. После завершения операции, обрежьте лишнюю стеклоткань и если необходимо, шкуркой зачистите поверхность статора.

 

 

Кронштейн статора

Труба для крепления оси хаба была обрезана под нужный размер. В ней были просверлены отверстия и нарезана резьба. В дальнейшем в них будут вкручены болты, которые будут удерживать ось.

На рисунке выше показан кронштейн, к которому будет крепиться статор, находящийся между двумя роторами.

На фото выше показана шпилька с гайками и втулкой. Четыре таких шпильки обеспечивают необходимый зазор между роторами . Вместо втулки можно использовать гайки большего размера, либо самому вырезать шайбы из алюминия.

Генератор. Окончательная сборка

Небольшое уточнение: малый воздушный зазор между связкой ротор-статор-ротор (который задается шпилькой с втулкой), обеспечивает более высокую отдаваемую мощность, но возрастает риск повреждения статора или ротора при перекосе оси, который может возникнуть при сильном ветре.

На левом рисунке ниже, показан ротор с 4-мя шпильками для обеспечения зазора и двумя алюминиевыми пластинами (которые в дальнейшем будут убраны).На правом рисунке показан собранный и покрашенный в зеленый цвет статор, установленный на место.

Процесс сборки:1. В плите верхнего ротора просверлите 4 отверстия и нарежьте в них резьбу для шпильки. Это необходимо для плавного опускания ротора на свое место. Уприте 4 шпильки в алюминиевые пластины приклеенные ранее и установите на шпильки верхний ротор.Роторы будут притягиваться друг к другу с очень большой силой, поэтому и нужно такое приспособление. Сразу выровняйте роторы относительно друг-друга по поставленным ранее метках на торцах.2-4. Поочередно вращая ключом шпильки, равномерно опускайте ротор.5. После того, как ротор уперся в втулку (обеспечивающая зазор), выкрутите шпильки и уберите алюминиевые пластины.6. Установите хаб (ступицу) и прикрутите его.

Генератор готов!

После установки шпилек (1) и фланца (2) ваш генератор должен выглядеть приблизительно так (см. рис. выше)

Болты из нержавейки служат для обеспечения электрического контакта. На провода удобно использовать кольцевые наконечники.

Колпачковые гайки и шайбы служат для крепления соедин. платы и опоры лопастей к генератору. Итак, ветрогенератор полностью собран и готов к тестам.

Для начала, лучше всего рукой раскручивать ветряк и измерять параметры. Если все три выходные клеммы закоротить между собой, то ветряк должен вращаться очень туго. Это может быть использовано для остановки ветрогенератора для сервисного обслуживания или в целях безопасности.

Ветрогенератор можно использовать не только для обеспечения дома электричеством. К примеру данный экземпляр, сделан так, чтобы статор вырабатывал большое напряжение, которое затем используется для нагрева.Рассматриваемый выше генератор выдает 3-х фазное напряжение с различной частотой (зависит от силы ветра), а к примеру в России используется однофазная сеть 220-230В, с фиксированной частотой сети 50 Гц. Это отнюдь не означает, что данный генератор не подойдет для питания бытовых приборов. Переменный ток с данного генератора может быть преобразован в постоянный ток, с фиксированным напряжением. А постоянный ток уже может использоваться для питания светильников, нагрева воды, заряда аккумуляторов, а может быть поставлен преобразователь для преобразования постоянного тока в переменный. Но это уже выходит за рамки данной статьи.

На рисунке выше простая схема мостового выпрямителя, состоящего из 6-ти диодов. Он преобразовывает переменный ток в постоянный.

Место установки ветрогенератора

Ветрогенератор, описываемый здесь, установлен на 4-х метровой опоре на краю горы. Трубный фланец, который установлен снизу генератора обеспечивает легкую и быструю установку ветрогенератора – достаточно прикрутить 4 болта. Хотя для надежности, лучше приварить.

Обычно, горизонтальные ветрогенераторы “любят” когда ветер дует с одного направления, в отличии от вертикальных ветряков, где за счет флюгера, они могут поворачиваться и им не важно направление ветра. Т.к. данный ветряк установлен на берегу скалы, то ветер там создает турбулентные потоки с разных направлений, что не очень эффективно для данной конструкции.

Другим фактором, который необходимо учитывать при подборе места размещения, является сила ветра. Архив данных по силе ветра для вашей местности можно найти в интернете, правда это будет очень приблизительно, т.к. все зависит от конкретного места.Также, в выборе месторасположения установки ветрогенератора поможет анемометр (прибор для измерения силы ветра).

 

Немного о механике ветрогенератора

Как известно, ветер возникает из-за разности температур поверхности земли. Когда ветер вращает турбины ветрогенератора, он создает три силы: подьемную, торможения и импульсную. Подьемная сила обычно возникает над выпуклой поверхностью и является следствием разности давлений. Сила торможения ветра возникает за лопастями ветрогенератора, она является нежелательной и тормозит ветряк. Импульсная сила возникает из-за изогнутой формы лопастей. Когда молекулы воздуха толкают лопасти сзади, то им некуда потом деваться и они собираются позади них. В результате, они толкают лопасти в направлении ветра. Чем больше подьемная и импульсная силы и меньше сила торможения, тем быстрее лопасти будет вращаться. Соответственно вращается ротор, который создает магнитное поле на статоре. В результате чего вырабатывается электрическая энергия.

Источник

 

 

budvtemi.com

виды ветряков, обслуживание, выбор лопастей и генератора, мощные модели и парусники

уже прочитали: 239

Возрастание потребностей населения в электроэнергии вынуждает изыскивать дополнительные возможности. Действующие электростанции обеспечивают потребителей только в пределах доступности, жители отдаленных и труднодоступных регионов зачастую лишены возможности подключения к сетевым ресурсам.

Решением проблемы становятся местные генераторы, действующие на бензине или дизельном топливе. Они требуют постоянных расходов, запаса топлива, запчастей. Альтернативой становятся , имеющие массу преимуществ перед традиционными источниками энергии.

Законность установки ветрогенератора

мощностью до 1 кВт приравниваются к бытовым электроустановкам, поэтому каких-либо разрешений или документов на право использования не требуется. Однако, возможны сложности другого порядка. Например, установка, создающая шум, способна доставлять неприятные ощущения для соседей.

Возможны различные местные нормативы на использование , о которых следует узнать заранее, чтобы не оказаться в неприятной ситуации. Например, существуют ограничения по высоте (до 15 м) или иные требования.

Какой нужен генератор?

 — основное устройство комплекса, непосредственно вырабатывающее электроток. Его мощность определяет параметры всей установки. Выбор генератора производится путем подсчета мощности всех потребителей в доме или на участке. Суммарная мощность увеличивается на 15-20 %, а иногда и больше. Это необходимо на случай возникновения непредвиденных обстоятельств, появления в доме новых устройств.

Выбор по ветру

Ветер — источник энергии. Он достается бесплатно, но не всегда имеется в наличии. Прежде, чем приобретать или строить ветряк, следует подробно ознакомиться с метеорологической ситуацией в регионе. Важно выяснить направления, преобладающие скорости ветра, частоту и силу шквальных порывов, ураганных проявлений. Эти знания позволят определиться с типом ветряка, условиями работы оборудования и потребностями в защите.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Россия имеет преимущественно слабые и средние ветра в большинстве регионов, но для отдаленных или труднодоступных районов нередки более мощные атмосферные проявления, требующие от пользователя обладания полной информацией по силе и направлению потоков.

О безопасности

Вопрос безопасности использования ветрогенератора непрост. Лопасти ветряка при высоких скоростях и больших размерах способны причинить серьезные травмы, вплоть до летального исхода. Кроме того, высокие мачты опасны при возникновении сильного ветра, поскольку могут опрокинуться на жилые дома, людей, оказавшихся поблизости, причинить вред имуществу или постройкам.

При этом, большинство противников ветроэнергетики находят проблемы не там, где они есть. Существует масса утверждений о вреде устройств:

  • наличие шума
  • вибрация
  • мерцающая тень, способствующая нервно-психическим расстройствам
  • магнитный фон
  • помехи радио- и телевизионным приемникам
  • непереносимость установок животными, опасность для птиц

Большинство из этих утверждений — следствие надуманных противниками автономных источников питания аргументов. Они имеют место, но величина проблем настолько не соответствует действительности, что эти проблемы попросту не заслуживают времени на обсуждение. Если ветрогенераторы и представляют опасность, то лишь для представителей ресурсоснабжающих компаний, не желающих терять клиентов.

Тем не менее, мощные промышленные установки, использующиеся в составе крупных электростанций, способны создавать неудобства для жителей, что доказано в американском суде. Ветряки продуцировали инфразвук, вызывавший расстройства здоровья у индейцев, живших в резервации на расстоянии 200 км. Однако, учитывая размеры и мощность частного ветряка, говорить о вреде от него незачем.

Вертикалки

Ветряки с вертикальной осью вращения являются наиболее подходящей для самостоятельного изготовления группой устройств. Они имеют простую, понятную конструкцию. Не нуждаются в большом количестве узлов вращения, нетребовательны к направлению ветра. Возможности этой группы породили большое количество вариантов конструкции, некоторые из которых следует рассмотреть подробнее.

ВС

Ветрогенератор Савониуса — одна из наиболее старых разработок, увидевших свет в 20-х годах прошлого столетия. Устройство состоит из двух лопастей достаточно большой площади, изогнутых в продольном направлении. В поперечном сечении они напоминают латинскую букву S. При этом, они слегка сдвинуты друг к другу, несколько перекрывая рабочие стороны.

При воздействии потока ветра одна из лопастей получает усилие на рабочую часть, а вторая — на обратную сторону. Форма лопасти способствует рассечению потока, часть которого уходит в сторону, а другая часть соскальзывает на рабочую поверхность второй лопасти, увеличивая вращающий момент.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

На основе конструкции Савониуса разработано множество моделей ветряков с увеличенным количеством лопастей, большей эффективностью и чувствительностью к слабым ветрам.

Дарье

Конструкция Дарье была предложена почти одновременно с ротором Савониуса. Ее основа — лопасти, имеющие форму крыла самолета и расположенные вертикально по касательной к окружности вращения. Требуется нечетное число лопастей, иначе возникнет чрезмерно высокое уравновешивающее усилие. Подъемная сила лопастей способствует возникновению высокой скорости вращения, превышающей этот показатель в 3-4 раза по сравнению с ротором Савониуса.

Математического описания работы устройства до сих пор не имеется, но разработки, выполненные на основе конструкции, существуют и постоянно пополняются. Существует большое количество моделей частных ветрогенераторов с мощностью, достаточной для обеспечения небольшого дома.

Ортогонал

Ортогональные конструкции являются наиболее эффективными из всех базовых моделей вертикальных ветряков. Они обладают высокими скоростями, чувствительностью, производительностью. Конструкция состоит из нескольких лопастей (обычно три и больше), расположенных на некотором расстоянии от оси параллельно ей. Рассмотренный выше ротор Дарье — один из представителей ортогональных устройств. К недостаткам можно отнести высокие нагрузки на узел вращения, способствующие быстрому выходу из строя движущихся деталей.

Геликоид

Геликоидные конструкции созданы на основе базовой модели ортогонального типа, но со значительными изменениями геометрии лопастей. Они изогнуты по окружности вращения, получив форму, приближенную к спиральной. В результате достигается значительная стабилизация вращения, снижается износ движущихся элементов, конструкция в целом приобретает долговечность, прочность и надежность.

Более плавный режим вращения обеспечивает равномерную выработку электрического тока, что позволяет использовать устройства для прямого питания некоторых потребителей (осветительных устройств, насосов и т.д.). Для самостоятельного изготовления конструкция представляет достаточно трудную задачу из-за сложной геометрической формы лопастей.

Бочка-загребушка

Это — «народное» название многолопастного карусельного (вертикального) ветрогенератора. Устройство имеет хороший баланс, эффективно захватывает поток ветра, низкий уровень шума. Для желающих попробовать силы в изготовлении ветряк своими руками этот вариант конструкции рекомендуется как один из базовых типов конструкции. Лопасти делаются из листовой оцинкованной стали, разрезанных вдоль бочек или иного подручного материала.

Каркас — сваривается из металлического профиля — уголка, трубы и т.п. Особенность устройства в его неуязвимости для сильных порывов ветра — вокруг крыльчатки при усилении потока образуется вихревой кокон, препятствующий проникновению ветра внутрь крыльчатки. Поток просто обтекает устройство, как трубу.

Ветрогенератор Ленца

Особенность конструкции Ленца состоит в использовании вместо подшипников сильных неодимовых магнитов. Они удерживают узел вращения в «подвешенном» состоянии, что обеспечивает легкость вращения. Отсутствие трения способствует высокой долговечности оборудования. Показатели весьма впечатляющие — старт вращения происходит при скорости ветра от 0,17 м/с, а на номинальную производительность ветряк выходит уже при 3,4 м/с.

Ротор Бирюкова

Изобретение Бирюкова появилось в 60-х годах прошлого века. Особенностью конструкции является устройство ротора, имеющего два «этажа» с разным строение лопастей. КПД ветряка, заявленный изобретателем, составляет 46 %, что для подобных устройств вертикального типа весьма привлекательно.

Ротор стартует как обычное устройство Савониуса, но при наборе скорости образуется воздушная подушка из завихрений, изменяющая профиль крыльчатки на более выгодный при данном режиме вращения. Усиление ветра способствует образованию вихревого кокона, который заставляет поток обтекать его словно монолитную преграду.

Лопастники

Ветряки с горизонтальной осью вращения имеют большую эффективность, так как энергия потока ветра используется только на рабочих поверхностях, не контактируя с обратными сторонами лопастей. При этом, критически важно наличие устройства, автоматически устанавливающего для ветряка направление по ветру. Обычный вариант — свободно вращающийся вокруг вертикальной оси ветряк и хвостовой стабилизатор как у самолета.

Лопасти

Лопасти горизонтального ветряка являются основным элементом крыльчатки, принимающим поток и преобразующим его во вращательное движение. Эффективность работы обусловлена конструкцией и размерами.

Аэродинамика лопастей зависит от угла наклона, конфигурации, площади соприкосновения с потоком. Чем выше площадь контакта, тем большую энергию принимает поверхность, что имеет положительные и отрицательные стороны. Возрастание получаемой энергии способствует повышению фронтального давления на ветряк, способствующего разрушению конструкции.

Генератор

Генератор — устройство, преобразующее энергию вращения в электрический ток. Наряду с ротором, генератор для ветряка является основным узлом, который обслуживается всеми остальными элементами установки. Используются готовые конструкции, входящие в состав комплекта поставки или приобретенные отдельно, а также самодельные образцы, зачастую работающие лучше заводских.

Аварийный флюгер

Так среди специалистов принято называть устройство увода крыльчатки от чрезмерно сильного ветрового потока. Вращение, имеющее скорость, превышающую расчетную, создает ток большей силы и напряжения, чем это рассчитано и не нужен для оборудования.

Для исключения таких ситуаций существуют устройства торможения, одно из которых работает на принципе авторегулирования. Перпендикулярно направлению оси устанавливается специальная лопатка, жестко соединенная с ротором.

Хвостовой стабилизатор крепится к ротору через шарнир с пружиной. Когда ветер достигает слишком высокой скорости, усилие на тормозной лопатке превышает силу пружины, ротор отворачивается от ветра и прекращает вращаться со слишком высокой скоростью.

Токосъемник

Устройство подвода или, в нашем случае, съема электроэнергии — коллектор — достаточно капризный узел, требующий регулярного ухода, смазки, замены щеток и т.д. Процедура не самая простая, так как ветряк расположен на мачте, до аппаратуры надо еще добраться, что непросто. Необходимо иметь достаточно надежный и безопасный механизм опускания мачты, иначе аппаратура долго не продержится.

Лопастной ветрогенератор + солнечная панель для электроснабжения дачи

Идея совмещать солнечные батареи с ветрогенераторами возникла практически с первых дней появления этих конструкций. Привлекают абсолютно дармовая энергия ветра и солнца, которые нуждаются только в оборудовании для захвата и преобразования. Оба комплекса вполне могут работать в связке, дополняя друг друга.

Мнение эксперта

Эксперт Energo.House Фомин О. А.

Горный инженер, строитель.

Нет ветра — используются солнечные батареи, зашло солнце — энергию дает ветряк. Для дачного домика, загородного коттеджа подобные комплексы способны обеспечить если не полноценное, то весьма обильное дополнительное электропитание, помогающее сэкономить на электроэнергии немалые суммы.

Своими руками

Приобретение готового ветрогенератора не по карману большинству пользователей. Кроме того, стремление мастерить разные механизмы и приспособления неискоренимы в народе, а если появляется еще и насущная необходимость — решение вопроса однозначно. Рассмотрим, как сделать ветрогенератор своими руками.

Простейший ветрогенератор для освещения дачи

Самые простые конструкции используются для освещения участка или питания насоса, подающего воду. В процессе участвуют, как правило приборы потребления, не боящиеся скачков напряжения. Ветряк вращает генератор, напрямую подключенный к потребителям, без промежуточного комплекта, стабилизирующего напряжение.

Ветряк своими руками из автомобильного генератора

Генератор от автомобиля является оптимальным вариантом при создании самодельного ветряка. Он нуждается в минимальной реконструкции, в основном — перемотке катушки более тонким проводом с большим числом витков. Модификация минимальна, а полученный эффект позволяет использовать ветряк для обеспечения дома. Понадобится достаточно скоростной и мощный ротор, способный вращать устройства с большим сопротивлением.

Ветрогенератор из стиральной машины

Электродвигатель от стиральной машины часто используют для создания генератора. Оптимальным вариантом является установка на ротор сильных неодимовых магнитов, обеспечивающих возбуждение обмоток. Для этого необходимо просверлить в роторе углубления, диаметром равные размеру магнитов.

Затем они устанавливаются в гнезда с чередованием полярности и заливаются эпоксидкой. Готовый генератор устанавливается на вращающуюся вокруг вертикальной оси площадку, на вал насаживается крыльчатка с обтекателем. Сзади к площадке крепится хвостовой стабилизатор, обеспечивающий наведение устройства.

Мощные модели

Самостоятельное изготовление мощных моделей ветрогенераторов требует больших усилий и теоретической подготовки. Прежде всего, требуется создание мощного генератора, требующего расчетов, правильной сборки, использования качественных материалов. Кроме того, надо сделать ротор, действующий при слабых ветрах, но способный создавать достаточное усилие для генератора. Также потребуются соответствующие устройства обработки электротока, каркас, мачта и прочие элементы конструкции и электроники.

Ветрогенератор мощностью более 1 киловатта

Ветряки подобной мощности имеются в продаже. Покупка установки позволяет получить готовое устройство с заранее известными параметрами, изготовленное из соответствующих материалов. Цены на такое оборудование начинаются от 30000 руб, что доступно не каждому пользователю.

Кроме того, потребуется сопутствующая электроника, аккумуляторы и прочая аппаратура, что увеличит расходы примерно вдвое. Дороговизна установок является основной причиной распространения моделей ветряков, сделанных своими руками.

Вертикальный ветряк своими руками (5 квт)

Существует несколько вариантов изготовления устройство такой мощности:

  • роторная конструкция
  • цепочка парусных крыльчаток, установленных последовательно
  • использование аксиального генератора на неодимовых магнитах

Выбор наиболее удобного варианта зависит от степени подготовки и технической базы пользователя.  Рекомендуются вертикальные конструкции, независимые от направления ветра и не нуждающиеся в установке на высокие мачты.

Наиболее удачно отвечают требованиям карусельные многолопастные конструкции на основе ротора Савониуса. Существуют и промышленные установки такого класса, приобретение которых ускорит решение вопроса и позволит получить профессионально изготовленный комплекс с гарантированными параметрами.

Парусники

Парусные ветряки существуют с незапамятных времен. Они представляют собой устройства с большой площадью контакта лопастей и потока ветра, но с малой массой крыльчатки. Это дает существенное уменьшение инерции покоя, позволяющие стартовать при слабых ветрах.

Промышленные ветряки, качающие воду, известны уже более 100 лет. Они имели парусные лопасти с жестким заполнением, обладавшие низким КПД. Со временем были разработаны конструкции с мягким парусом, представляющие собой жесткую рамку с натянутой плотной тканью, одна сторона которой свободна и образует естественным образом специфический профиль. В результате получается крыльчатка с большой площадью, малым весом, простая в изготовлении и удобная в эксплуатации. Парусные конструкции успешно используются в разных условиях и обеспечивают энергией различные типы потребителей.

Самодельный генератор

Изготовление самодельного генератора — часто встречающаяся задача, возникающая при сборке ветряка. При создании используются разные методы:

  • использование готового генератора или магнето с внесением некоторых конструктивных изменений
  • создание генератора «с нуля» из подручных материалов

Оба варианта имеют свои плюсы и минусы, выбор делается на основе своих возможностей или предпочтений.

Мотор для ветряка своими руками

Создание генератора с нуля требует обладания определенными познаниями, навыками работы со слесарными инструментами и опыта изготовления электротехнических устройств. Процесс создания генератора состоит из двух этапов:

  • изготовление ротора. На пластину из фанеры или иного листового материала наклеиваются неодимовые магниты в одинаковом удалении от центра. Полярность магнитов чередуется
  • изготовление статора. Наматываются обмотки числом, кратным 3 (три фазы). Они располагаются на фанерной пластине подобно магнитам ротора и соединяются определенным образом, образуя равномерный сдвиг фазы. Готовый статор заливают эпоксидкой для защиты от влаги, пыли и т.д.
  • производится сборка устройства. На оси укрепляется ротор, ось устанавливается на статор, вся конструкция закрепляется и накрывается защитным кожухом.

Расчеты мощности генератора производятся заранее. Проверка работоспособности проходит обычно сразу после сборки, вращение обеспечивается при помощи подручного устройства (чаще всего, электродрель).

Обслуживание ветрогенератора

Ветряки — довольно надежные устройства, не требующие ежедневного ухода и обслуживания. Многие пользователи свидетельствуют, что их комплекты работают практически без вмешательства человека по 2-3 года. Тем не менее, вращающиеся части изнашиваются, требуют смазки, замены подшипников.

Лопасти крыльчатки выходят из строя и требуют замены. Эти действия выполняются по мере необходимости, владелец учитывает пробег деталей и меняет их по достижении определенного срока наработки. Для промышленных моделей существуют свои режимы обслуживания, указанные в паспорте комплекта.

energo.house

Самодельные ветрогенераторы своими руками: вертикальные, горизонтальные

Устройство ветрогенератора

Принцип устройства самодельного ветрогенерагора очень прост: к пропеллеру, расположенному в вертикальной или горизонтальной плоскости, подключается редуктор, который передает крутящий момент генератору. Для преобразования постоянного тока, вырабатываемого генератором, в переменный служит инвертор, который соединен с аккумуляторной батареей. Она накапливает производимое установкой электричество, которое затем может использоваться для тех или иных нужд.

Современные ветроустановки оснащаются генераторами, в конструкции которых используются магниты из сплавов редко-земельных металлов, что позволяет избавиться от щеток. Такие генераторы не только просты и эксплуатации (основная проблема стандартных генераторов — щетки: именно они нуждаются в регулярном осмотре и обслуживании) и имеют длительный срок работы, но и сразу дают на выходе трехфазный ток.

Как собрать ветрогенератор своими руками

Чтобы сэкономить, можно собрать самодельные ветрогенераторы своими руками. Существует много готовых технологических решений, начиная от довольно простых, не требующих особых умений, и заканчивая весьма сложными, с которыми не справиться без навыков электротехнических работ.

Например, популярна следующая модель ветроустановки на постоянных магнитах.

Статор генератора состоит из девяти катушек, каждая из которых имеет 40 витков. Для изготовления катушек применяется провод диаметром 1,3 мм. Катушки соединяются между собой последовательно. Ротор состоит из 12 магнитов на каждой половине.

Собирают и обычные самодельные горизонтальные ветроустановки, изготавливаемые по принципу ветряных мельниц. Лопасти пропеллера делают из металлического ведра или бочки - вырезают с помощью болгарки. Лопасти немного отгибают - это предохранит установку от резких порывов ветра. Необходимый размер лопастей зависит от скорости ветра и от аэродинамических характеристик устройства.

Фото: схема ветрогенератора с горизонтальной осью вращения: 1 — ротор; 2 — низкоскоростной вал; З — редуктор; 4 генератор; 5 — контроллер; 6 — ветрометр; 7— флюгер; 8 — высокоскоростной вал; 9 — корпус; 10— мачта; 11— тормоз; 12— вращение двигателя: 13— диски вращения; 14— лопасти.

Фото: Схема ветрогенератора с горизонтальной осью вращения

Схема монтажа электрооборудования для самодельного ветрогенератора: 1 - винт на корпус; 2- стойка; З - штепсель; 4 - осветительные лампы энергосберегающего типа; 5- распределительный щиток.

Фото: Схема монтажа электрооборудования для ветрогенератора

С чего начать?

Следует заметить, что при самостоятельной сборке ветроустановки не так-то просто достичь высоких аэродинамических характеристик. Но недостаток аэродинамики можно компенсировать увеличением числа лопастей.

Для ветроустановки не рекомендуется использовать автомобильные аккумуляторы: они не приспособлены к подобным условиям работы и требуют постоянного обслуживания. Кроме того, они довольно взрывоопасны.

При изготовлении ветрогенератора своими руками следует приобретать специальные аккумуляторы с герметическими корпусами. Срок их службы - около 10 лет, а единственный недостаток - высокая цена (в два-три раза дороже автомобильных аккумуляторов). Зато не возникает проблем с эксплуатацией и обслуживанием.

Основная сложность при изготовлении горизонтального ветрогенератора своими руками - необходимость в тщательной балансировке. Кроме того, в случае непогоды такая установка может опрокинуться, сломаться: в домашних условиях нелегко добиться того, чтобы она оказалась полностью приспособлена ко всем неожиданностям, особенно к шквальному ветру.

Гораздо проще собрать ветроустановку с вертикальной осью вращения. Она не требует такой балансировки, способна работать при любом направлении ветра, для нее не нужна высокая мачта - устройство можно расположить на невысоких опорах. А лопасти легко изготовить из металлической бочки.

Фото: Ветрогенератор с вертикальной осью вращения с лопастями, изготовленными из металлической бочки.

Фото: Ветрогенератор с вертикальной осью вращения с лопастями, изготовленными из металлической бочки

Установив такое самодельное устройство около оживленной трассы, можно увеличить мощность: ветрогенератор будет получать дополнительный ветер за счет набегающей воздушной волны от проезжающих автомобилей.

Мощность самодельного ветрогенератора возрастает с увеличением размера лопасти, так что, если вам требуется мощный ветрогенератор, просто возьмите бочку побольше. Для того чтобы изготовить цилиндрическое ветроколесо, необходимо сделать прорези на боковой поверхности бочки, а затем аккуратно отогнуть передние и задние кромки под нужным углом. Количество лопастей может быть любым, начиная с двух.

Изготовление лопастей из бочки.

Фото: Изготовление лопастей из бочки для ветрогенератора

Изготовление ветроколеса из бочки: а - ветроколесо из одной бочки: б - ветроколесо из двух бочек.

Фото: Изготовление ветроколеса из бочки

Если вы никогда не сталкивались с подобными работами, прежде чем резать бочку, потренируйтесь на консервной банке: форма такая же и вы сможете экспериментальным путем подобрать нужное количество лопастей и угол их изгиба, оптимальные для скорости ветра в вашем регионе.

Для передачи энергии в подобной ветроустановке можно использовать велосипедную цепь или обрезиненный ролик. Мотоциклетный или велосипедный генератор отлично сочетается с таким устройством.

Умельцы придумали множество вариантов, позволяющих извлечь электричество из ветроустановки. Так, возбудитель генератора на постоянных магнитах монтируется на днище бочки или на оси ветроколеса, организуется кривошипный механизм с поршневым или мембранным насосом, применяются даже пьезоэлементы.

genport.ru