Инструкция по созданию ветрогенератора своими руками

0
466

Получение энергии из альтернативных источников остается главной задачей, которая стоит перед человечеством. Для ее осуществления применяется различное оборудование, как и источники. Многие владельцы загородных домов задумываются над тем, чтобы изготовить ветрогенератор и установить на даче своими руками. Существует несколько готовых схем изготовления энергогенератора, каждая из которых имеет свои особенности. Эта статья поможет вам реализовать свои мечты без дополнительных расходов.

Разновидности ветрогенераторов

Для классификации оборудования используется ряд признаков. Так представленные ветряки отличаются:

  • По количеству лопастей;
  • По материалам исполнения;
  • По способу установки оси вращения.

Распространенными являются ветрогенераторы с 3-4 лопастями, но есть и 1-2-лопастные агрегаты. Несколько лопастей позволяет устройству вращаться даже при незначительных порывах ветра. Агрегаты используются для работы, когда вращение превалирует над выработанной энергией. Так многолопасные модели встречаются при подъеме воды из колодца.

Для изготовления лопастей может использоваться твердый материал или ткань. Это позволяет разделить изделия на парусные и жесткие. Парусные лопасти стоят дешевле, так как для аналогов требуется металл или прочный пластик. Минусом подобной конструкции является невысокая прочность, что требует частого обслуживания и замены.

По способу расположения ветряки бывают горизонтальными и вертикальными. Вертикальные модели отличаются хорошей восприимчивостью, но горизонтальные ветряки демонтируют лучшую производительность. В процессе работы ветрогенератора может использоваться фиксированный или изменяемый шаг. Последний тип устройств увеличивает скорость движения лопастей, но конструкция такого ветряка сложнее и массивнее. Ветрогенераторы с фиксированным шагом просты в эксплуатации и долговечны.

Как работает ветроэлектрическая установка?

ВЭУ представляет собой изделие, которое гарантирует преобразование энергии ветра в механическую. Полученная энергия приводит во вращение ротор и трансформируется в электрический заряд. Конструкция ветрогенератора включает:

  • лопасти;
  • ротор турбины;
  • ось электрогенератора;
  • преобразователь;
  • накопитель.

Полученная энергия трансформируется в напряжение, передаваемое на потребителей. В итоге удается запитать бытовые приборы или освещение дома и участка. В процессе работы ВЭУ удается получить значительное количество электричества, которое потребляется и аккумулируется. Главная отличительная черта работы оборудования заключается в создании трех видов воздействия на ветряк:

  • тормозящего;
  • подъемного;
  • импульсного.

Воздействие двух последних сил нивелирует тормозящую силу и заставляет вращаться маховик. Неподвижная часть ветроэлектрогенератора дополнена ротором, работа которого создает магнитное поле. С его помощью ток начинает движение по сети к потребителям.

Создание ветрогенератора для дома

Изготовление устройства своими руками обусловлено рядом важных требований. В первую очередь отметим, что ветрогенератор заводского типа часто нельзя применять в бытовых условиях. Такие модели отличаются хорошей производительностью, но рассчитаны на применение в промышленных целях. Также собственноручно изготовленное устройство позволяет повысить скорость окупаемости. Так модели на 3-5 кВт могут иметь стоимость до 220 000 рублей, что зависит от выбранного производителя. Значительная цена приводит к соответствующей окупаемости, которая может составить порядка 12 лет.

Читайте также:  Как выбрать бензиновый генератор для дачи или частного дома?

Заводское оборудование отличается надежностью, но каждая поломка такой техники приводит к большим тратам. Самодельное оборудование ремонтируется в ручном режиме, а заменить изношенные и поврежденные элементы можно подручными средствами. Конструкция собранного собственноручно ветряка может быть модифицирована и дополнена различными узлами.

Изготовить устройство сложно, но человек, умеющий обращаться с подручными инструментами, сможет достичь цели. Готовый ветряк будет иметь невысокую мощность, но производимой энергии достаточно, чтобы восполнить все ключевые потребности пользователя. Количество вырабатываемой энергии определяется месторасположением устройства и климатическими особенностями территории.

Основные узлы самодельного ветрогенератора

Сборка устройства выполняется последовательно, что гарантирует правильное подключение и работоспособность после завершения работ. Ниже приведено изображение, которое указывает на используемые узлы оборудования и их расположение относительно друг друга.

Исходя из схематического изображения, пользователю потребуется изготовить:

  • Генератор;
  • Лопасти ветряка;
  • Хвостовой элемент конструкции;
  • Крепежную мачту;
  • Мультипликатор и контроллеры.

Для сохранения полученной энергии применяются аккумуляторные батареи, а также инвертор. Последний способен преобразовывать полученный заряд для получения электроэнергии. Дополнительная фиксация выполняется натяжными тросами, способными поддерживать конструкцию и не позволяющими ей обрушиться при шквальных порывах.

Как сделать производительный ветрогенератор своими руками?

Изготовление конструкции начинается с колеса, которое является главной деталью двигателя. С этой целью следует использовать кровельную сталь, оснащенную цинковым покрытием. Выбор стоит сделать в пользу новой стали, но можно воспользоваться и материалами, бывшими в эксплуатации. далее складываем листы вместе и вычерчиваем окружность подходящих размеров на поверхности листов. Обычно выбирают диаметры 30, 80, 140 и 200 см. Большая окружность должна быть разделена на 16 сегментов линиями, сходящимися в ее центральной части.

После завершения разметки стальных пластин, необходимо делить сегменты надвое между первыми двумя окружностями. Третья окружность должна получить разметку для проделывания отверстий в лопастях. Завершив этап, остается вырезать половины ветроколеса по контурам самой крупной окружности и разделить сектора вплоть до первой окружности. Выполнить процесс легче с помощью ножниц. Также во время работы может потребоваться молоток с зубилом.

Полученные фрагменты необходимо доработать, для чего на лопастях зубилом вырубают половине площади между первой и второй окружностями. В результате полученной конструкции станет проще вращаться под действием ветра. Такая уловка исключает перегрузки на центральную часть ветроколеса, что может затормаживать работу двигателя. В третьей окружности были сделаны метки, которые теперь нужно превратить в отверстия небольшого диаметра (до 6 мм). Дыры нужны для установки стального троса, который повысит прочность всей конструкции колеса.

Работа над лопастями

Модель ветрогенератора, который должен получиться в результате работ, отличается производительностью от 2.0 до 3.5 кВт в зависимости от силы ветра. Конструктивные особенности позволяют сделать ветряк бесшумным, что отличает его от устройств на электромоторах. Выбор в пользу горизонтального расположения лопастей связан с тем, что это увеличит производительность. Вертикальные модели имеют низкий КПД, который находится на отметке в 0.4. Но у вертикального устройства есть и преимущества. Так ветряк этого типа способен генерировать энергию вне зависимости от движения ветра.

Читайте также:  Что лучше – стандартный или инверторный генератор?

Собираясь изготовить ветрогенератор, следует подумать над используемыми материалами для лопастей. Самодельная модель может быть изготовлена:

  • Из дерева;
  • Из полипропилена;
  • Из металла.

Первый вариант позволяет получить облегченную конструкцию. Но во время эксплуатации дерево может покрыться трещинами и быстро прийти в негодность. Полимерный материал достаточно стойкий, а его цена доступна. Это делает его хорошим решением для маломощной модели ветряка. Сталь не имеет конкурентов по долговечности и надежности. Из этого материала можно изготовить лопасти ветряка любых габаритов. Выбор стоит сделать в пользу оцинкованной стали или дюральалюминия.

Изготовление мачты

После того, как будут завершены работы по настройке и балансировке оборудования, ветряк монтируется на мачте. Этот элемент должен отличаться прочностью, так как он будет использоваться для установки всей конструкции. Высота мачты находится в пределах 7-12 метров. Для закрепления используют распорную тросовую систему. Выбор места для монтажа нужно сделать заранее, а также подготовить участок перед монтажом. Мачта должна иметь достаточную прочность и толщину, что исключит деформацию под тяжестью закрепленного оборудования.

Генератор для ветряка

Чтобы сделать ветрогенератор, осталось собрать генератор для него. Модель, которая получится в результате, будет обладать мощностью до 3,5 кВт, поэтому для сборки потребуются следующие элементы:

  • статор;
  • ротор;
  • осевой элемент.

Изготовление статора заключается в применении листового металла, на две вырезанные окружности которого следует закрепить двенадцать неодимовых магнитов. Размеры этих элементов должны быть в пределах 5 см. крепить неодимовые магниты следует так, чтобы их полюсность чередовалась. Обе окружности должны быть изготовлены аналогичным образом.

Далее следует сборка ротора для ветряка. Для этого потребуется изготовить девять катушек, для намотки которых используют медную проволоку. Диаметр провода составляет 0.3 см и должен иметь лаковую изоляцию. На каждую бобину потребуется 70 витков, но можно намотать на несколько больше. Для расположения катушек потребуется изготовить крепление, материал которого не имеет магнитных свойств.

Располагать осевой элемент следует непосредственно по центру изделия. Сборщику важно исключить биения, для чего конструкция нуждается в тщательной центровке. Если не уделить данному этапу внимания, то после установки ось быстро придется в негодностью. Ротор должен располагаться так, чтобы его вращение происходило между двумя идентичными статорами. Расстояние между ними должно составлять 0.2 см. Соединение обмоток выполняется так, чтобы в итоге получить однофазный источник.

Завершающий этап – полная сборка ветрогенератора

Так как мачта будет иметь значительную длину, то ее основу следует вкопать и забетонировать.  ВЭУ крепится на верхушке стержня. Заранее следует предусмотреть наличие креплений, чтобы мачта была обслуживаемой. В противном случае каждая поломка станет головной болью для владельца оборудования. Для установки и спуска мачты можно использовать механизм, состоящий из ручной лебедки. Винт-пропеллер, которым оснащается устройство, нуждается в защите от порывов ветра. Для этого обычно устанавливают складной хвостовик. Энергия, полученная при вращении лопастей, подается на аккумулятор, где она преобразовывается и хранится. После сборки и подключения оборудования можно подключать потребителей. Это ответственный этап, который требует особого внимания.

Читайте также:  Как сделать генератор своими руками

Подключаем потребителей

Сделать ветрогенератор для своей дачи для человека с опытом обращения с электрикой и инструментами, не является сложным. Последовательное выполнение указанных пунктов позволяет получить тихий ветряк, имеющий солидную производительность. Теперь можно подсоединить к агрегату потребителей. обязательным элементом станет инветор. Преобразователь должен иметь КПД порядка 99 процентов, что позволит пренебречь потерями при его использовании. Система будет включать в себя:

  • Аккумуляторные батареи;
  • Контроллер;
  • Преобразователь.

Батареи используют для аккумуляции электричества. Полученный заряд будет применяться при безветренной погоде или при недостаточной выработке для работы в штатном режиме. Контроллеру надлежит следить за зарядными величинами, что обеспечит продление срока эксплуатации оборудования. Инвертор конвертирует постоянное напряжение в переменное.

Существует вариант для подключения, когда бытовая техника и освещение работает при 12-24 вольтах. В таком случае схема подключения избавляется от инвертора. В доме может находиться и более требовательное оборудование, например, печь для готовки пищи. Ее лучше заменить на модель, работающую от газового баллона, что исключит перегрузки на ветряк.

Запуск и проверка ВЭУ

Место для крепления мачты следует подобрать так, чтобы она стояла строго вертикально. Генератор устанавливают повыше, что увеличит силу ветра. Возле места монтажных работ не должно быть деревьев, а также высоких сооружений, изменяющих и нивелирующих воздушные потоки. Любые помехи требуют пересмотра места установки мачты.

Когда устройство начинает работать, пользователю потребуется выполнить простую проверку. Для этого подключается мультиметр, который покажет уровень напряжения в сети. После этого измерения оборудование можно использовать без опасений. Пользователь может приступать к выбору подходящего напряжения для подачи в дом и хозяйственные постройки и к выбору схемы подачи.

Обслуживание ветрогенераторов

Подобное оборудование требует внимательного отношения. В процессе эксплуатации нужно следить за целостностью и работоспособностью механизмов, входящих в состав устройства. Кабеля не должны путаться или произвольно закручиваться на опоре. При наличии токосъемника проверяют износ щеток, которые регулярно меняют. Периодически нужно осматривать лопасти, при обнаружении сколов или трещин их следует заменить. Проводить такие мероприятия стоит после зимы или урагана.

Ветроголовка со временем изнашивается и разрушается природными явлениями. Также могут расшатываться болты, которые периодически подтягивают. Наличие крепления на оттяжках требует, чтобы вовремя была проведена подтяжка тросов. Диагностику системы безопасности проводить обязательно, так как она исключит повреждение при порывах ветра или аварийные ситуации. Оборудование ветрогенератора модулем ориентировки по направлению ветра требует, чтобы его работоспособность проверялась, как и положение анемометра. Контроллер может нуждаться в обновлении ПО.

Не забывайте о аккумуляторах, диагностика которых должна проводиться чаще всего. Чем выше производительность ветрогенератора, тем чаще требуется обслуживание. Как только одна батарея выйдет из строя, нагрузка перераспределится на остальные, что станет причиной их поломки.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here