Ветрогенератор для частного дома своими руками

Мачта фиксируется четырьмя кабельными стяжками, закрепленными вверху ближе к ветряку и натянутыми друг напротив друга.

Содержание

Ветрогенератор на заднем дворе

Настоящий ветрогенератор слишком дорог, если вы планируете использовать его для простых бытовых работ, не требующих большой мощности. Если же вам нужно совсем немного энергии для светодиодного освещения или проекта на базе Raspberry Pi Zero, то это как-то несоизмеримо с довольно серьезными деньгами, которые придется выложить даже за небольшой ветряк. То же самое относится и к школьным экспериментам, время и деньги на их организацию обычно сводятся к минимуму. Школы часто имеют ограниченные средства.

В этом материале мы расскажем, как сделать собственную небольшую ветряную турбину. Мы сделаем его из деталей велосипеда и того, что можно купить в магазине для строителей. Стоимость проекта – около 80-150 долларов. На сборку генератора потребуется от 8 до 16 часов. При ветре, который немного сильнее "слабого ветра" по шкале Бофорта, наш генератор способен производить около 1 ватта энергии. Этого достаточно для зарядки небольшой батареи, что означает, что у нас будет энергия и в безветренную погоду.

Домашний ветрогенератор

Описанная здесь небольшая ветряная турбина является, по сути, экспериментальным проектом для изучения основ ветроэнергетики. Эту турбину нельзя назвать абсолютно надежным источником энергии. Не стоит ожидать от нее чудес! Кроме того, необходимо учитывать, что сильные ветры опасны для нашей турбины. Эта машина не рассчитана на нормальную работу при таком ветре. Скорее всего, это приведет к ее разрушению. Поэтому в плохую погоду турбину следует демонтировать. В частности, следует учитывать, что обломки, переносимые ветром, могут травмировать человека.

В отличие от типичных коммерческих турбин с горизонтальной осью вращения, с тремя лопастями, закрепленными на горизонтальном валу, в нашей конструкции используется вертикальный вал ротора. Это устраняет необходимость в механизме, учитывающем направление ветра, и значительно упрощает конструкцию турбины. Наш генератор – это, по сути, велосипедное колесо, установленное на вертикальной стойке, которая подключена к электрогенератору. Восемь "половинок трубы", вырезанных из дешевых пластиковых канализационных труб (ПВХ) и прикрепленных к ободу колеса, служат лопастями ротора.

Материалы и инструменты

Переднее велосипедное колесо диаметром 28 дюймов и электрический генератор. Я купил новый генератор на eBay за 40 евро, но в Европе часто можно найти подержанные генераторы. В США вы можете найти их на eBay или купить дешевую динамо-втулку Shimano и установить ее на старое колесо.
2 4-дюймовые трубы ПВХ (номинальная ширина 110 мм) длиной 2 метра. Я использовал тонкостенные трубки, но тип трубки не имеет особого значения.
16 крепежных болтов с гайками и большими шайбами. Длина и диаметр болтов зависит от характеристик обода колеса.
Водопроводная труба из оцинкованной стали диаметром 1 1/2 дюйма с резьбой на обоих концах. Ее длина (высота мачты ветрогенератора) подбирается самостоятельно и зависит от условий, в которых придется работать генератору.
Стальной соединитель для 1 1/2" водопроводной трубы. Колпачок (абсолютно необходим) и тройник (опционально).
DC-DC преобразователь с повышающим коэффициентом усиления, например, Mesa #DSN6009 4 A. Я рекомендую преобразователь с выходной мощностью 30 Вт.
2 электролитических конденсатора, 2200 мкФ, не менее 12 В.
Выпрямительный мост. 500 мА минимум.
Диод 1N4007.
Термоусадочная трубка или клейкая лента.
Тросы и винты с петлями (опционально). Все эти предметы могут понадобиться для закрепления мачты.
Мешок цемента (необязательно). Может понадобиться для крепления мачты.

Пила по металлу или лобзик для резки тонких труб из ПВХ.
Дрель со сверлами для пластика и металла.
Отвертка и/или гаечный ключ и набор бит, подходящих для используемых винтов, гаек, болтов и шурупов.
Паяльник и припой.

О самодельных ветряных мельницах для дома

Особый интерес к ветроэнергетике проявляется на бытовом уровне. Это очевидно, если краем глаза взглянуть на очередной счет за электроэнергию. Поэтому в дело вступают ремесленники всех мастей, используя все возможности для дешевой выработки электроэнергии.

Одна из таких возможностей, вполне реальная, тесно связана с ветряком из автомобильного генератора. Готовое устройство, автомобильный генератор, просто нужно оснастить соответствующим образом изготовленными лопастями, чтобы извлечь определенное количество электроэнергии из клемм генератора.

Однако он будет эффективно работать только в ветреную погоду.

Пример из практики бытового использования ветрогенераторов. Удачно разработанная и достаточно эффективная практическая конструкция ветрогенератора. Установлен трехлопастной пропеллер, что редкость для бытовых приборов

Практически любой автомобильный генератор может быть использован для создания ветрогенератора. Но обычно стараются выбрать для корпуса мощную модель, способную выдавать большие токи. Пиком популярности здесь являются конструкции генераторов от грузовиков, больших пассажирских автобусов, тракторов и т.д.

Помимо генератора, ветряная турбина требует наличия ряда других компонентов:

двух- или трехлопастной пропеллер;
автомобильный аккумулятор;
электрический кабель;
мачта, опорные элементы и крепеж.

Наиболее оптимальной для классического ветрогенератора считается конструкция двух- или трехлопастного пропеллера. Однако отечественные конструкции зачастую далеки от инженерной классики. Поэтому в большинстве случаев стараются найти готовый пропеллер для домашней ветряной турбины.

Технология монтажа ветрогенератора

Модель АТ-700, взятая из серии тракторов ДТ, кажется оптимальной основой для домашнего ветрогенератора. Однако этот тракторный генератор в своем первоначальном виде был рассчитан на скорость вращения ротора до 6 000 об/мин. Такой параметр явно слишком высок для домашнего ветряка.

Из этой ситуации есть два выхода:

Использовать некий мультипликативный редуктор, обеспечивающий необходимое передаточное число.
Перемотать обмотку статора АТ-700 на низкие обороты.

В принципе, оба эти решения достижимы. Однако, судя по отзывам опытных конструкторов, вариант с перемоткой обмотки статора более приемлем. Особенно если учесть вес генератора АТ-700, который достигает 6 кг.

Генератор трактора АТ-700. На основе этого устройства, обладающего высокой токоотдачей, разработаны многочисленные проекты в отечественной сфере. Однако оно требует определенных модификаций

Если устройство дополнить редуктором, то вес всего модуля увеличивается в два раза. Это важный параметр при проектировании ветряных турбин. Целью всегда является снижение веса.

Использование генератора K 701 в ветровой турбине требует некоторых модификаций:

Фотогалерея
Фото из

Чтобы подготовить генератор К 701 к использованию в конструкции домашней ветряной турбины, его необходимо разобрать и переделать под поставленную задачу

Если нет необходимости переделывать статор, его провода просто разъединяются, образуя звезду.
Просверлите отверстия диаметром 8 мм в зубцах ротора для крепления магнитов.
Магниты вклеиваются в отверстия в роторе, чередуя отрицательный и положительный полюс.

В зависимости от схемы расположения статора и количества катушек, при необходимости они перематываются. Если состояние нормальное, эту работу проводить не нужно

Создание ветрогенератора из автомобильного генератора без переоборудования

Самым доступным готовым генератором для сборки ветрогенератора является автомобильный генератор. Его можно купить почти бесплатно на автомобильной свалке. Единственная проблема заключается в том, что он вырабатывает энергию только при подаче напряжения на обмотку ротора. По этой причине можно создать полноценный ветрогенератор, слегка изменив якорь или подав напряжение на обмотку возбуждения. Давайте рассмотрим, как сделать это вторым способом.

Материалы:

Автомобильный генератор 24 В;
стальной квадрат 20х20 мм;
трубы 50 мм, 20 мм;
круглый пруток 20 мм;
20 мм лента;
стальной лист 3-5 мм;
подшипники -2 шт;
профильная труба 20х40 мм;
пластиковая сливная труба 110 мм;
болты, гайки, винты.

Чтобы генератор мог работать без автомобиля, необходимо питать его обмотку непосредственно от аккумулятора. Для этого к графитовым щеткам припаиваются провода, которые затем необходимо проложить к аккумулятору.

Затем следует приварить монтажную раму генератора. Она будет служить для удержания генератора на столбе. Рама сваривается из квадрата. На ней будут установлены монтажные скобы для стандартных клемм генератора.

Чтобы установить раму с генератором на башне, к ней нужно будет приварить трубу и запрессовать в нее два подшипника. На узел будет оказываться большая нагрузка, поэтому необходимо сделать две точки опоры.

Ветрогенератор 220В полностью своими руками

Живя в открытой, ветреной местности, грех было бы не воспользоваться этим и не сделать небольшой ветряк. Это обеспечит источник бесплатной электроэнергии, которая может быть доступна круглосуточно. Предлагаемая конструкция ветряка вырабатывает напряжение 220 вольт, что позволяет использовать его совместно с некоторыми нетребовательными потребителями напрямую без дополнительного оборудования.