Ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками
Ветрогенераторы уже достаточно давно рассматриваются альтернативой для традиционной энергетики. Энергия ветра, преобразованная в электричество, обещает стать дешёвой, добываемой относительно просто и с малыми затратами на техобслуживание. А если брать во внимание счета, которые приходят за электричество, то в целях экономии стоит попытаться собрать собственный ветрогенератор, согласны?
Есть реальные примеры создания установок, генерирующих приличные мощности. Тем не менее, технология «ветряков» остаётся пока что за рамками поля конкурентов, способных противостоять традиционному способу добычи электричества. Почему? Давайте попробуем разобраться в этом вопросе.
В нашем материале вы найдете пошаговую инструкцию по сборке и подключению ветрогенератора. Также мы остановимся на самых распространенных ошибках, которые допускают при конструировании ветряков. Для наглядности статья сопровождается тематическими фото- и видеоматериалами.
О самодельных ветряках для дома
Особый интерес к ветряной энергии проявляется на уровне бытовой сферы. Это понятно, если краем глаза взглянуть на очередной счёт за потреблённую энергию. Поэтому разного рода умельцы активизируются, используя все возможности получения электричества недорого.
Одна из таких возможностей, вполне реальная, тесно связана с ветряком из автомобильного генератора. Уже готовый прибор – автомобильный генератор – достаточно лишь оснастить пропеллером, чтобы иметь возможность снимать с клемм генератора какое-то значение электрической энергии. Правда, при условии наличия ветреной погоды.
Обратите внимание
Пример из практики бытового применения ветряных генераторов. Удачно разработанная и вполне эффективная практическая конструкция ветряка. Установлен трёхлопастной винт, что редкость для бытовых аппаратов
Использование фактически любого автомобильного генератора приемлемо для конструирования ветряка. Но подобрать для дела обычно стараются модель мощную, способную выдавать большие токи.
Здесь на пике популярности конструкции генераторов от грузовых автомобилей, крупных пассажирских автобусов, тракторов и т.п. Помимо генератора для изготовления ветряка потребуется ещё ряд комплектующих деталей:
- винт двух- или трёх- лопастной;
- автомобильный аккумулятор;
- электрический кабель;
- мачта, элементы опоры, крепёж.
Конструкция винта на две или три лопасти считается наиболее оптимальной для классического ветряного генератора. Но бытовой проект зачастую далёк от инженерной классики. Поэтому чаще всего на домашнюю конструкцию стараются подобрать уже готовые винты.
Крыльчатка от вентилятора легкового автомобиля, которая будет использована в качестве винта ветряной домашней установки.
Лёгкость и большая полезная площадь для воздушной силы позволяют применять такие варианты
Таким, к примеру, может стать крыльчатка от внешнего блока сплит-системы кондиционирования воздуха или от вентилятора того же автомобиля.
Но когда есть желание следовать традициям конструирования ветрогенераторов, придётся сооружать пропеллер ветряка от начала до конца своими руками.
Технология сборки ветрогенератора
Оптимальной основой для генератора домашнего ветряка видится модель АТ-700, взятая от трактора серии ДТ. Правда, этот тракторный генератор в его изначальном виде рассчитан на частоту вращения ротора до 6000 об/мин. Под конструкцию домашнего ветряка такой параметр явно чрезмерный. Есть два выхода из положения:
В принципе, оба варианта модернизации прибора достижимы. Но, судя по отзывам состоявшихся конструкторов, вариант с перемоткой обмотки статора более приемлем. Тем более, если учитывать вес самого генератора АТ-700, достигающий 6 кг.
Тракторный генератор АТ-700. Многочисленные проекты в бытовой сфере разрабатывались на базе именно этого устройства, обладающего высокой отдачей по току. Но требуется небольшая модернизация
Если прибор дополнить редуктором, вес общего модуля увеличится вдвое. А это важный параметр для конструкции ветряка. Вес всегда стремятся уменьшить.
Шаг #1. Винт ветряной электростанции
Материалом для изготовления лопастей винта служит поливная алюминиевая труба (d = 200 мм) длиной 0,7 – 1,0 м. Изначально её разрезают вдоль на четыре отрезка, а затем из двух или трёх полученных частей вырезают лопасти требуемой формы.
Так как алюминий – материал, хорошо поддающийся обработке, вырезать из куска трубы нужную форму лопасти не проблема. Главное – правильно рассчитать и нарисовать шаблон.
Приготовленные лопасти будущего винта необходимо как-то скрепить и насадить на вал генератора. Эта работа более сложная, требует точного баланса и особенно при выполнении трехлопастной конструкции. Есть масса вариантов изготовления диска винта. Один из них – создание этой детали из алюминиевых пластин.
Важно
Потребуется рассчитать диаметр диска винта с учётом метровой длины лопастей. Для размаха крыла в 2 метра, расчётный диаметр диска может составлять 150-200 мм. На основании рассчитанного диаметра из листового алюминия вырезается необходимое количество круглых пластин (6-7 шт.).
Пример изготовления винта ветряного генератора из двухсотмиллиметровой алюминиевой трубы, применяемой на сельскохозяйственных полях для полива урожая.
Получается лёгкая и эффективная конструкция
Вырезанные круглые пластины накладывают друг на друга, выравнивают по кромкам и скрепляют.
Для скрепления лучше всего использовать качественный эпоксидный клей. Но не исключены также иные методы крепежа.
На готовом склеенном диске необходимо в центральной точке разметить и просверлить отверстие под крепление на валу генератора. Отверстие доработать шпоночным пазом под размер шпонки, установленной на валу ротора генератора.
Приготовленный таким способом пропеллерный диск размечают под крепление лопастей. По намеченным линиям сверлят отверстия для болтов крепления кронштейнов. Эти детали тоже делаются алюминиевыми с подбором по толщине, достаточной для компенсации передаваемых усилий.
Останется приложить изготовленные ранее лопасти к диску в намеченных точках соединения, сбалансировать их на ровной поверхности и закрепить болтами.
Шаг #2. Изготовление мачты из трубы
Тракторный генератор АТ-700, оснащённый самодельным винтом, уже представляет собой реальный ветряк. С целью получения максимального эффекта от конструкции, её желательно поднять метров на 5-7 и к тому же обеспечить круговое перемещение на 360°.
Поэтому флюгер-ветряк ставят на мачту, которую проще всего изготовить на базе металлической трубы.
Установленная мачта из металлической трубы диаметром 50 мм с ветряным генератором наверху. Для обеспечения устойчивости мачты применяются растяжки из металлического троса
Мачта высотой 5-7 метров, оснащённая наверху ветрогенератором, будет испытывать значительные нагрузки. Соответственно диаметр металлической трубы нужен достаточно большой — не менее 50 мм по наружному размеру.
Совет
Крепление мачты выполняется за счёт четырёх тросовых растяжек, закреплённых сверху ближе к ветряку и растянутых в противовес друг другу.
Под верхний обрез трубы-мачты, во внутреннюю область, запрессовывается пара подходящих подшипников или крепится каким-то иным способом. Это будет опорный крутящийся блок, куда встанет флюгер с генератором и винтом. Остаётся сделать сам флюгер и установить на него всё необходимое оборудование.
Шаг #3. Как сделать алюминиевый флюгер
Флюгерную конструкцию, на одном конце которой место под автомобильный генератор с винтом, а на другом — место под «хвостовик», рекомендуется делать из лёгкого прочного материала.
Например, алюминиевая труба прямоугольного профиля подошла бы под основание в самый раз. В качестве крепежа генератора к профильной трубе удобнее применить хомуты из мягкой металлической ленты (лучше нержавеющей).
Пример возможного крепления корпуса генератора на профильной трубе флюгера. Здесь используется металлическая рама с передним и задним кронштейнами под болтовое соединение
Хвост флюгера можно соорудить из того же алюминиевого листа и закрепить его к профильной трубе уголками. В точке центра тяжести, на профильной трубе, необходимо укрепить металлический штырь из нержавейки.
Эта деталь – в виде длинного болта (250-300 мм), диаметром около 30 мм (рассчитывается), проходит поперёк сквозь тело профильной алюминиевой трубы и закрепляется снизу гайкой. Поверх гайки ставится контргайка.
Диаметр резьбы болта должен быть чуть меньше внутреннего диаметра колец подшипников, запрессованных в трубе-мачте. В центре болта, по его оси, просверливается отверстие 7-10 мм. Сквозь это отверстие будет пропускаться электрический кабель от генератора и по трубе уходить вниз к месту подключения.
Шаг #4. Установка и подключение ветрогенератора
После всех описанных приготовлений (обязательно в условиях безветренной погоды) приступают к установке:
На этом конструирование ветрового генератора можно считать завершённым. Однако есть ещё масса отдельных деталей процесса, с которыми придётся столкнуться в период применения устройства.
Структурная схема полноценной ветряной установки: 1 – ветряк, 2 – конвертер заряда АКБ; 3 – аккумулятор автомобильный; 4 – инвертор 24/220; 5,6 – выходы напряжений 220В и 24В
Эти детали связаны уже с автоматикой, регулирующей накопление и распределение энергии. Такие устройства как контроллер заряда, инвертор тока и прочие, являются обязательными компонентами ветровых генераторов.
Разбор ошибок конструирования
Сборка ветрогенератора в бытовых условиях собственными руками – дело, конечно же, не безошибочное. Даже в конструкциях промышленных ветряков инженерами допускаются ошибки. Но на ошибках учатся, о чём подтверждают вполне состоявшиеся бытовые конструкции.
Итак, среди ошибок при устройстве бытовых ветряных генераторов часто фигурирует такая деталь, как отсутствие в конструкции генератора модуля торможения. Стандартное исполнение таких приборов (автомобильных или тракторных) такой детали не предусматривает. Значит, генератор необходимо дорабатывать.
Однако не каждому «конструктору» хочется заниматься этим тонким делом. Многие игнорируют эту деталь, надеясь на «авось».
Обратите внимание
Как результат – при сильном ветре винт раскручивается до неимоверно высоких скоростей. Подшипники генератора не выдерживают, разбивают посадочные места алюминиевых крышек. Происходит клин ротора.
Разрушенный ветрогенератор по причине недоработок в конструкции.
Ошибки конструирования и монтажа подобных конструкций приводят к тяжёлым последствиям
К этой же теме относится недоработка, связанная с отсутствием ограничителя поворота флюгера.
Нередко этот компонент попросту забывают установить и вспоминают только тогда, когда потоки ветра начинают раскручивать «петушка» вокруг своей оси, как юлу в передаче «Что? Где? Когда?». Результат плачевный.
Минимум ущерба – перекручивание и обрыв электрического кабеля, а в тяжёлых случаях – разнос всей конструкции.
Другая примечательная ошибка сборки – неправильный расчёт точки центра тяжести на основании флюгера. В этом случае устройство какое-то время может функционировать нормально. Но со временем образуется перекос на подшипниковом узле, свобода вращения ограничивается, эффективность конструкции по отдаче энергии резко снижается.
Нередко током, полученным от генератора, пытаются напрямую питать аккумуляторную батарею. Совсем скоро начинают удивляться – почему аккумулятор не держит заряд или обнаруживают пробой 2-3 банок.
Это банальная и естественная ошибка, так как в любом случае заряд АКБ должен проходить в условиях определённых токов и напряжений. Здесь нужен контроль этого процесса.
Выводы и полезное видео по теме
Даже обычный электрический шуруповёрт может стать ветряком, если знать основы устройства ветрогенератора.
Интерес к ветрогенераторам не снижается. Напротив, этот вариант добычи электрической энергии всё чаще рассматривается на уровне владельцев загородной недвижимостью.
Очевидно, если совмещать сразу несколько видов энергии – ветра, солнца, гидротурбин или атомных станций, такое совмещение может дать экономический эффект.
При этом риски пользователя остаться без электричества сводятся к нулю.
Ветрогенератор из автомобильного агрегата делаем сами
Перед началом работы необходимо определиться, какое именно устройство хотите сделать, так как существует несколько видов ветрогенераторов:
- роторный;
- аксиальный, на магнитах и т.д.
Бывает два расположения оси:
- горизонтальное – самое распространённое, КПД у такого вида в 2 раза больше;
- вертикальное – устанавливается внизу, так как имеет большой вес. А ветер внизу тише в 2 раза и, следовательно, мощность устройства уменьшается раз в 8. Преимущество – в меньшем шуме и удобстве использования.
Независимо от типа конструкции, для изготовления самодельного ветрогенератора следует запастись:
- автомобильным генератором;
- вольтметром;
- реле зарядки аккумулятора;
- регулятором напряжения для переменного тока;
- материалом для изготовления лопастей;
- аккумулятором кислотным или гелиевым;
- коробкой для закрывания провода;
- ёмкостью (нержавеющая кастрюля или ведро из алюминия);
- выключателем на 12 вольт;
- электрическим трёхжильным кабелем (сечение не меньше 2,5 мм кв.);
- старой водопроводной трубой (диаметр не меньше 15 мм, длина 7 м);
- лампочкой-зарядкой;
- четырьмя болтами с гайками и шайбами;
- металлическими хомутами для крепления.
Кроме того, необходимо иметь для работы специальные инструменты:
- болгарку с дисками;
- маркер;
- шуруповёрт;
- дрель и свёрла;
- ножницы по металлу;
- набор накидных ключей;
- газовые ключи разных номеров;
- кусачки;
- рулетку.
Роторный ветряк
Роторный ветряк (самый простой в изготовлении) обычно монтируют из двух или четырёх лопастей. Конструкция его несложная, поэтому ветряк из автомобильного генератора, без переделок особых и затрат сможет изготовить каждый. Мощности такого прибора хватит для снабжения энергией небольшого садового дома.
Генератор для ветряка подбирается в соответствии с желаемой мощностью. Если брать за основу генератор 12 вольт, то получится устройство до 5 кВт. Лопасти у ротора должны быть одной величины, тогда ветряк из автомобильного генератора будет работать хорошо.
Кроме того, мощность конструкции будет зависеть от ветра – от того, с какой скоростью он будет дуть на лопасти. Ветряк начинает вращаться при 2 м/см, а с большей продуктивностью он будет работать при 12 м/сек. На эффективность его работы влияет размер лопастей, в которые будет дуть ветер. Замеры необходимо делать точные.
Как сделать ветрогенератор
Нельзя использовать для лопастей материалы из жести с тоненькими стенками или брать оцинкованную ёмкость – эти материалы при нагрузке способны деформироваться и нагреваться.
и размером 1 метр), а для оставшихся частей достаточно с диаметром 2 мм кв.
Самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора готов.
Преимущества и недостатки конструкции
Как и все устройства, ветрогенератор имеет свои положительные и отрицательные стороны.
Преимущества ветряка из автогенератора Недостатки Невысокая стоимость комплектующих Небольшое количество вырабатываемой энергии Пригоден для ремонта Зависит от изменений скорости ветра Не нуждается в особых условиях при эксплуатации При частой смене ветра происходит поломка лопастей Производит мало шума
Обслуживание устройства
Чтобы сделанный ветряк работал долгие годы и без перебоев, необходимо проводить периодический технический контроль и обслуживание.
На эффективность работы прибора влияет местность, где установлен ветрогенератор (пустырь, наличие ветров). Но в любом случае иметь данный источник энергии, независимый от стационарного электроснабжения, никогда не будет лишним.
Ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора
Так называемые «ветряные» генераторы принято относить к широко обсуждаемым в последние годы источникам альтернативной энергии.
В сравнении с солнечными аккумуляторами, например, получаемое с их помощью электричество обходится пользователю достаточно дёшево (примерно в 3 раза дешевле, чем преобразование энергии солнца).
С тем, как выглядит самодельный ветряк из автомобильного генератора, можно ознакомиться на рисунке ниже.
Редуктор ветряка на основе автогенератора
Такой самодельный генератор подходит лишь для жителей регионов, где имеются естественные условия для постоянного перемещения воздушных масс, что обеспечивает его достаточную эффективность.
Выбор подходящей конструкции
Прежде чем собирать ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора, желательно ознакомиться с известными конструкциями этих устройств, отличающимися расположением рабочей оси (горизонтальное или вертикальное). В домашних условиях предпочтение принято отдавать горизонтальному варианту, обеспечивающему в два раза больший КПД (при тех же суммарных затратах).
Размещаемый по горизонтали генератор для ветряка представлен на фото ниже по тексту.
Генератор с горизонтальной установкой
При сравнении горизонтальных и вертикальных исполнений ветряных генераторов особого внимания заслуживают следующие моменты:
- Монтируемый вертикально механизм из-за большого веса генераторного узла может устанавливаться лишь на незначительной высоте, где скорость потоков ветра и мощность генерации существенно снижаются;
- С другой стороны, шумность таких установок заметно ниже, чем у горизонтальных, что обязательно принимается в расчёт, когда предполагается делать самодельный ветрогенератор;
- И, наконец, для вертикально размещаемой модели не потребуется отдельного узла ориентации на ветер, что несколько упростит ее конструкцию;
- Добавим ко всему перечисленному, что движок в таком исполнении имеет низкий пусковой момент и удобен в обслуживании.
Дополнительная информация. В случае применения специальных направляющих, обеспечивающих плавную регулировку высоты размещения силового агрегата, его производительность может существенно увеличиться.
При этом повреждения от порывов ветра практически исключаются за счёт введения в конструкцию элементов защиты, в результате чего она получается немного сложной, но, тем не менее, экономически выгодной. Все эти достоинства вертикальной модели являются вескими аргументами в пользу её выбора.
Особенности конструкции лопастей
Ветрогенератор своими руками
Относительно конструктивных особенностей лопастей будущего генератора следует отметить, что они не должны быть слишком длинными, а их общее количество обычно не превышает трёх. Подобный выбор объясняется тем, что вес вращающихся элементов в этом случае будет меньше, и риск их разрушения резко снижается.
Обратите внимание! В ряде промышленных образцов используются длинные и сравнительно тяжёлые лопасти, но при этом в их конструкции предусмотрен изменяющийся угол наклона плоскости вращения.
Такое устройство подвижного механизма позволяет менять обороты с одновременным снижением уровня шумности.
Примерная стоимость самого недорого образца промышленной ветроустановки мощностью до 1 кВт составляет около 50-ти тыс. руб. и более. Для большинства пользователей такая сумма оказывается абсолютно «неподъёмной». Этим объясняется желание многих из них попытаться изготовить ветряной агрегат самостоятельно, воспользовавшись возможностями старого, но ещё рабочего автогенератора.
Ветряк из автогенератора
Антенна для цифрового тв своими руками
У большинства автолюбителей среди запчастей в гараже всегда имеется запасной или снятый со старой машины генератор, пока не используемый по назначению. Его наличие в личном хозяйстве является прекрасным поводом для того, что собрать ветрогенератор из автомобильного генератора.
На данный момент в сети имеется множество информации по сооружению таких агрегатов, что позволяет выбрать подходящую модель для сборки в домашних условиях (один из таких образцов на фото ниже).
Самодельный ветрогенератор
Отдельно обратим внимание на то, что старый механизм от автомобиля может быть даже неисправным. Это не так важно, поскольку всё равно потребуется его основательная переделка, а некоторые детали могут использоваться как запасные.
Важно! Основное условие целесообразности сборки такой модели – наличие сильных ветров в данной местности.
Это требование объясняется тем, что автомобильный генератор относится к высокоскоростному оборудованию, а при слабых ветрах достичь нужных оборотов не всегда удаётся.
Комплектующие
Для того чтобы собрать ветряк своими руками, помимо старого генератора, потребуется целый набор дополнительных узлов и деталей, перечень которых приводится ниже:
- Исправный и хорошо заряженный АКБ;
- Комплект соединительных проводов;
- Контроллер плюс преобразовательный инвертор, вместе образующие схему питания от ветряного генератора (на рисунке ниже приведён полный комплект силовой установки).
Схема ветряной установки в комплекте
Из неё видно, что такая конструкция даже при условии самостоятельного изготовления всё равно обойдётся недёшево. К этому следует добавить, что в процессе её эксплуатации аккумуляторное устройство (АКБ) периодически придётся заменять.
Помимо этого, для возбуждения обмотки ротора потребуется ещё одна электронная плата, а также комплект съёмных щёток с коллектором.
Самостоятельное изготовление
При изучении вопроса о том, как сделать такое устройство проще, рекомендуется заменить ротор со щётками и коллектором на более простую конструкцию на основе постоянных магнитов, зафиксированных на вращающемся узле генератора.
При такой переделке дополнительно потребуется перемотать обмотки статора, чтобы несколько снизить обороты преобразователя энергии. Все рассмотренные выше детали хорошо видны на приведённом ниже рисунке.
Автогенератор в разобранном виде
Переделка ротора и статора
Порядок переделки ротора может быть представлен следующим образом:
- Сначала на алюминиевую немагнитную насадку переделываемого ротора устанавливается отрезок трубы, одеваемый на него с натягом;
- После его разметки на основании бандажа приклеивается на клей «Момент» несколько прямоугольных магнитов из неодима (с чередованием противоположных полюсов);
- Между фрагментами заливается эпоксидная смола, а после её застывания поверхность тщательно шлифуется.
При использовании «родного» статора автомобиля для выработки достаточного количества электроэнергии необходимо, чтобы ротор вращался с довольно высокой частотой (порядка 6000 об./мин.). С целью снижения этого показателя хотя бы до 600 оборотов в минуту нужно будет перемотать статорную обмотку, увеличив число витков в ней, примерно в пять раз.
Одновременно с этим сечение наматываемого провода потребуется немного уменьшить.
Обратите внимание! К относительным недостаткам генераторов на сверхмощных магнитах относят эффект залипания, затрудняющий начальный пуск устройства.
Для снижения последствий этого эффекта чередующиеся магнитные фрагменты наклеиваются на основание с небольшим перекосом. Помимо этого, с целью снижения паразитного действия специалисты рекомендуют перебрать пластины статора, полностью разобрав его с помощью подходящего инструмента.
После разборки отдельные элементы пакета пластин выравниваются на небольшой наковальне или основании тисков посредством резинового молотка. Для сборки статора потребуется специальная оснастка, позволяющая стягивать их с помощью небольших струбцин.
Обустройство ветряного колеса
В качестве лопастей ветряка удобнее всего использовать дюралевую трубу, диаметр которой составляет не менее одной пятой от предполагаемой длины. Для примера, берётся труба метровой длины с диаметром 20 см, которая разрезается затем по продольным линиям на четыре равные полосы.
Из каждой получившейся заготовки делается одно крыло, причём первое из них может использоваться в качестве шаблона для изготовления оставшихся трёх. Края получившихся заготовок скругляются напильником, а затем тщательно шлифуются до идеального состояния.
Важно
Закрепляются лопасти на старом диске, снятом с отработавшей свой срок циркулярной пилы, прежде сточив все имеющиеся зубья и высверлив установочные отверстия. Изготовленные по шаблону лопасти должны иметь форму, которая подбирается экспериментальным путём (после целого ряда опытов по достижению максимальной производительности).
В заключение обзора отметим, что собрать работающий механизм, обеспечивающий требуемую эффективность генерации, удаётся лишь пользователям, имеющим некоторый опыт проведения соответствующих работ. В этом случае грамотно изготовленный ветряной генератор сможет обеспечить потребителя электроэнергией мощностью до 1 кВт.
Видео
Схема электропроводки на даче своими руками
Как сделать ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора
Главная > Генераторы > Как сделать ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора
Одним из наиболее эффективных источников альтернативной энергии является ветрогенератор. Становятся популярными солнечные батареи, но пока вырабатываемая ими электроэнергия в 3 раза дороже, чем у ветряной электростанции. Кроме того, солнце светит не круглосуточно, пасмурная погода снижает производительность в 5 раз, а КПД солнечных батарей снижается на 5% ежегодно.
Как выглядит ветрогенератор из автомобильного генератора
Выбор конструкции ветряка
Ветрогенератор может иметь два расположения оси. Предпочтение отдаётся горизонтальной из-за меньших затрат и в 2 раза большего КПД.
Вид ветрогенератора с горизонтальной осью
Вертикальные роторы приходится устанавливать внизу по причине большого веса и габаритов, где скорость ветра в 2 раза ниже, что снижает мощность установки в 8 раз. В ряде случаев их применяют из-за меньшего шума, отсутствия ориентации на ветер, малой стартовой скорости и удобства эксплуатации.
Если изготовить для барабанных вертикальных агрегатов специальные направляющие, производительность увеличится, а разнос от сильного ветра будет исключён. Конструкция получается сложной, но результат того стоит.
Количество лопастей чаще всего выбирают не более трёх, благодаря высокой скорости вращения и меньшему шуму. При большом ветре они могут разрушиться, но в промышленных образцах углы поворота лопастей изменяются, что даёт возможность регулировать скорость и уменьшать гул.
Ветрогенератор на 1 кВт промышленного изготовления вместе с комплектацией стоит около 50 тыс. руб. и выше. Для большинства пользователей эта сумма является слишком большой.
При наличии необходимых навыков и подручных материалов можно сделать ветряк своими руками.
Переделка автогенератора
Как сделать ветрогенератор своими руками
В настоящее время ветряк из автомобильного генератора основательно разработан для изготовления своими руками. У многих автолюбителей он может лежать без дела в гараже.
Даже если у него есть какая-либо неисправность, детали могут пригодиться, поскольку всё равно потребуется основательная переделка. Для генератора требуются большие обороты, которые смогут обеспечить только сильные ветра.
При преобладании слабого ветра это устройство как ветрогенератор не подходит, даже с переделкой на меньшие обороты.
Совет
Перед тем как начать изготавливать ветрогенератор своими руками, надо иметь в виду, что для него дополнительно потребуются контроллер, АКБ и инвертор, последовательно расположенные друг за другом.
Как выглядит ветроустановка в полном комплекте
В целом конструкция обойдётся недёшево. Кроме того, батареи придётся время от времени менять на новые.
Изготовление ротора
Ротор автогенератора имеет обмотку электромагнитного возбуждения, для чего необходима дополнительная электроника управления и щётки с коллектором.
Если сделать его своими руками под постоянные магниты, конструкцию можно упростить, убрав коллектор.
Кроме того, надо перемотать обмотки статора, чтобы устройство из быстроходного превратилось в тихоходное.
Также следует переделать железный ротор, который замыкает магнитные линии на себя и в результате ток в катушках статора генерироваться не будет. На рисунке ниже изображён разобранный автогенератор.
Автогенератор в разобранном виде
Немагнитная насадка на старый вал ротора вытачивается из алюминия. Затем на неё надевается с натягом бандаж из стальной трубы. На нём делается разметка, и приклеиваются суперклеем прямоугольные неодимовые магниты с чередованием полюсов. Между ними заливается эпоксидная смола, после чего поверхность выравнивается.
Ротор с неодимовыми магнитами, сделанный своими руками
Генератор вырабатывает достаточно энергии при вращении со скоростью около 6000 об./мин. Чтобы он был эффективным при 600 об./мин., следует перемотать обмотку статора, увеличив количество витков в 5 раз. Сечение провода при этом надо уменьшить.
Чтобы получить мощный источник энергии, потребуется самодельный генератор для ветряка на неодимовых магнитах.
Обратите внимание
Недостатком генераторов на супермагнитах является магнитное залипание, когда сложно сдвинуть вал с места.
Для его уменьшения магниты наклеивают с небольшим перекосом. Кроме того, лопасти также следует выполнить большего размера. Магнитное поле уменьшится, если перебрать все пластины статора, отделяя их с помощью ножа и молотка. Затем они выравниваются на наковальне резиновым молотком. Сборка статора производится на специальной оснастке со стягиванием пластин струбцинами.
Ветровое колесо своими руками
Роторный ветрогенератор своими руками
Лопасти делаются из пластиковой или дюралевой трубы, диаметр которой составляет 20% от метража. Метровую трубу диаметром 20 см разрезают вдоль на 4 равные части.
Из одной части делается крыло, а за ним – следующие, используя его как шаблон. Края лопастей скругляются и шлифуются до удаления заусенцев.
Лопасти крепят на старый диск от циркулярной пилы, сточив с него зубья и просверлив отверстия для установки.
Лопасти с сегментами обычно применяются для несжимаемых сред. Профиль для воздушной среды должен иметь сложную форму, чтобы обеспечить высокую производительность.
Основную работу выполняют наружные концы лопастей. Умельцы делают их на шпильках, поскольку внутренняя часть около ротора не работает.
На рисунке ниже изображена такая конструкция, где лопасти привариваются к круглым стальным стержням.
Вид четырёхлопастного ветрового колеса
Ветроколесо устанавливают горизонтально на штативе и производят балансировку, подтачивая лопасти до равновесия конструкции. Они должны вращаться в одной плоскости с перекосом не более 2 мм.
Сборка ветряка
Диаметр вала ветрового колеса должен быть не менее 20 мм. Если у генератора он меньше, валы следует установить соосно, соединив их муфтой. Ветровое колесо устанавливается на шпонку и дополнительно крепится гайкой, накрученной на ось.
Как сделать светильник своими руками
Рама устройства изготавливается из профильной трубы. Ось поворота представляет собой трубу, установленную в двух подшипниках. Она крепится наверху мачты.
Флюгер вырезают из оцинкованной жести 40х60 см и крепят болтами. Длина хвоста составляет 1,5 м.
Расстояние от лопастей до мачты делается не менее 25 см, чтобы при изгибе от сильного ветра они не разбились.
Важно
Генераторы работают на подзарядку аккумулятора, который должен снабжать бытовую технику на 220В.
Для преобразования напряжения нужен инвертор. При быстром вращении батарея может выйти из строя из-за большой величины зарядного тока. Чтобы этого не происходило, следует установить контроллер напряжения. Его можно купить или сделать самостоятельно.
Ветрогенератор обслуживают следующим образом:
Видео. Ветрогенератор своими руками
Автогенератор без переделки под ветрогенератор не подходит, потому что для него необходима большая скорость вращения. Редуктор не решает проблему, так как увеличивается сопротивление вращению. Без определённого опыта сделать эффективный агрегат своими руками сложно. Качественно изготовленный ветряк будет без проблем вырабатывать мощность до 1 кВт.
Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками?
Ветрогенераторы на сегодняшний день являются одними из наиболее дешёвых источников альтернативной энергии. Они имеют меньшее распространение, чем солнечные батареи. Но, в случае последних, вырабатываемая электрическая энергия получается в несколько раз дороже.
Поэтому ветряная установка в частном хозяйстве может оказаться весьма полезным и эффективным источником дополнительной электроэнергии. Особенно он может быть выгоден, если Вы не станете покупать готовую установку, а сделайте его самостоятельно из автомобильного генератора. Самодельный ветряной генератор обойдётся значительно дешевле, чем фабричное изделие.
В этом материале мы поговорим о том, как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками.
Конструкция и принцип действия ветрогенератора
На сегодняшний день разработано много разнообразных ветрогенераторов и в сети можно найти различные чертежи изготовления.
В любой конструкции есть такие элементы, как генератор, лопасти, аккумуляторная батарея, мачта, блок управления.
Необходимым элементом также является система управления и подачи электрической энергии в сеть. Перед установкой системы желательно изготовить схему монтажа.
Расположения оси в ветряных генераторах может быть горизонтальное и вертикальное. Более распространено горизонтальное, которое обеспечивает в 2 раза больший КПД и меньшие затраты на установку. Вертикальные роторы из-за их массивной конструкции и большого веса приходится монтировать внизу. А внизу скорость ветра в несколько раз ниже, чем наверху. Поэтому сильно снижается КПД.
Ветряные установки с вертикальной осью обычно используются там, где требуется меньший шум, небольшая зависимость от ориентации ветра. Им требуется небольшая стартовая скорость, а также удобство эксплуатации.
Некоторые специалисты изготавливают специальные направляющие для барабанных ветрогенераторов вертикального типа. Это увеличивает производительность и исключает разнос от ветра.
Естественно, что это усложняет конструкцию и увеличивает её стоимость.
Мачта для установки оборудования может выполняться как с креплением на растяжках, так и без них. Конструкция может предусматривать возможность опускания для ремонта и профилактики. Принцип работы ветрогенератора можно описать пятью основными этапами:
- Раскручивание лопастей и ротора ветром;
- Соединение ротора и электрогенератора;
- Полученная электрическая энергия поступает на контроллер заряда, откуда передаётся в накопительный аккумулятор (ы);
- Далее посредством инвертора электроэнергия преобразуется из 12 (24, 36, 48) в 220 вольт;
- Подача электричества в сеть.
Ветрогенератор из автогенератора в частном хозяйстве позволит обеспечить электроэнергией освещение территории, сигнализацию и другие подобные системы. Важно помнить о том, что ветряные установки окупаются только в тех местах нашей планеты, где годовая скорость ветра 5 м/с и выше. Иначе срок окупаемости будет приближаться к сроку эксплуатации.
Вернуться к содержанию
Доработка автомобильного генератора
Теперь о том, как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора. Для изготовления генератор ветряной установки, в принципе, подойдёт автомобильный генератор от любой машины. Конструкции автогенераторов приблизительно одинаковые на разных автомобилях.
Переделка его в генератор для ветрогенератора сводится к перемотке провода статора. А также изготавливается ротор на базе неодимовых магнитов. Отверстия для крепления магнитов сверлятся в полюсах ротора. Затем магниты устанавливаются с чередованием полюсов.
Пространство между магнитами заполняется эпоксидной смолой, а сам ротор обёртывается бумагой.
Подобным способом умельцы переделывают двигатели от стиральных машин под генератор ветряной установки. Такие варианты также встречаются в интернете, но там магниты закрепляют на роторе под углом.
Совет
Это делается для того, чтобы не происходило магнитного залипания. При магнитном залипании вал становится сложно сдвинуться с места. Чтобы этого избежать, магниты приклеивают с небольшим перекосом.
По этой же причине лопасти делаются максимально большего размера.
Специалисты советуют делать новую обмотку на зуб статора по катушке. Существуют также варианты с всыпной обмоткой. Намотка катушки производится по трехфазной схеме в одном направлении. Эффективность генератора повышается с увеличением числа витков.
Те, кто переделывал автомобильный генератор под ветряную станцию, говорят, что нужно ориентироваться на следующую цифру. Если вы сделали 300 оборотов обмотки, то генератор должен выдавать примерно 30 вольт.
Статор автомобильного генератора перематывается таким образом, что число витков увеличивается примерно в 7 раз, а их диаметр уменьшается. Это делается для того, чтобы увеличить выработку электрической энергии на малых оборотах.
Ведь в автомобиле вращение происходит гораздо большей скоростью, нежели ветер будет вращать лопасти.
Чаще всего для изготовления ветряной установки подобного плана умельцы используют автомобильные генераторы с тракторов, грузовиков или мощных легковых автомобилей.
Лопасти являются одной из ключевых частей ветрогенератора. Работа остальных узлов во многом зависит от конструкции лопастей.
Когда изготавливается самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора, умельцы используют самые разные материалы. Это может быть простая канализационная труба из пластика.
Обратите внимание
Такой материал мало весит, легко обрабатывается, устойчив к воздействию окружающей среды и стоит недорого.
Диаметр лопасти из трубы и её длина соотносятся, как 1 к 5. То есть, при изготовлении двухметровой лопасти, следует брать трубу диаметром 40 см.
При этом отрезается кусок трубы нужной длины, а затем она разрезается вдоль на 4 части. Из одного куска можно изготовить шаблон, по которому вы вырежете все остальные лопасти.
После изготовления лопастей, нужно убрать все заусенцы на срезах.
Затем лопасти фиксируются на алюминиевом диске, который имеет для крепления специальные полосы. И уже этот диск крепится к генератору, который будет вырабатывать электрический ток.
Вернуться к содержанию
Мачта
В качестве мачты самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора может иметь самые разные конструкции и материалы.
Те, кто изготавливает ветряную станцию своими руками, часто используют в качестве мачты использованные водопроводные трубы. При этом стоит учесть, что длина трубы должна быть не менее 7 метров, а её диаметр примерно 3 дюйма.
Если рядом с местом установки ветряной станции имеются жилые помещения, то высоту мачты следует увеличить.
Чтобы гарантировать эффективную работу ветрогенератора, его лопасти должны быть подняты выше всех окружающих препятствий, как минимум на 1 метр. Мачта устанавливается на растяжки, а её основание и места закрепления растяжек заливаются бетоном.
Растяжки представляют собой оцинкованный трос и хомуты с болтами. Диаметр троса для растяжек следует брать не менее 6 мм. Поскольку вся конструкция получается довольно тяжёлой, может понадобиться какой-нибудь подъёмник для установки её на высоте.
Вернуться к содержанию
Сборка и установка ветрогенератора
Установку ветрогенератора следует выполнять на удалении от жилых домов и прочих сооружений. Расстояние должно быть как минимум 20 метров, а, вообще, чем больше, тем лучше.
Лучше всего устанавливать ветряную станцию на открытом пространстве или на холмах, где ветер значительно сильнее. При установке следует учесть плотность грунта.
От этого будет определяться длина клиньев, которые будут местами крепления растяжек самой мачты.
Способы обустройства растяжек выбирают в зависимости от высоты мачты. Сама мачта ветрогенератора ставится в грунт на глубину полметра или ниже. Основание мачты и клинья, к которым крепятся растяжки, бетонируются. Если этого не сделать, то почва может стать рыхлой после дождя, что приведёт к ослаблению растяжек.
Если конструкция мачты не подразумевает её опускание вниз, тогда следует предусмотреть какой-либо подъёмник. Он потребуется для того, чтобы подниматься к основным рабочим элементам ветрогенератора для их обслуживания.
Это может быть какая-либо лестница, ступеньки и так далее. Такое средство для подъёма должно быть приварено к мачте, чтобы удобнее было подниматься. К тому же на высоте ветер значительно сильнее, чем у поверхности земли.
Поэтому лучше сделать какую-то площадку для большего удобства при обслуживании ветрогенератора.
Вернуться к содержанию
Эксплуатация и безопасность
Ветрогенератор из автомобильного генератора, как и все технические устройства, требует периодического контроля и обслуживания. Можно выделить следующие необходимые операции при эксплуатации ветрогенератора:
- Уделяйте внимание состоянию токосъёмника. Раз в несколько месяцев щётки генератора требуется чистить, смазывать и регулировать;
- Обязательно проводить ревизию крепления мачты к фундаменту, а также состояние растяжек;
- Если появляются какие-то мелкие неисправности лопастей, их нужно тут же устранять. Кроме того, нужно проводить постоянный контроль балансировки лопастей;
- Подшипники генератора и поворотных механизмов требует регулярной смазки;
- Один раз в 3─4 года металлические элементы ветрогенератора следует перекрашивать;
- Один раз в полгода следует проверять изоляцию электрооборудование и проводки.
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье, а также ваши отзывы об использование самодельных ветрогенераторов из автомобильного генератора, оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию
Ветрогенераторы своими руками из автомобильного генератора
Ветрогенератор – полезная вещь. Он помогает выработать электрическую энергию применяя только природные явления, в данном случае этим явлением является ветер. Чем сильнее ветер, тем больше энергии удастся получить используя ветрогенератор.
Они подразделяются на две категории:
Промышленные устанавливают государство, либо крупные энергетические корпорации и чаще всего они объединены в сети. Используя ветрогенератор в домашних условиях, получают прежде всего не электроэнергию, а постоянный переменный ток.
Они классифицируются:
- по количеству лопастей;
- материалу, из которого он сделан;
- по осям вращения;
- по шагу винтов;
Есть 2 основных типа ветротурбин:
Принцип работы
Когда начинает действовать подъемная сила ротор генератора начинает вращаться. Эта сила возникает, когда лопасти начинают обтекать ветровым потоком. При этих обстоятельствах генератор начинает вырабатывать переменные и нестабильные потоки тока, которые выпрямляются в контроллере.
Этот ток предназначается для зарядки аккумуляторов. Единовременно к аккумуляторам подсоединено второе устройство — это инвертор, преобразовывающий постоянное напряжение аккумуляторного оборудования в переменное однофазное или трехфазное, которым пользуется потребитель.
Ветрогенератор в нормальных случаях совершает свою работу с контроллером и инвертором, однако имеется возможность других путей его использования:
Преимущества ветроэнергии безусловно хороши. Ветровая энергия обильна, не наносит вреда окружающей среде, полностью безопасна и надежна как ресурс для получения электроэнергии.
Составные части без которых не обойтись ветрогенератору:
- фундаментного основания;
- электрического шкафа;
- башни;
- лестниц;
- вращающегося механизма;
- гондол;
- электрогенератора;
- анемометра;
- тормозной системы;
- трансмиссии;
- лопастей;
- системы изменения углов атаки лопастей;
Необходимые инструменты:
- электродрель со сверлами (5,5 – 7,5 мм);
- газовый и разводной ключ;
- электролобзик с пилкой по металлу;
- отвертка;
- рулетка;
- транспортир;
- циркуль;
- маркер;
- метчик на ¼ ×20;
Порядок изготовления ветряка
Прежде чем приступить к строительству ветряка, следует подобрать подходящий генератор, который обеспечит энергией на малых вращениях. Хорошим генератором является автомобильный, однако прежде чем его использовать необходимо осуществить перемотку статора и вживить неодимовые магниты.
Если не имеется автогенератора, то можно сварить корпус для статора.
План действий таков:
Изготовление ротора:
Данный ротор поможет сэкономить энную часть денежных средств.
Когда корпус приобрел нормальный вид необходимо переходить к статору. Для начала требуется убрать старую обмотку и отскрести старый лак из пазков. Затем следует приобрести 200 эмаль-провод в 200 витков 0,56 мм.
Статор необходимо намотать каждой катушке прямо на зуб, чтобы получилось плотно и ровно, а также влезло много витков. В качестве изоляционного материала можно применить картон от тетради. Провод необходимо мотать пофазно, следует перешагивать через каждые 2 зуба. Затем следует проверить фазы не коротят ли они и обмазать лаком. Должно получиться 12 катушек по 3 фазы.
На роторе необходимо создать 24 полюса, так как соотношение магнита к катушкам составляет 2/3. Далее следует наклеить 24 магнита на ротор через одинаковое расстояние и залить эпоксидом.
Важно
После всех проделанных действий необходимо собрать генератор, соединить фазы в звезду и прокрутить. Получится около 2000 оборотов в минуту с выдачей 13 вольт.
Изготовление лопастей:
После этого, нужно смонтировать колесо и произвести его балансирование. Балансирование ветряного колеса следует осуществлять при закрытом и просторном помещении. Важной частью будет служить неподвижность воздуха.
Балансировка:
Если остановившееся и отпущенное колесико начинает самопроизвольное вращение, говорит о том, что часть колеса, которая устремляется вниз имеет более тяжелый вес. Нужно сделать облегчение данной части путем стачивания края одной из лопастей.
Аналогичные испытания на том же стенде покажут, все ли части лопасти «укладываются» в плоскость вращения колеса. Для этого необходимо полностью остановить колесо и с обеих сторон лопасти поместить две планки, которые не будут мешать вращению планки на расстоянии в 2-ух мм от лопастей. При вращении колесика лопасть не должна касаться планки.
Сборка
Для того чтобы собрать ветряк, необходимо сделать поворотную ось. Ее можно изготовить из подшипников и отвода 15-й трубы с резьбой и гайками. Необходимо залить трубку эпоксидом внутри подшипника, а его залить на кусочке трубы из пластика, диаметр которой составит 50 мм. Таким образом появилась поворотная ось.
Порядок установки ветровика:
Ветрогенератор установлен и готов к использованию. Этот ветряк при маловетреной погоде способен с легкостью обеспечить светодиодную освещаемость, телевизор с ноутбуком и другие мелочи. Но это только при маловетреной погоде. При сильном ветре получение энергии возрастает в несколько раз.
В нынешнее время наибольшей проблемой, которая мешает развиваться промышленным малым ветровым установкам, является их слишком высокая стоимость, и исходя из этого, их приобретение с целью полного обеспечения дома и близкорасположенных электрической энергетикой будет финансово выгодна при среднегодовом порыве ветра, который будет достигать более 6 м/с.
Если дует слабый ветер, то его вполне достаточно, чтобы заменяющая энергия имела возможность оказать помощь в обеспечении электроэнергией некоторых мелких сооружений, то необходимо сделать ветровую конструкцию для дачи ручным способом — по стоимости это обойдётся в несколько раз дешевле, чем покупка готового.
Однако следует помнить, что ветровая энергетика – это отрасль, которая быстрыми темпами развивается, и поэтому, если всегда наблюдать за новинками производства, то не будет труда найти лучший вариант для решения трудности в строительстве ветряков для частных домов.
