Ветровые генераторы для дома своими руками: Как сделать ветрогенератор 💨 на 220В своими руками: самодельный ветряк

Содержание

Самодельный ветрогенератор как сделать своими руками

С момента появления разнообразных технических устройств, выпускаемых серийно, люди, имеющие желание познать что-то новое и создать это новое своими руками, изготавливают подобные устройства и механизмы самостоятельно.

Самодельный ветровой генератор не является исключением. Для его изготовления используют как подручные средства и материалы, так и применяют компоненты заводского производства, ранее использованные в других устройствах.

Принцип работы

Содержание статьи

  • 1 Принцип работы
  • 2 Как сделать своими руками, что потребуется
    • 2.1 Из автомобильного генератора
    • 2.2 Из асинхронного двигателя
    • 2.3 На неодимовых магнитах
  • 3 Самодельный ветрогенератор для дома и дачи
  • 4 Ветрогенератор для отопления
  • 5 Плюсы и минусы самоделок

Работа ветрового генератора основана на преобразовании энергии ветра в электрическую энергию. Преобразование осуществляется путем передачи кинетической поступательной энергии ветровых потоков (№1 на схеме), во вращательное движение (№2 на схеме) лопастей ветровой установки («В» на схеме). В свою очередь вращательное движение лопастей, посредством механической передачи (устройство вторичного вала и редуктора), передается на вал электрического генератора («G» на схеме), вырабатывающего электрический ток (№3 на схеме).

Как сделать своими руками, что потребуется

При изготовлении ветрового генератора своими руками могут быть использованы различные материалы и подручные средства, имеющиеся в наличии. Самым главным условием для успешного решения поставленной задачи является желание изготовить подобный механизм самостоятельно и умение работать разнообразным инструментом, а также наличие свободного времени.

Вот некоторые из вариантов изготовления подобных устройств из подручных средств:

Из автомобильного генератора

Автомобильный генератор, по своему устройству, предполагает производство электрической энергии, которая вырабатывается при вращении его вала. В связи с этим, вариант использования подобного устройства, является наиболее простым решением, при самостоятельном сооружении ветровой установки.

Наиболее сложной частью, подобного устройства, являются лопасти и узел их крепления. Для изготовления данного узла можно использовать листовой, не поддающийся коррозии, металл, (алюминий, нержавеющая или оцинкованная сталь), который должен иметь способность крепиться к валу генератора и позволять закрепить необходимое количество лопастей на нем.

Лопасти можно изготовить из пластиковых труб диаметром 100,0 — 120,0 мм, для чего их следует нарезать требуемой длины и разрезать пополам, после чего места пиления обработать абразивными материалами и закрепить на ранее подготовленном узле их крепления. Собранный узел монтируется на вал генератора.

Из металлических труб, диаметром 20,0 – 25,0 мм изготавливается несущая конструкция, ее размер и форма, зависят от типа автомобильного генератора. Данный узел установки несет на себе максимальную нагрузку, в связи с тем, что именно эта часть создаваемого ветрового генератора подвергается воздействию потоков ветра и на рнего воздействует собственный вес монтируемых деталей.

На изготовленную несущую конструкцию монтируется генератор с лопастями, а также хвостовик установки, который может быть изготовлен из любого прочного материала: пластик, фанера, листовой металл.

Когда конструкция готова, к выводам генератора подсоединяются провода и вся установка монтируется на заранее подготовленном основании. Высота основания и место его установки, должны быть выбраны индивидуально, в зависимости от конкретных условий и региона расположения, что определяется наличием и скоростью воздушных потоков.

Один из вариантов ветряка, изготовленного с использованием автомобильного генератора, приведен на ниже приведенном фото:

Из асинхронного двигателя

Асинхронный двигатель, это электрический аппарат, служащий для преобразования электрической энергии в механическую, в виде вращательного движения вала данного устройства.

В своей конструкции, асинхронный двигатель имеет статор, в который помещены электрические обмотки и ротор, вращающийся внутри статора, и если в нормальном режиме работы, ротор вращается под воздействием электрического поля, создаваемого в статоре, при подаче на обмотки напряжения, то при использовании подобных электрических машин, при изготовлении ветрового генератора, происходит обратный процесс – при вращении ротора, в электрических обмотках статора образуется электрический ток. Единственное условие, при данном варианте конструкции, это необходимость не значительное переделки используемого асинхронного двигателя.

Объем переделки зависит от типа используемого двигателя, так если это оборотистая машина, с числом оборотов более 1000, то необходима перемотка обмоток статора, при использовании тихоходных устройств — перемотка не требуется. Кроме этого, для обеспечения надежной работы создаваемого ветрового генератора, необходимо выполнить установку магнитов, для этого ротор машины протачивается, на размер устанавливаемых магнитов, магниты приклеиваются к ротору, после чего данный узел заливается эпоксидной смолой.

Магниты размещаются по шаблону, для создания равномерно направленной ЭДС, образующейся в устройстве. Полюса магнитов («+» и «-») должны чередоваться, что обеспечит правильную работу аппарата.

Вариант расположения магнитов, на роторе асинхронного двигателя, приведен на фото, расположенном ниже:

Когда работы по переделке ротора завершены, двигатель собирается, и изготавливаются лопасти ветровой установки и конструкция их крепления.

Лопасти могут быть изготовлены, как и в случае использования автомобильного генератора (пластиковые трубы), или из иного, имеющегося в наличии материала: листовой металл, пластик, дерево и т.д.

Несущая конструкция должна быть прочной, т.к. асинхронный двигатель обладает значительным весом. Один из вариантов монтажа приведен на ниже расположенном фото:

Для подключения собранной и смонтированной установки используются схема соединения обмоток «треугольник», приведенная ниже:

где:

М – асинхронный двигатель;

С – конденсаторы, обеспечивающие нормальный режим работы установки;

SA1 – коммутационный аппарат, служащий для вывода двигателя из работы;

ХР1 – клеммная колодка, служащая для соединения двигателя с нагрузочной сетью.

На неодимовых магнитах

Неодимовый магнит – это мощное устройство, в состав которого входит редкоземельный металл – неодим, железо и бор. Данный вид магнитов отличается стойкостью к размагничиванию и мощностью притяжения.

Для изготовления ветрового генератора данного вида необходимо приобрести комплект неодимовых магнитов и использовать автомобильную ступицу или иное устройство (шкив и т.д.), которые послужат основой конструкции.

При изготовлении 1-фазного генератора, количество полюсов должно соответствовать количеству магнитов, при изготовлении 3-фазного генератора, соотношение полюсов и катушек, должно быть – 2/3 или 4/3, соответственно.

Магниты наклеиваются на поверхность ступицы (шкива), при этом их полюса должны чередоваться. Для того, чтобы не ошибиться при изготовлении данного элемента, лучше всего выполнить разметку поверхности, на которой крепятся магниты, а также промаркировать их полярность. Вариант монтажа магнитов, с использованием шкива, приведен на фото:

Из медного провода наматываются катушки, количество которых соответствует количеству установленных магнитов. При наматывании, используется провод ПЭТВ или аналог, применяемый при изготовлении обмоток электрических машин. Количество витков можно рассчитать, но при отсутствии опыта выполнения подобных расчетов, вариант подбора, требуемого количества, также может быть применен.

Для небольшого генератора на неодимовых магнитах, общее количество витков в обмотке статора, должно составлять 1000 – 1200 штук, в свою очередь для определения количества витков в одной катушке, данное количество необходимо разделить на количество изготавливаемых катушек.

Внутренний диаметр (отверстие) катушки должен соответствовать диаметру магнита, или быть несколько большим, чем он.

Изготавливается статор генератора. Для этого можно воспользоваться прочным пластиком или фанерой, на поверхности которых выполняется разметка и крепление изготовленных катушек.

Вариант выполнения данной операции приведен на ниже следующем фото:

Катушки крепятся с использованием клея, после чего вся поверхность заливается эпоксидной смолой. Толщина получаемого статора должна соотноситься с толщиной неодимовых магнитов. Концы катушек, перед заливкой, выводятся наружу, где в последствии соединяются по схеме «звезда» или «треугольник».

Выполняется сборка изготовленных узлов, в единое изделие. В случае использования автомобильной ступицы, конструкция выглядит следующим образом:

К ротору генератора (ступице) крепятся лопасти или приводной вал, в случае горизонтальной установки статора. Собранные узлы крепятся на подготовленной основании, а к выводам катушек подключается нагрузка.

Самодельный ветрогенератор для дома и дачи

Для резервного электроснабжения загородного дома или дачи, наиболее подойдет вертикальный ветровой генератор, что обусловлено простотой конструкции, возможностью работать при малых ветровых нагрузках и отсутствие необходимости в монтаже высоких мачт, служащих площадкой для установки ветрового генератора.

Из рассмотренных выше вариантов изготовления подобных устройств своими силами, наиболее эффективен вариант с использованием неодимовых магнитов. В этом случае изготавливается опорная конструкция, в нижней части которой устанавливается изготовленный генератор и приемное устройство, в виде полусфер, как показано на ниже приведенном рисунке:

Ведущий вал изготавливается из стальной шпильки, которая помещается в подшипники, устанавливаемые на несущей конструкции, которая в свою очередь изготавливается из профильного (уголок, труба и т.д.) и листового металла.

В нижней части шпилька крепится к оси генератора, а в ее верхней части, монтируется конструкция, на которую устанавливаются лопасти.

Каракас лопасти (полусфера) может быть изготовлен из дерева, фанеры или толстого пластика. Для поверхности лопастей, используется тонкая фанера, тонкий пластик или легкий металл (оцинкованное железо и т.д.), которые закрепляются на каркасе лопасти, после чего выполняется их монтаж на конструкцию в верхней части шпилек.

После завершения сборки, собранное изделие устанавливается на подготовленном заранее месте и включается в работу.

Ветрогенератор для отопления

При принятии решения об устройстве системы отопления загородного дома или дачи, необходимо помнить, что, как и в случае с электроснабжением подобных объектов, ветровой генератор не является надежным источником энергии, и может лишь служить аварийным, либо в качестве второго источника, дополняя прочие альтернативные способы получения требуемой энергии: солнечные панели, геотермальные установки и т.д.

Вне зависимости от того, в качестве какого источника (основного, дополнительного или резервного) работает ветровой генератор, для работы системы отопления необходима электрическая энергия, идущая на нагрев ТЭНов отопительного котла и работы циркуляционных насосов.

В связи с этим, на выбор конструкции собираемой установки, влияет ее мощность, т.е. способность производить определенное количество электричества в единицу времени. Из рассмотренных выше вариантов, для устройства системы отопления можно применить конструкцию с использованием неодимовых магнитов и асинхронного двигателя.

Плюсы и минусы самоделок

У любого технического устройства есть свои достоинства и недостатки, и ветровые установки не являются исключением. Так различным типам ветровых генераторов присущи свои плюсы и минусы, которые определяют их технические характеристики, стоимость и условия монтажа.

Тем не менее, вне зависимости от конструкции таких устройств, если они изготавливались самостоятельно, то им присущи общие достоинства и недостатки, которые можно сформулировать следующим образом:

Достоинства самоделок:

  1. Низкая стоимость.
  2. Возможность изготовления из подручных средств.

Недостатки самоделок:

  1. Не возможность создать устройства надежные по обеспечению потребителей электрической энергией достаточной мощности.
  2. Сложность изготовления, требующая знаний в этой области техники и умение работать различным инструментом.

Вероятно, Вам также понравятся следующие материалы:Лопасти для ветрогенератора 

Спасибо, что дочитали до конца! Не забывайте подписываться на канал, Если статья Вам понравилась!

Делитесь с друзьями, оставляйте ваши комментарии

Добавляйтесь в нашу группу в ВК:        

ALTER220 Портал о альтернативную энергию

и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее!!!

Ветровой генератор — Строительство дома своими руками

Содержание

  • 1 Что такое ветрогенератор
  • 2 Принцип работы и виды ветрогенераторов
  • 3 Как построить ветряк своими руками

Использование устройств для выработки альтернативной электроэнергии с каждым годом становится все менее экзотическим. Одним из источников возобновляемой энергии является ветер. Чтобы преобразовать кинетическую энергию ветра в электрическую, необходимо использовать специальную машину, которая называется ветряным генератором. Ветряк можно приобрести в магазине, но вполне возможно изготовить его самостоятельно.

Современная ветряная электростанция

Что такое ветрогенератор

Ветровой генератор представляет собой турбину для производства электроэнергии за счет энергии ветра. Этот возобновляемый источник используется еще с седьмого века нашей эры. На протяжении многих веков люди строили ветряные мельницы, лопасти которых вращали жернова, перемалывающие еще зерно в муку. Основной движущей силой ветровых генераторов является обычный вечер. Энергия, которой он обладает, зависит от так называемой плотности ветра. Поэтому установка ветряков целесообразна в тех местах, где данный показатель самый высокий.

Старинная ветряная мельница

С целью определения метеорологических параметров специалисты замеряют силу ветра, составляют метеорологические карты распространения ветров, вычисляют их скорость в зависимости от высоты над уровнем моря, а также плотность воздушных масс. От этих показателей напрямую зависит целесообразность установки ветряного генератора в той или иной местности, определяется высота его размещения, количество лопастей на одной установке. Благодаря развитию электротехники, сегодня ветряки способны не только генерировать электроэнергию, но и накапливать ее в обычных аккумуляторах.

Преимущества ветряных генераторов заключается в том, что для них не требуется никакого топлива, громоздких сложных электротехнических устройств. Энергия ветра бесплатна, поэтому потратиться придется только на приобретение и монтаж оборудования. В процессе производства электроэнергии ветрогенераторы не выделяют никаких вредных веществ, они обладают абсолютной экологичностью.

Вместе с тем такие установки имеют ряд недостатков:

  • Подвижные части устройства слишком быстро изнашиваются.
  • В результате применения редуктора теряется часть мощности.
  • Один ветряк не способен вырабатывать большое количество электроэнергии, для полноценного питания домовладения нужно использовать несколько установок.

Несмотря на достаточно высокую стоимость, ветряные электростанции сегодня используются во многих странах мира. Доля энергии, выработанной таким способом, неуклонно растет. Особенно выгодны ветряки там, где постоянно дуют ветры.

Принцип работы и виды ветрогенераторов

Современные ветряные устройства создаются как с вертикальной, так и с горизонтальной осью. В домашних условиях лучше соорудить ветряк, обладающий горизонтальной осью. Он может обеспечить питанием домовладение или небольшое производство. Горизонтальный ветрогенератор состоит из следующих основных частей:

  • Коробка передач, работающая по принципу редуктора, которая состоит из нескольких шестеренок разного диаметра.
  • Вал ротора, на конце которого имеются лопасти.
  • Электрический генератор необходимой мощности.
  • Система торможения.

Основными конструктивными элементами горизонтальных ветрогенераторов считаются электрический генератор и вал ротора. Иногда систему оборудуют дополнительным мотором, который позволяет получать энергию от лопастей при возникновении экстремальных ситуаций. Если ветряк обладает достаточно высокой мощностью, его оборудуют ступенчатой коробкой передач, помогающей регулировать оптимальное вращение в зависимости от потребностей и силы воздушного потока. Лопасти мощных ветряков делают из прочного металлического сплава, не подверженного деформации, а также воздействию сильных порывов ветра и атмосферных осадков.

Горизонтальный ветрогенератор

Устройство вертикального ветрогенератора отличается тем, что вал ротора у него имеет вертикальное положение. Основным преимуществом такого расположения является то, что генератор не нуждается в большой мощности ветре. Здесь вообще не важно, с какой скоростью он дует. Кроме того, какой ветряк не обязательно поднимать высоко над землей. Устройства коробки передач и блока преобразования в электрическую энергию вполне могут находиться рядом с землей, что намного облегчает их техническое обслуживание. Недостатком такой конструкции является то, что скорость вращения вала не очень большая, что значительно понижает коэффициент мощности. Чтобы увеличить этот показатель, во многих моделях устанавливается дополнительный двигатель, который для выработки большого количества электрического тока ускоряет турбину ветряка.

Вертикальный ветрогенератор

Принцип работы ветряного генератора понятен даже ребенку. Дующий на поверхности Земли ветер, благодаря законам аэродинамики, поворачивает лопасти, которые в свою очередь вращают вал, соединенный с генератором. Генератор, как и положено ему, осуществляет преобразование кинетической энергии вращательного движения в электрическую. Электроэнергия поступает в дом через систему распределительного оборудования, которое часто включает в себя для ее накопления.

Как построить ветряк своими руками

Самостоятельно сделать ветряной генератор довольно просто. В отличие от солнечных панелей, детали для которых необходимо приобретать и собирать по сложной схеме. Ветряные генераторы можно смастерить из подручных средств.

В первую очередь необходимо разработать чертеж, сложность которого зависит от типа станции. Ветряной генератор, имеющий горизонтальную ось, намного проще в сборке и установке, поэтому для производства электроэнергии на даче или в доме это самый оптимальный вариант. Особо нужно постараться с выбором оптимального места для установки ветряка. Учитывать нужно регион проживания, розу ветров в нем, а также месторасположение различных коммуникаций и электрических проводов во дворе.

Для создания своими руками бытового ветряного генератора потребуется:

  • Электрический генератор, который нужно приобрести, если вы не являетесь специалистом в электротехнике, способным самостоятельно его изготовить. Впрочем, для этой цели вполне подойдет генератор от автомобиля любой модели. Лучше остановиться на асинхронных генераторах, так как устройства постоянного тока не способны вырабатывать большое количество электроэнергии. Лучше всего подойдут небольшие 30-вольтовые агрегаты.
  • Лопасти турбины требуемых размеров.
  • Столб необходимой длины для установки ветрогенератора.
  • Аккумуляторные батареи.
  • Редуктор или коробка передач.
  • Блок управления.

Изготовить лопасти можно из металла, поливинилхлорида и даже из обычных деревянных досок. При выборе металлических лопастей опора должна быть достаточно мощной, чтобы выдержать их вес. Дерево недолговечно и плохо подходит для круглогодичной работы. В связи с этим, оптимальным вариантом видится изготовление лопастей из ПВХ. В качестве заготовок подойдут обычные канализационные трубы, которые нужно разрезать пополам, затем за четверть, после чего вырезать по шаблону.

Лопасти из полипропиленовой трубы

Некоторые умельцы крепят лопасти на неодимовые магниты, что позволяет значительно снизить потерю мощности без какого-либо влияния на параметры генератора.

Подставку для лопастей делают из какой-нибудь пластины или металлической шестерни. В ней просверливают несколько отверстий, так чтобы можно было прикрепить лопасти болтами. Поверх лопастей прикручивают ступицы, изготовленные из таких же шестерней. Чтобы в этот участок не попадала вода, его можно закрыть крышкой. Для ветряка нужно изготовить хвост, в котором будет установлен генератор. Для этой цели понадобится деревянный брусок небольшого размера. На одну сторону этого бруска монтируют двигатель, а на другой хвостовик, который делают из нержавейки или алюминия. Когда вся система собрана, к ней прикрепляется пропеллер. После этого можно считать производство верхнего блока ветрогенератора завершенным. Теперь собранную конструкцию устанавливают на залитый бетонным раствором столб, соединяют провода и распределительные устройства.

Установка ветрогенератора

Описанный самодельный ветрогенератор вряд ли сможет удовлетворить всем вашим потребностям. Однако он в состоянии запитать пару лампочек во дворе, а вы сможете насладиться результатами своего труда воочию. Если же вы решили всерьез перейти на возобновляемую энергию, ветрогенератор нужно приобрести уже готовый. К сожалению стоимость качественных ветряков сегодня очень высока и достигает почти 1000 у.е, что делает их использование в частном порядке нерентабельным. Может быть придет время, когда производство таких устройств будет поставлено на поток и их стоимость снизится в разы. Вот тогда можно будет говорить о преимуществах ветровой энергии всерьез.

Automaxx│Зеленая энергетическая система и решения

Лучшие продажи в 2022 году

Технические характеристики: