Вітрові генератори вдома своїми руками. Технологія виготовлення домашньої вітроелектростанції (простий вітряк). Саморобний вітрогенератор для опалення

У плані вітроенергетичних ресурсів Росія займає досить двояке становище. З одного боку, її частку припадає величезна площа, багата рівнинними місцями. З іншого боку, вітри тут повільні, мають низький потенціал. Вони можуть бути досить буйними в місцях, де мешкає мало людей. Відповідно до цього стає актуальним завдання облаштування саморобного вітрогенератора.

Джерело електрики

Щонайменше 1 раз на рік збільшуються тарифи на послуги електроенергії, найчастіше – у кілька разів. Це б'є по кишені громадян, зарплата яких не росте так само стрімко. Домашні умільці раніше вдавалися до простого, але досить небезпечного та незаконного способу економії на електроенергії. Вони прикріплювали до поверхні витратоміра неодимовий магніт, після чого той припиняв роботу лічильника.

Якщо зазначена схема спочатку працювала злагоджено, то надалі з нею виникали проблеми. Пояснювалося це кількома причинами:

Все це спонукало людей до пошуку альтернативних джерел електроенергії, наприклад, вітрогенераторів. Якщо людина проживає в областях, де регулярно дмуть вітри, такі пристрої стають для нього «паличкою-виручалочкою». Пристрій використовує силу вітру для одержання енергії.

Корпус оснащений лопатями, що приводять у рух ротори. Електроенергія, отримана таким чином, трансформується в постійний струм. Надалі вона переходить до споживачів або накопичується в акумуляторі.

Саморобний вітрогенератор може виступати як головне або додаткове джерело енергії. Як допоміжний пристрій може гріти воду в бойлері або підживлювати домашні світильники, тоді як вся інша електроніка працює від головної мережі. Можлива робота таких генераторів і як головне джерело там, де будинки не підключені до електрики. Тут пристрої підживлюють:

• лампи та люстри;
• опалювальне обладнання;
• побутову електроніку.

Вітрова електростанція здатна підживлювати низьковольтні та класичні прилади. Перші працюють від напруги 12-24 Вольт, а вітрогенератор здатний забезпечувати потужність на 220 Вольт. Він виготовляється за схемою із використанням інверторних перетворювачів. Електрика накопичується в акумуляторі. Є модифікації на 12-36 Вольт. Вони відрізняються більш простою конструкцією. Для них застосовуються стандартні контролери заряду акумулятора. Щоб забезпечити обігрів житла, достатньо зробити вітрогенератори своїми руками на 220 В. 4 кВт - це потужність, яку забезпечить їхній двигун.

Особливості виробу

Створювати вітряк своїми руками вигідно. Достатньо дізнатися, що заводські вироби потужністю не більше 5 кВт коштують до 220000 р., як зрозуміло, наскільки краще використовувати доступні матеріалиі зробити їх самостійно, адже завдяки цьому вдасться заощадити чимало коштів.

Безперечно, заводські модифікації рідко ламаються і є надійнішими. Але якщо поломка трапиться, доведеться витратити величезні суми на купівлю запасних вузлів.

Магазинні моделі часто недоступні для більшості громадян. Щоб окупити витрати на покупку такого пристрою, потрібно від 10 до 12 років, хоча окремі видипристроїв і відбивають ці витрати трохи раніше. Зробивши вітрогенератор 2 кВт своїми руками, можна отримати далеко не найдосконалішу конструкцію, але у разі поломки її вдасться легко відремонтувати самостійно. Мініатюрний вітряк малої потужностіздатна зібрати без проблем будь-яка людина, яка вміє поводитися з інструментами.

Ключові вузли

Як говорилося, вітряний генератор можна зробити в домашніх умовах. Потрібно підготувати певні вузли для його надійного функціонування. Вони включають:

1. Лопаті. Виготовляти їх можна із різних матеріалів.
2. Генератор. Його теж можна зібрати власноруч або купити готовий.
3. Хвостова зона. Використовується для руху лопат у напрямку вектора, забезпечуючи гранично можливий ККД.
4. Мультиплікатор. Збільшує швидкість обертання ротора.
5. Щогла для кріплення. Вона грає роль елемента, у якому зафіксовані всі зазначені вузли.
6. Натяжні троси Необхідні для фіксації конструкції в цілому та захисту від руйнування під впливом вітру.
7. Акумулятор, інвертор та контролер заряду. Сприяють перетворенню, стабілізації енергії та її накопиченню.

Початківцям слід розглядати прості схеми роторного вітрогенератора.

Інструкція з виготовлення

Вітряк можна виготовляти навіть із пластикових пляшок. Він крутитиметься під дією вітру, видаючи при цьому шум. Можливих схем облаштування таких виробів є багато. Вісь обертання допустимо розташовувати у них вертикально чи горизонтально. Ці пристрої використовуються переважно для боротьби зі шкідниками на присадибній ділянці.

Саморобний вітрогенератор схожий на пляшковий вітряк по конструкції, але розміри його більші, і він відрізняється більш ґрунтовною конструкцією.

Якщо до вітряка для боротьби з крітами на городі приробити двигун, він зможе давати електроенергію і підживлювати, наприклад, світлодіодні світильники.

Складання генератора

Для збирання вітряної електростанціїобов'язково знадобиться генератор. У його корпус необхідно поставити магніти, які забезпечуватимуть електроенергію в обмотках. Такий тип пристрою мають окремі види електродвигунів, наприклад, встановлені в шуруповертах. Але виготовити із шуруповерта генератор не вдасться. Він не забезпечить необхідної потужності. Його вистачить хіба що на підживлення невеликої світлодіодної лампи.

З автомобільного генератора вітряну електростанцію теж навряд чи вдасться зробити. Пояснюється це тим, що в даному випадкузастосовується обмотка збудження, що отримує живлення від акумулятора, чому він і не підходить для цього. Слід підбирати генератор, що самозбуджується, оптимальної потужності або купити готову модель. Експерти рекомендують купувати його в готовому вигляді, тому що цей пристрій забезпечить високий ККДале ніхто не заважає зробити його своїми руками. Гранична потужність у нього буде на рівні 3,5 кВт.

Що потрібно взяти:

Ставлять ротор та статор і на дистанції 2 мм. Обмотки об'єднують таким чином, щоб вийшло 1-фазне джерело змінного струму.

Створення лопатей

У вітряну погоду з готового пристроюможна видобувати 3,5 кВт потужності. При середній інтенсивності повітряного потоку цей показник становить трохи більше 2 кВт. Пристрій безшумний, якщо порівнювати з моделями на електродвигуні.

Слід подумати про місце монтажу лопат. У прикладі виготовляється проста модифікація вітрогенератора горизонтального типуз трьома лопатями. Можна спробувати виготовити вертикальний варіант, але ККД у нього буде зниженим. У середньому він становитиме 0,3. Єдиною перевагою такої конструкції буде можливість роботи за будь-якого напрямку вітру. Прості лопаті виготовляються за допомогою таких матеріалів:

Одна справа – виготовити своїми руками лопаті для вітрогенератора, і зовсім інша – забезпечити збалансованість конструкції. Якщо всі нюанси не буде враховано, сильний вітер без особливої ​​працізруйнує щоглу. Як тільки лопаті будуть виготовлені, разом із ротором їх встановлюють на монтажний майданчик, де буде закріплено хвостову частину.

Запуск та оцінка ефективності

Навіть якщо вітрогенератор був виготовлений за всіма правилами, помилковий вибір місця для розміщення щогли може зіграти злий жарт із майстром. Елемент має стояти вертикально. Генератор разом із лопатями краще розмістити якомога вище – там, де «гуляють» сильні вітри. Поблизу не повинно розташовуватися будинків, будь-яких великих будівель, дерев, що окремо ростуть. Все це загороджуватиме потоки повітря. Якщо виявлено будь-які перешкоди, слід розмістити генератор певній відстані від них.

Після того, як установка почне працювати, слід під'єднати мультиметр до гілки генератора і перевірити, чи є напруга. Систему можна вважати готовою до повноцінної експлуатації. Після цього залишається з'ясувати, яка напруга надійде в житло і як це відбуватиметься.

Процес підключення у будинку

Після облаштування практично безшумного вітряка з гарною потужністю необхідно підключити до нього побутові прилади. Збираючи власноруч такий пристрій, слід подбати про покупку інверторного перетворювача з ефективністю 99%. У такому разі втрати на перехід постійного струму в змінний будуть найменшими, а у корпусі будуть присутні три вузли:

1. Акумуляторний блок Здатний про запас накопичувати енергію, яка генерується пристроєм.
2. Контролер заряду. Забезпечує триваліший термін служби акумуляторних батарей.
3. Перетворювач. Трансформує постійний струм змінний.

Можна встановлювати обладнання для живлення освітлювальних приладіві побутової техніки, які можуть працювати на напрузі 12-24 Вольт. Потреба інверторному перетворювачі у разі відсутня. Для приладів, що дозволяють готувати їжу, краще задіяти газове обладнанняз харчування від балона.

Отримання електричної енергіїза допомогою вітру стає одним із модних трендів останнього часу. Побутовий вітряний генератор, який відноситься до технічним засобамальтернативної електроенергетики, набув своєї популярності цілком заслужено, оскільки звернення до нього забезпечує власнику ряд переваг:

• вітроенергетика відноситься до екологічно чистих засобів вироблення електроенергії, відсутність генерації відходів;
• зручний у використанні через свою високої надійностіта низьких експлуатаційних витрат;
• може бути змонтований самостійно за наявності мінімальних навичок у галузі будівництва та електрики;
• його привабливість з часом лише збільшуватиметься через неминуче збільшення тарифів електрозбутових компаній.

Пристрій та принцип роботи

Будь-який вітряний генератор складається з кількох типових укрупнених блоків. Агрегат обов'язково містить турбіну, яка обертається під дією повітряного потоку, безпосередньо або найчастіше через редуктор, що підвищує, передає створюваний момент на вал електричного генератора. Ротор обертається всередині статора на основі неодимових магнітів, у результаті виробляється електрична енергія.

Конструкція вітряного генератораневеликий потужності показано малюнку 1.

Мал. 1. Конструкція саморобного вітрового генератора

Електрична енергія, що виробляється вітряним генератором, надходить у проміжний накопичувач, функції якого зазвичай бере на себе акумуляторна батарея. Струм, що віддається акумулятором, живить інвертор, з виходу якого знімають нормальну 220-вольтову змінну напругу побутової частоти.

Наявність акумулятора є обов'язковою, т.к. він дозволяє згладити коливання потужності, що знімається з турбіни. Свою роль у цьому відіграє факт того, що побутовий вітряний генератор стійко функціонує при швидкості вітру від 6 м/с і вище, тоді як середньорічне значення цього параметра на більшості території Росії виявляється приблизно в півтора рази нижче.

Необхідні перемикання, регулювання та інші функції реалізує блок автоматики.

Відповідний рівень експлуатаційної надійності досягається наявність у конструкції запасів за потужністю, що віддається (зазвичай 10 – 20%).

Види вітряків

Основна відмінність вітряних генераторів між собою – виконання повітряної турбіни, яка може мати різну конструкцію. Зазвичай повна сукупність агрегатів по орієнтації валу обертання турбіни ділять на два основні різновиди: вертикальні та горизонтальні.

Вертикальні

Відмінна риса і головна перевага вертикального агрегату вітряного генератора - відсутність жорстких вимог до висоті його установки, що помітно спрощує вибір місця встановлення, процес монтажу, подальше обслуговування механічно рухомих частин. Повітряна турбіна відноситься до тихохідного різновиду цієї техніки, може бути виконана як

• найпростіший класичний ротор з мінімумом трьома вертикально орієнтованими лопатями (приклад такого пристрою представлений малюнку 2);
• дворядний ротор, наявність внутрішнього ряа регульованих лопатей забезпечує йому підвищений ККД)
• ротор Дар'ї;
• ротор Савоніуса;
• гелікоїдний ротор.

Більш складна форма останніх трьох типів турбін забезпечує їм меншу матеріаломісткість.

Рисунок 2. Роторна повітряна турбіна вертикального вітрогенератора

Відрізняється мінімум рухомих частин, ККД установки мало залежить від напрямку вітру.

Горизонтальні

Вітрогенератори з горизонтальною орієнтацією валу турбіни наводяться в обертання пропелером. Пропелер може бути дво-, трьох та багатолопатевим. Лопатям деяких пропелерів іноді надають досить складну формудля підвищення ефективності функціонування установки. Приклад такого агрегату показано малюнку 3.

Мал. 3. Горизонтальний багатолопатевий вітрогенератор

За рахунок великого діаметрагвинта зазвичай монтуються на сталевій трубчастій або гратчастій щоглі на висоті аж до кількох десятків метрів. Приклади таких щогл показані малюнку 4 і малюнку 5. Оборотною стороною збільшення висоти установки стає зниження турбулентності повітряного потоку через послаблення впливу землі, тобто. збільшення ККД та генерованої потужності. З урахуванням цієї особливості не рекомендується використовувати вітряки цієї конструкції для котеджних селищ через сильну екрануючу дію сусідніх будівель.

Малюнок 4. Щогла фермової конструкції для встановлення горизонтального вітрогенератора
Мал. 5. Кріпильний вузол для щогли трубчастої конструкції

Для створення балансу по моменту, що крутить, генератор закривають обтічником валу таким чином, щоб він виконував функції противаги гвинта. Додатково подовжена конструкція корпусу полегшує його орієнтацію потоком.

У порівнянні з вертикальним пристроєм дозволяє зняти більшу потужність. Платою за це стає труднощі з вибором місця встановлення, складність монтажу, поточного обслуговування, а також неприємні акустичні шумипід час роботи. Крім того, через велику висоту конструкції горизонтальні вітряні генератори обов'язково вимагають блискавкозахисту.

Малі вітрогенератори

До малих або побутових вітрогенераторів зазвичай відносять агрегати з потужністю не понад 5 кВт. У роздрібний продаждоступні агрегати різної потужності та виконання вітчизняного та імпортного виробництва, що дозволяє підібрати потрібний пристрійбез переплати.

Зазвичай агрегати поставляються в мінімальному комплекті, який:

• включає контролер;
• не містить буферної акумуляторної батареї;
• забезпечує складання агрегату дома установки за умови відсутності місцевих обмежень.

Проект установки пристроїв горизонтального типу через їх технічну складність вимагає ретельного опрацювання, може знадобитися консультація фахівця.

Вартість малопотужних моделей починається з кількох десятків тисяч рублів, сильно залежить від потужності, що віддається.

Автоматика вітроелектростанцій

Сучасні електричні вітрові установки обладнуються розвиненою системою автоматики, яка:

• значно покращує характеристики;
• забезпечує вирівнювання потужності, що віддається;
• робить експлуатацію безпечною.

Типовий набір автоматики включає:

• обмежувач частоти обертання вітряного колеса за високих швидкостей вітру;
• вирівнювання колеса "по потоку" (важливо для горизонтальних вітряків);
• захист від короткого замикання;
• відключення при відмови техніки, ураганних вітрах, перевищення порогового рівня вібрації

Моделі середнього та старшого класів обов'язково підтримують дистанційне керуваннята діагностику. Частина агрегатів додатково контролює напрямок і силу повітряного потоку для максимізації потужності, що знімається за рахунок вибору відповідного кута установки всього пристрою і лопатей турбіни.

Система гальмування

Система гальмування запобігає механічному руйнуванню агрегату при надто високій швидкості вітру. Суть цієї системи полягає в тому, що автоматика робить замикання. електричних ланцюгівмагнітної системи генератора, що призводить до появи потужного зусилля, що гальмує.

Додатково алгоритм функціонування системи управління передбачає повну зупинку повітряної турбіни при вітрах ураганної сили. Поріг зупинки може регулюватися користувачем, типові заводські налаштування цього параметра передбачають увімкнення режиму зупинки при швидкості 80 км/год.

Виробники

Вітчизняною промисловістю налагоджено серійний випуск широкої гами побутових вітрогенераторів. Їхні параметри наведені в таблиці:

Модель	Виробник	Тип	Потужність	Примітка
ВГ 0,25	Вітро Світло, Росія	Г	250 Вт	—
ВЕУ-3(4)	СКБ Іскра, Росія	У	3 кВт	4-лопатева модель
Серія L	Вітроенергетика, Росія	У	0,8 – 10 кВт	—
RKraft	Німеччина	Г	0,5 – 5 кВт	—
Wind Generator М300	Китай	У	100 - 270 Вт	6-лопатевий ротор діаметром 1 м, маса 11 кг, не має контролера
Condor Home	EDS Group, Росія	Г	500 Вт	3-лопатевий склопластиковий ротор Максимальна швидкість вітру 25 м/с Маса 56 кг

Примітка: Г – горизонтальний, В – вертикальний

Плюси та мінуси

Основна перевага вітряних електростанцій – це їхня автономність.

Головні технічні мінусиобладнання цього різновиду - залежність від погоди (крім сили вітру впливає також сніг і дощ) і порівняно невелика потужність, значення якої в середньому не перевищує кількох сотень Ват. Вимагають обов'язкового застосування проміжної акумуляторної буферної батареї, яка вимагає заміни через кілька років служби.

При порівнянні з дизель-генераторами поступаються їм за тривалістю роботи, зате не вимагають підвезення палива та виконання складних і дорогих заходів щодо пожежної безпекийого зберігання.

Які в середніх широтах реально працюють максимум п'ять місяців, помітно перевищує те, що функціонують цілий рік.

За існуючих тарифів на електроенергію не дають суттєвого виграшу за наведеними витратами, проте не виявляються збитковими.

Виробники вітрових електростанцій велике значенняприділяють їх зовнішньому оформленню. Так що наявність цього агрегату на заміській ділянціне лише свідчить про “технічну просунутість” його власника, а й може стати важливим елементом дизайну та наочної демонстрації турботи про довкілля.

Про естетичні параметри можна судити з малюнку 6.

Мал. 6. Горизонтальний вітрогенератор Condor Home вітчизняного виробництва

Висновок.

Вітрові електростанції можуть вважатися повноцінним альтернативним джерелом електричної енергії. З урахуванням типових кліматичних умовбільшості місцевостей нашої країни малі вітрогенератори мають сенс комбінувати в єдину системуз сонячною батареєюі дизельним генератором. У цьому випадку вони можуть стати ефективним автономним допоміжним засобом вироблення електроенергії на дачі або в заміському будинку.

З давніх-давен людство використовує силу вітру у своїх цілях. Вітряки, вітрильні кораблі знайомі багатьом, про них пишуть у книгах та знімають історичні фільми. Нині вітряний електрогенератор не втратив своєї актуальності, т.к. за його допомогою можна отримати безкоштовна електрикана дачі, яке може стати в нагоді, якщо відключать світло. Поговоримо про саморобні вітряки, які можна зібрати з підручних матеріалів та доступних деталей з мінімумом витрат. Вам ми надали одну докладну інструкцію з картинками, а також відео ідеї ще кількох варіантів складання. Отже, розглянемо, як зробити вітрогенератор своїми руками в домашніх умовах.

Інструкція зі збирання

Існують кілька типів вітряних установок, а саме – горизонтальний, вертикальний та турбіна. Вони мають важливі відмінності, свої плюси і мінуси. Однак принцип роботи всіх вітрогенераторів однаковий - енергія вітру перетворюється на електричну і накопичується в акумуляторах, а вже з них йде на потреби людини. Найпоширеніший вид – це горизонтальний.

Він знайомий і пізнаваний. Перевага горизонтального вітрогенератора - вищий ККД проти іншими, оскільки лопаті вітряка завжди перебувають під впливом повітряного потоку. До недоліків можна віднести висока вимогадо вітру – він повинен бути сильнішим за 5 метрів за секунду. Цей тип вітряка зробити найпростіше, тому його часто беруть за основу домашні майстри.

Якщо ви вирішили спробувати свої сили у збиранні вітрогенератора своїми руками, ось кілька рекомендацій.

Починати потрібно з генератора – це серце системи, від його параметрів залежатиме конструкція гвинтового вузла. Для цього підійдуть автомобільні генераторивітчизняного та імпортного виробництва, є відомості про використання крокових двигуніввід принтерів чи іншої оргтехніки. Велосипедне мотор-колесо також можна використовувати, щоб зробити вітряк для отримання електрики. В цілому, може підійти практичний будь-якиймотор чи генератор, проте його обов'язково необхідно перевірити на ефективність.

Визначившись із перетворювачем енергії, потрібно зібрати редукторний вузол підвищення оборотів на валу генератора. Один оборот пропелера повинен дорівнювати 4-5 оборотів на валу генераторного вузла. Однак ці параметри підбираються індивідуально, виходячи з потужності та особливостей вашого генератора та лопатевого вузла. Як редуктор може виступати деталь від болгарки або система ременів і роликів.

Коли зібраний вузол редуктор-генератор, приступають до з'ясування його опору моменту, що крутить (грам на міліметр). Для цього потрібно зробити плече з противагою на валу майбутньої установки, і за допомогою вантажу з'ясувати, при якій вазі плече піде вниз. Прийнятним результатом вважається не більше 200 грамів на метр. Розмір плеча у разі приймається за довжину лопаті.

Багато хто думає, що чим більше лопатей, тим краще. Це не зовсім правильно. Нам потрібні великі оберти, а багато гвинтів створюють більший опір вітру, оскільки ми їх виготовляємо в домашніх умовах, в результаті чого в якийсь момент набігаючий потік гальмує гвинт і ККД установки падає. Ви можете використовувати дволопатевий гвинт. Такий пропелер при нормальному вітрі може розкрутитися понад 1000 обертів за хвилину. Зробити лопаті саморобного вітрогенератора можна з підручних засобів - від фанери та оцинковки, до пластику. водопровідних труб(Як на фото нижче). Головна умова – матеріал має бути легким та міцним.

Легкий гвинт підвищить ККД вітряка та чутливість до повітряного потоку. Не забудьте збалансувати повітряне колесо і прибрати нерівності, інакше під час роботи генератора слухатимете завивання і виття, а вібрації призведуть до швидкого зношування деталей.

Наступний важливий елементце хвіст. Він триматиме колесо в потоці вітру, і повертатиме конструкцію у разі зміни його напрямку.

Робити струмознімач чи ні, вирішувати вам. Це ускладнить конструкцію, проте позбавить від частих скручування дроту, що загрожує обривами кабелю. Звичайно, за його відсутності вам доведеться іноді самостійно розкручувати провід. Під час пробного запускувітрогенератора не забудьте про техніку безпеки, лопаті, що крутяться, становлять велику небезпеку.

Настроєний та збалансований вітряк встановлюють на щоглу, висотою не нижче 7 метрів від землі, закріплену розпірними тросами. Далі не менш важливий вузол - накопичувальний акумулятор. Найчастіше використовують автомобільний кислотний акумулятор. Підключати вихід саморобного вітрогенератора безпосередньо до батареї не можна, це потрібно зробити через реле зарядки або контролер, який можна зібрати самому або придбати готовий.

Принцип роботи реле зводиться до контролю за зарядом та навантаженням. У разі повного заряду батареї, воно перемикає генератор і акумулятор на баласт навантаження, система прагне завжди бути зарядженою, не допускаючи перезаряду, і не залишає генератор без навантаження. Вітряк без навантаження може досить сильно розкрутитися і пошкодити виробленим потенціалом ізоляцію в обмотках. До того ж високі обороти можуть спричинити механічне руйнування елементів вітряного генератора. Далі слід перетворювач напруги з 12 на 220 вольт 50 Гц для підключення побутових приладів.

Зараз в інтернеті повно схем та креслень, де майстри показують, як зробити вітрогенератор на потужних магнітах самостійно. Наскільки вони ефективні, як обіцяють – питання спірне. Але спробувати зібрати вітряну електрогенеруючу установку для будинку варто, а потім вирішити, як її покращити. Важливо здобути досвід і тоді вже можна замахнутися на більш серйозний апарат. Свобода і різноманіття саморобних вітряків настільки велика, а елементна база різноманітна, що немає сенсу описувати їх усі, основний сенс залишився тим же - потік вітру розкручує гвинт, редуктор підвищує оберти валу, генератор видає напругу, далі контролер тримає рівень заряду на акумуляторі. нього вже йде відбір енергії для різноманітних потреб. Ось за таким принципом можна зробити вітрогенератор своїми руками в домашніх умовах. Сподіваємось, наша докладна інструкціяз фото прикладами пояснила вам, як виготовити відповідну модельвітряки для дому чи дачі. Також рекомендуємо ознайомитися з майстер-класами зі збирання саморобного пристроюу форматі відео.

Наочні відеоуроки

Щоб легко зробити вітрогенератор для отримання електрики в домашніх умовах, рекомендуємо ознайомитись з готовими ідеямина відео прикладах:

Ось ми і надали всі найбільш прості та доступні ідеї збирання саморобного вітряка. Як ви бачите, деякі моделі пристроїв зможе легко виготовити навіть дитина. Існує безліч інших варіантів саморобок: на потужних магнітах, зі складними лопатями і т.д. Ці конструкції варто повторювати лише за наявності деякого досвіду в цій справі, починати слід з простих схем. Якщо ви хочете зробити вітрогенератор, щоб він працював та використовувався за призначенням, дійте згідно з наданою нами інструкцією. Якщо у вас залишилися питання – залишайте їх у коментарях.

Мабуть, жоден дачник не сперечатиметься з тим, що сьогодні необхідно мати будь-який альтернативне джерелоелектроенергії, адже світло можуть відключити будь-якої хвилини. Велику популярність як джерело безкоштовної енергії, сьогодні отримали саморобні вітрогенератори Різноманітні моделі таких пристроїв пропонуються на ринку, а в інтернеті можна побачити схеми, креслення та відео, що дозволяють зібрати їх власноруч.

Варто зазначити, що саморобний вітрогенератор буде дуже корисним навіть за його невеликої потужності. Вже одне те, що серед темряви дача буде освітлена, і можна буде без проблем подивитися телевізор або зарядити мобільний пристрійпідстрахує від неприємностей і підніме престиж перед сусідами.

Три маленькі секрети

Перший секрет у тому, яку висоту буде встановлено саморобний вітрогенератор. Зрозуміло, що простіше змонтувати його на висоті кількох метрів від землі, але й користі від нього тоді буде не дуже багато. Слід враховувати, що чим вище вітрогенератор, тим сильніший вітер, швидше його лопаті крутяться, і тим більше енергії можна отримати від зробленої своїми руками електростанції.

Другий секрет полягає у виборі АКБ. В інтернеті радять не мудрувати та ставити автомобільний акумулятор. Так, це простіше і, на перший погляд, дешевше. Але, необхідно знати, що автомобільні акумулятори слід встановлювати в приміщенні, що добре провітрюється, вони вимагають догляду, а їх термін служби не перевищує 3-х років. Краще придбати спеціальний акумулятор. Хоча він і коштує дорожче, але це себе виправдає.

Третій секрет, який вітрогенератор найкраще підходить для виготовлення своїми руками – горизонтальний чи вертикальний? У кожного варіанта свої переваги та недоліки. Ми розглянемо вітрогенератори вертикального типу, принцип роботи яких показано на рис.2.

Спочатку про недоліки: вертикальний вітрогенератор має низький ККД у порівнянні з горизонтальними моделями, На його складання йде більше матеріалів, що, відповідно, веде до подорожчання конструкції. З іншого боку, можуть працювати при слабшому вітрі, ніж їх горизонтальні аналоги, що компенсує їх невисокий ККД. Їх не потрібно піднімати на занадто велику висоту, вони простіше і дешевше при монтажі та встановленні, що зводить нанівець різницю у вартості матеріалів.

Важливим фактором є і те, що вертикальний вітрогенератор надійніший при різких поривах вітру та ураганах, оскільки його стійкість зростає з підвищенням швидкості обертання. Крім того, вертикальні конструкціїпрактично безшумні, що дозволяє встановлювати їх у будь-якому місці, аж до даху житлового будинку. Все вищеперелічене веде до того, що ці установки користуються попитом, що зростає, і випускаються в різних модифікаціях, стосовно необхідної потужності і вітрів, що переважають у певних регіонах, з чим, до речі, можна ознайомитися на відео нижче.

Найпростіша конструкція

Маломощний вертикальний вітрогенератор нескладно зібрати своїми руками з, без перебільшення, непридатних матеріалів: великий пластикова пляшкаабо бляшанки, сталевої осі та старого електродвигуна. Достатньо навпіл розрізати банку або пляшку і закріпити ці половини на пов'язаній з генератором осі обертання (рис.3). Такий вертикальний вітрякнескладно зробити розбірним і брати його з собою на рибалку або в похід, де він не тільки висвітлить місце ночівлі, а й дозволить підзарядити телефон чи інший мобільний пристрій.

Власна електростанція для дачі

А ось виготовлення більше доведеться почати з купівлі відра, і це не розіграш. Так, спершу, доведеться купити звичайне оцинковане відро. Це, звичайно, у тому випадку, якщо таке відро, що схудло, не завалялося де-небудь у сараї. Розмічаємо його на чотири частини і робимо ножицями по металі прорізи, оскільки це показано на рис.4.

Відро кріпиться за днище до шківа генератора. Кріпити слід чотирма болтами, розташувавши їх суворо симетрично і на одній відстані від осі обертання, що дозволить уникнути дисбалансу.

Отже, практично все готово, залишилося виконати такі дії:

1. Відігнути метал на прорізах, щоб одержати лопаті. Якщо найчастіше панує сильний вітер, досить трохи відігнути боки. Якщо вітер слабкий, можна відігнути і сильніше. У будь-якому випадку, величину вигину можна відрегулювати пізніше;
2. Поєднати всі необхідні прилади (крім генератора) так, як показано на рис.5;
3. Закріпити генератор з проводами, що йдуть від нього, на щоглі;
4. Зміцнити щоглу;
5. Підключити дроти, що йдуть від генератора, до контролера.

Все. Виготовлений власноруч вітрогенератор готовий до роботи.

Електрична схема

Розглянемо докладніше електричну схему. Зрозуміло, що вітер може будь-якої хвилини припинитися. Тому вітрогенератори не підключають безпосередньо до побутових приладів, а спочатку заряджають від них акумуляторні батареї, для забезпечення безпеки яких застосовується контролер заряду. Далі, враховуючи те, що АКБ дають постійний струм малої напруги, у той час як практично всі побутові прилади споживають змінний струм напругою 220 вольт, встановлюється перетворювач напруги або, як його ще називають, інвертор і потім підключають всіх споживачів.

Для того, щоб вітрогенератор забезпечував роботу персонального комп'ютера, телевізора, сигналізації та кількох енергозберігаючих ламп, достатньо встановити акумулятор ємністю 75 ампер/год, перетворювач напруги (інвертор) потужністю 1,0 кВт плюс генератор відповідної потужності. А що ще потрібно, коли відпочиваєш на дачі?

Підіб'ємо підсумки

Вертикальний вітрогенератор, який можна зробити за наведеними вище інструкціями, може працювати за досить слабкого вітру і незалежно від його напрямку. Його конструкція спрощується за рахунок того, що в ній відсутній флюгер, що розгортає за вітром гвинт горизонтального вітрогенератора.

Основним недоліком вертикально-осьових вітряних турбінє невеликий ККД, але це викупається рядом інших переваг:

• Швидкість та простота складання;
• відсутність ультразвукової вібрації, характерної для горизонтальних вітрогенераторів;
• Невимогливість до технічного обслуговування;
• Достатньо тиха робота, що дозволяє встановити вертикальний вітряк практично будь-де.

Звичайно, зроблений своїми руками вітряк може не витримати зайве сильного вітру, який виявиться здатним зірвати цебро. Але це не проблема, просто доведеться купити нове або приберегти десь у сараї старе, що відслужило свій термін.

На відео нижче можна переглянути як запитуються побутові прилади на дачі. Щоправда, вітрогенератор тут зроблений не з відра, але також своїми руками.

Технологія виготовлення домашньої вітроелектростанції (простий вітряк).

Технологія виготовлення домашньої вітроелектростанції (простий вітряк). Потреба електроенергії з'являється відразу, як ми стаємо власниками садової ділянкиабо вдома в сільській місцевості. У цьому випадку на допомогу можуть прийти індивідуальні електростанції, що працюють на нафтопродуктах, так і використовують енергію вітру, води тощо, але купити такі електростанції ніде – їх немає у продажу. Найбільш екологічно чисте джерело – вітер. Одну з таких електростанцій можна зробити вручну, наприклад, вітроелектростанцію (ВЕС). За допомогою пропелера електрогенератором, який заряджає акумулятор через випрямляючий пристрій. ВЕС використовує заповнюване і безкоштовне джерело енергії і не потребує постійного нагляду. Однак електроенергія виробляється вкрай нерівномірно – лише у вітряну погоду. Втім, малі ветросилові установки (вітроагрегати), підключені до акумуляторної батареї, цей недолік майже компенсують.

Вітроелектростанціїу заводських умовах, як правило, виробляються лопатеві пропелерні двигуни. На відміну від роторних, лопатеві вітроелектростанціїмають перевагу – вищий ККД. Але лопатеві двигуни набагато складніше виготовити, тому якщо Ви хочете зробити вітроелектрогенератор своїми руками, а простіше - саморобну вітроелектростанцію, фахівці радять виготовляти саме роторні двигуни.

Мал. 1. Схема роторної вітроелектростанції:

1 - лопаті
2 - хрестовина
3 --- вал
4 - підшипники з корпусами
5 - сполучна муфта
6 - силова стійка (швеллер № 20)
7 - редуктор
8 - електрогенератор
9 – розтяжки (4 шт.)
10 – сходи.

Важливо: роторний двигун потрібно підняти не менш як на 3-4 метри над землею. Тоді ротор перебуватиме в зоні вільного вітру, а перешкоди від поряд будівель, що стоять, залишиться нижче за нього. Піднята над землею виконуватиме ще одну функцію - функцію блискавковідводу, а для місцевості з невисокими будівлями це важливо.

У конструкції, розробленої В. Самойловим, ротор складається з 4 лопат, це забезпечує йому більш рівномірне обертання. Ротор - одна з найважливіших частин вітряка. Його конструкція і розміри лопатей відіграють особливу роль - від їх розташування і конструкції залежить потужність і швидкість обертання валу редуктор вітряної електростанції, що приводить в рух. Чим більша робоча площа лопатей, які утворюють обтічну поверхню, тим менше кількість обертів ротора.

Мал. 3. Двоярусне роторне колесо:

1 - підшипник
2 - корпус підшипника
3 - додаткове кріпленнявалу чотирма розтяжками
4 – вал.
Ротор здійснює оберти завдяки аеродинамічній несиметричності. Вітер, що дме впоперек осі ротора, «зісковзує» з округлої частини лопаті і потрапляє в її протилежну «кишеню». Різниця в аеродинамічних властивостях округлої та увігнутої поверхонь створює тягу, яка обертає ротор. Такий двигун має більший момент, що крутить. Потужність ротора діаметром 1 м перевищує потужність пропелера з трьома лопатями діаметром 2 м.
При поривах вітру роторні вітродвигуни працюють більш стабільно, ніж гвинтові. І ще не маловажний факт, ротори працюють більш плавно, видають менше шуму, працюють за будь-якого напрямку вітру без додаткових пристроївале мінус у тому, що швидкість їх обертання обмежена 200-500 об/хв.
Але збільшення оборотів асинхронного генераторане дасть зростання напруги. Тому ми не будемо розглядати автоматичну зміну кута лопатей ротора для різних швидкостейвітру.
Є різні види роторних вітроелектроелектростанційякі можна зробити своїми руками. Ось деякі з них:

Приклади роторних коліс.

Чотирилопатеве роторне вітрове колесо, ККД до 15%. Двоярусне роторне колесо простіше у виготовленні, має вищий ККД (до 19%), а також розвиває більшу кількість обертів у порівнянні з чотирилопатевим. Але, щоб зберегти надійність установки, доцільно збільшувати діаметр валу. У ротора Савоніуса менше оборотів у порівнянні з дволопатевим ротором. Його ККД не перевищує 12%. Такий двигун, в основному, застосовується для приводу поршневих агрегатів (насосів, помп і т.д.). Карусельне вітряне колесо – одна з найпростіших конструкцій. Цей ротор здатний розвивати порівняно низькі обороти і маючи малу питому потужність, має ККД трохи більше 10%.

Ми розглянемо вітроелектростанцію, яку можна зробити своїми руками, зібрану на основі чотирилопатевого ротора. Енергію вітру можна використовувати і якнасоса для води , як окрему установкуабо суміщену з електростанцією.

Лопаті вітроколеса можна зробити із залізної 100, 200 літрової бочки. Її необхідно розрізати «болгаркою», не рекомендують різати бочку будь-яким зварюванням, оскільки властивості металу по шву дуже сильно змінюватися. Підсилювати краї виготовленої лопаті можна закріпивши на них прути арматури або смужками металу діаметром від 6 до 8 мм.
Лопаті першого ротора закріплюємо на двох хрестовинах двома болтами М12-М14. Верхня хрестовина виготовляється з сталевого листазавтовшки 6-8 мм. Між бортами лопатей та валом ротора необхідний зазор 150 мм. Нижню хрестовину потрібно зробити міцнішою, тому що на неї припадає основна вага лопатей. Для її виготовлення беремо швелер довжиною не менше 1 м (це залежить від застосовуваної бочки), зі стінкою 50-60 мм.
Щогла та основний вал.
У пропонованій вітро-електроустановцірама з куточка для кріплення електрогенератора закріплена на стійці, яка виготовлена ​​зі швелера. Нижній кінець стійки з'єднаний із косинцем, забитим у землю. Вал ротора доцільніше зібрати із двох складових, це дасть Вам зручність при розточуванні його кінців під підшипники. Підшипники (у корпусах (буксах)),
відповідні за розмірами валу, кріпляться на швелери болтами. Частини валу з'єднують між собою. Діаметр валу повинен становити не менше ніж 35-50 мм.
До однієї з полиць швелера саморобної вітроелектростанціїприварюємо відрізки труби довжиною 500 мм м діаметром 20 мм, які виконуватимуть роль сходів. Стійку вкопуємо в землю не менше ніж на 1200 мм, а також для додаткової стійкості закріплюємо її чотирма розтяжками. Для захисту від корозії, енергоустановку необхідно пофарбувати фарбою, основою якої є оліфа.

Мал. 4. Можливі схеми кріплення роторів до вертикального валу:

а б - карусельні колеса;
в - ротор Савоніуса.
Нижня частинамалюнку. Лопасть вітряка, зроблена
з 1/4 бочки та схема розрізу:
1 - отвір кріплення до хрестовини
2 - посилення борту
3 – контур лопатей.