Как сделать ветрогенератор в домашних условиях своими руками: Как сделать ветрогенератор своими руками: видео, схема, фото

Содержание

Как сделать ветрогенератор своими руками: видео, схема, фото

С давних пор человечество использует силу ветра в своих целях. Ветряные мельницы, парусные корабли знакомы многим, про них пишут в книгах и снимают исторические фильмы. В наше время ветряной электрогенератор не потерял свою актуальность, т.к. с его помощью можно получить бесплатное электричество на даче, которое может пригодиться, если отключат свет. Поговорим о самодельных ветряках, которые можно собрать из подручных материалов и доступных деталей с минимумом затрат. Для вас мы предоставили одну подробную инструкцию с картинками, а также видео идеи еще нескольких вариантов сборки. Итак, давайте рассмотрим, как сделать ветрогенератор своими руками в домашних условиях.

Инструкция по сборке

Существуют несколько типов ветряных установок, а именно – горизонтальный, вертикальный и турбина. У них есть принципиальные различия, свои плюсы и минусы. Однако принцип работы всех ветрогенераторов одинаков — энергия ветра преобразуется в электрическую и накапливается в аккумуляторах, а уже с них уходит на нужды человека. Самый распространенный вид — это горизонтальный.

Он знаком и узнаваем. Преимущество горизонтального ветрогенератора — более высокий КПД по сравнению с другими, так как лопасти ветряка всегда находятся под действием воздушного потока. К недостаткам можно отнести высокое требование к ветру – он должен быть сильнее 5 метров в секунду. Этот тип ветряка сделать проще всего, поэтому его часто берут за основу домашние мастера.

Если вы решили попробовать свои силы в сборке ветрогенератора своими руками, вот несколько рекомендаций.

Начинать нужно с генератора — это сердце системы, от его параметров будет зависеть конструкция винтового узла. Для этого подойдут автомобильные генераторы отечественного и импортного производства, есть сведения о использовании шаговых двигателей от принтеров или прочей оргтехники. Велосипедное мотор-колесо также можно использовать, чтобы самому сделать ветряк для получения электричества. В целом, может подойти практический любой мотор или генератор, однако его обязательно необходимо проверить на эффективность.

Определившись с преобразователем энергии, нужно собрать редукторный узел для повышения оборотов на валу генератора. Один оборот пропеллера должен равняться 4-5 оборотам на валу генераторного узла. Однако эти параметры подбираются индивидуально, исходя из мощности и особенностей вашего генератора и лопастного узла. В качестве редуктора может выступать деталь от болгарки или система ремней и роликов.

Когда собран узел редуктор-генератор, приступают к выяснению его сопротивления крутящему моменту (грамм на миллиметр). Для этого нужно сделать плечо с противовесом на валу будущей установки, и с помощью груза выяснить при каком весе плечо пойдет вниз. Приемлемым результатом считается менее 200 грамм на метр. Размер плеча в этом случае принимается за длину лопасти.

Многие думают, что чем больше лопастей, тем лучше. Это не совсем верно. Нам нужны большие обороты, а много винтов создают большее сопротивление ветру, так как изготавливаем мы их в домашних условиях, в результате чего в какой-то момент набегающий поток тормозит винт и КПД установки падает. Вы можете использовать двухлопастной винт. Такой пропеллер при нормальном ветре может раскрутиться более 1000 оборотов в минуту. Сделать лопасти самодельного ветрогенератора можно из подручных средств — от фанеры и оцинковки, до пластика от водопроводных труб (как на фото ниже). Главное условие – материал должен быть легким и прочным.

Легкий винт повысит КПД ветряка и чувствительность к воздушному потоку. Не забудьте сбалансировать воздушное колесо и убрать неровности, иначе во время работы генератора будете слушать завывание и вой, а вибрации приведут к быстрому износу деталей.

Следующий важный элемент, это хвост. Он будет держать колесо в потоке ветра, и поворачивать конструкцию в случае изменения его направления.

Делать токосъемник или нет, решать вам. Это усложнит конструкцию, однако избавит от частых скручиваний провода, что чревато обрывами кабеля. Конечно, при его отсутствии вам придется иногда самостоятельно раскручивать провод. Во время пробного запуска ветрогенератора не забудьте о технике безопасности, крутящиеся лопасти представляют большую опасность.

Настроенный и сбалансированный ветряк устанавливают на мачту, высотой не ниже 7 метров от земли, закрепленную распорными тросами. Далее не менее важный узел — накопительный аккумулятор. Чаще всего используют автомобильный кислотный аккумулятор. Подключать выход самодельного ветрогенератора непосредственно к батарее нельзя, это нужно сделать через реле зарядки или контроллер, который можно собрать самому или же приобрести готовый.

Принцип работы реле сводится к контролю за зарядом и нагрузкой. В случае полного заряда батареи, оно переключает генератор и аккумулятор на нагрузочный балласт, система стремится всегда быть заряженной, не допуская перезаряда, и не оставляет генератор без нагрузки. Ветряк без нагрузки может достаточно сильно раскрутиться и повредить выработанным потенциалом изоляцию в обмотках. К тому же высокие обороты могут стать причиной механического разрушения элементов ветряного генератора. Далее стоит преобразователь напряжения с 12 на 220 вольт 50 Гц для подключения бытовых приборов.

Сейчас в интернете полно схем и чертежей, где мастера показывают, как сделать ветрогенератор на мощных магнитах самостоятельно. Настолько ли они эффективны, как обещают – вопрос спорный. Но попробовать собрать ветряную электрогенерирующую установку для дома стоит, а потом решить, как ее улучшить. Важно получить опыт и тогда уже можно замахнуться на более серьезный аппарат. Свобода и многообразие самодельных ветряков настолько обширна, а элементная база разнообразна, что нет смысла описывать их все, основной смысл остался тем же — поток ветра раскручивает винт, редуктор повышает обороты вала, генератор выдает напряжение, далее контроллер держит уровень заряда на аккумуляторе, а с него уже идет отбор энергии для различных нужд. Вот по такому принципу можно сделать ветрогенератор своими руками в домашних условиях. Надеемся, наша подробная инструкция с фото примерами разъяснила вам, как изготовить подходящую модель ветряка для дома или дачи. Также рекомендуем ознакомиться с мастер-классами по сборке самодельного устройства в видео формате.

Наглядные видеоуроки

Чтобы легко сделать ветрогенератор для получения электричества в домашних условиях, рекомендуем ознакомиться с готовыми идеями на видео примерах:

Вот мы и предоставили все наиболее простые и доступные идеи сборки самодельного ветряка. Как вы видите, некоторые модели устройств сможет легко изготовить даже ребенок. Существует множество других вариантов самоделок: на мощных магнитах, со сложными лопастями и т.д. Эти конструкции стоит повторять только при наличии некоторого опыта в этом деле, начинать следует с простых схем. Если вы хотите сделать ветрогенератор, чтобы он работал и использовался по назначению, действуйте согласно предоставленной нами инструкции. Если у вас остались вопросы – оставляйте их в комментариях.

Будет интересно прочитать:

как сделать своими руками на 220В с мощностью 4 кВт, подготовка и сборка

В плане ветроэнергетических ресурсов Россия занимает довольно двойственное положение. С одной стороны, на ее долю приходится огромная площадь, богатая равнинными местами. С другой — ветры здесь медленные, имеют низкий потенциал. Они могут быть довольно буйными в местах, где проживает мало людей. В соответствии с этим становится актуальной задача обустройства самодельного ветрогенератора.

Источник электричества

Как минимум 1 раз в год увеличиваются тарифы на услуги электроэнергии, зачастую — в несколько раз. Это бьет по карману граждан, зарплата которых не растет столь же стремительно. Домашние умельцы раньше прибегали к простому, но довольно небезопасному и незаконному способу экономии на электроэнергии. Они прикрепляли к поверхности расходомера неодимовый магнит, после чего тот приостанавливал работу счетчика.

Если указанная схема изначально работала слаженно, то в дальнейшем с ней возникали проблемы. Объяснялось это несколькими причинами:

  1. Контролеры стали чаще ходить по домам и проводить внеплановые проверки.
  2. На счётчики стали приклеивать особые стикеры, под воздействием которых стали темнеть магнитные поля. Соответственно, вычислить такого нарушителя не составляло проблемы.
  3. Стали выпускаться новые счётчики, которые не имели восприимчивости к магнитному полю. Вместо стандартных моделей появились электронные узлы.

Всё это подтолкнуло людей к поиску альтернативных источников электроэнергии, к примеру, ветрогенераторов. Если человек проживает в областях, где регулярно дуют ветры, такие приспособления становятся для него «палочкой-выручалочкой». Устройство использует силу ветра для получения энергии.

Корпус оснащен лопастями, приводящими в движение роторы. Электроэнергия, полученная таким образом, трансформируется в постоянный ток. В дальнейшем она переходит к потребителям либо накапливается в аккумуляторе.

Самодельный ветрогенератор может выступать в качестве главного или дополнительного источника энергии. В качестве вспомогательного устройства он может греть воду в бойлере либо подпитывать домашние светильники, тогда как вся остальная электроника работает от главной сети. Возможна работа таких генераторов и в качестве главного источника там, где дома не подключены к электричеству.

Здесь устройства подпитывают:

  • лампы и люстры;
  • отопительное оборудование;
  • бытовую электронику.

Ветровая электростанция способна подпитывать низковольтные и классические приборы. Первые работают от напряжения 12−24 Вольт, а ветрогенератор способен обеспечивать мощность на 220 Вольт. Он изготавливается по схеме с использованием инверторных преобразователей. Электричество накапливается в его аккумуляторе. Есть модификации на 12−36 Вольт. Они отличаются более простой конструкцией. Для них применяются стандартные контроллеры заряда аккумулятора. Чтобы обеспечить обогрев жилища, достаточно сделать ветрогенераторы своими руками нa 220 В. 4 кВт — это мощность, которую обеспечит их двигатель.

Особенности изделия

Создавать ветряк своими руками выгодно. Достаточно узнать, что заводские изделия мощностью не больше 5 кВт стоят до 220000 р., как становится ясно, насколько лучше использовать доступные материалы и сделать их самостоятельно, ведь благодаря этому удастся сэкономить немало средств.

Безусловно, заводские модификации редко ломаются и являются более надежными. Но уж если поломка случится, придется потратить огромные суммы на покупку запасных узлов.

Магазинные модели часто недоступны большинству граждан. Чтобы окупить затраты на покупку такого устройства, требуется от 10 до 12 лет, хотя отдельные виды устройств и отбивают эти расходы чуть раньше. Сделав ветрогенератор 2 кВт своими руками, можно получить далеко не самую совершенную конструкцию, но в случае поломки ее удастся легко отремонтировать самостоятельно. Миниатюрный ветряк малой мощности способен собрать без проблем любой человек, который умеет обращаться с инструментами.

Ключевые узлы

Как говорилось, ветряной генератор можно сделать в домашних условиях. Надо подготовить определенные узлы для его надежного функционирования. Они включают:

  1. Лопасти. Изготавливать их можно из разных материалов.
  2. Генератор. Его тоже можно собрать собственноручно или же купить готовый.
  3. Хвостовая зона. Используется для движения лопастей по направлению вектора, обеспечивая предельно возможный КПД.
  4. Мультипликатор. Увеличивает скорость вращения ротора.
  5. Мачта для крепежа. Она играет роль элемента, на котором зафиксированы все указанные узлы.
  6. Натяжные тросы. Необходимы для фиксации конструкции в целом и защиты от разрушения под воздействием ветра.
  7. Аккумулятор, инвертор и контроллер заряда. Способствуют преобразованию, стабилизации энергии и ее накапливанию.

Новичкам следует рассматривать простые схемы роторного ветрогенератора.

Инструкция по изготовлению

Ветряк можно изготавливать даже из пластиковых бутылок. Он будет крутиться под действием ветра, издавая при этом шум. Возможных схем обустройства таких изделий существует много. Ось вращения допустимо располагать в них вертикально или горизонтально. Эти устройства используются в основном для борьбы с вредителями на приусадебном участке.

Самодельный ветрогенератор похож на бутылочный ветряк по конструкции, но размеры его больше, и он отличается более основательной конструкцией.

Если к ветряку для борьбы с кротами на огороде приделать мотор, он сможет давать электроэнергию и подпитывать, например, светодиодные светильники.

Сборка генератора

Для сборки ветряной электростанции обязательно потребуется генератор. В его корпус необходимо поставить магниты, которые будут обеспечивать электроэнергию в обмотках. Такой тип устройства имеют отдельные виды электродвигателей, к примеру, которые установлены в шуруповёртах. Но изготовить из шуруповерта генератор не удастся. Он не обеспечит необходимой мощности. Его хватит разве что на подпитку небольшой светодиодной лампы.

Из автомобильного генератора ветряную электростанцию тоже вряд ли получится сделать. Объясняется это тем, что в данном случае применяется обмотка возбуждения, получающая питание от аккумулятора, почему он и не подходит для этих целей. Следует подбирать самовозбуждающийся генератор оптимальной мощности либо купить готовую модель. Эксперты рекомендуют приобретать его в готовом виде, т. к. это устройство обеспечит высокий КПД, но никто не мешает сделать его своими руками. Предельная мощность у него будет находится на уровне 3,5 кВт.

Что потребуется взять:

  1. Статор. Для него используется 2 металлических листа, разрезанных на круги диаметром 500 мм. На каждый кусок наклеивают 12 неодимовых магнитов с диаметром 50 мм. Фиксируют их, несколько отступив от краев изделий, обязательно с чередованием полюсов. То же самое делают со второй окружностью, но полюсы ставят со сдвигом.
  2. Ротор. Конструкция включает в себя 9 катушек, которые наматываются медной проволокой диаметром 3 мм. Необходимо проделать по 70 витков во всех катушках. Чтобы разместить их, следует обустраивать немагнитную основу.
  3. Ось. Проделывают её в середине ротора. Надо отцентровать конструкцию, иначе она рассыплется под воздействием ветра.

Ставят ротор и статор и на дистанции 2 мм. Обмотки объединяют таким образом, чтобы получился 1-фазный источник переменного тока.

Создание лопастей

В ветреную погоду из готового устройства можно добывать 3,5 кВт мощности. При средней интенсивности воздушного потока этот показатель составляет не более 2 кВт. Устройство бесшумное, если сравнивать с моделями на электродвигателе.

Следует подумать о месте монтажа лопастей. В рассматриваемом примере изготавливается простая модификация ветрогенератора горизонтального типа с тремя лопастями. Можно попробовать изготовить вертикальной вариант, но КПД у него будет пониженным. В среднем он составит 0,3. Единственным преимуществом такой конструкции будет возможность работы при любом направлении ветра. Простые лопасти изготавливаются с помощью таких материалов:

  1. Древесина. Ее недостатком является появление трещин через некоторое время после запуска.
  2. Полипропилен. Идеальный вариант для генераторов небольшой мощности.
  3. Металл. Считается долговечным и надежным материалом, из которого можно изготавливать любые по размеру лопасти. Лучше всего подходит в данном случае дюралюминий.

Одно дело — изготовить своими руками лопасти для ветрогенератора, и совсем другое — обеспечить сбалансированность конструкции. Если все нюансы не будут учтены, сильный ветер без особого труда разрушит мачту. Как только лопасти будут изготовлены, вместе с ротором их устанавливают на монтажную площадку, где будет закреплена хвостовая часть.

Запуск и оценка эффективности

Даже если ветрогенератор был изготовлен по всем правилам, ошибочный выбор места для размещения мачты может сыграть злую шутку с мастером. Элемент должен стоять вертикально. Генератор вместе с лопастями лучше разместить как можно выше — там, где «гуляют» сильные ветры. Поблизости не должно располагаться домов, любых крупных зданий, отдельно растущих деревьев. Всё это будет загораживать потоки воздуха. Если обнаружены какие-либо помехи, следует разместить генератор на определенном расстоянии от них.

После того как установка начнёт работать, следует подсоединить мультиметр к ветви генератора и проверить, имеется ли напряжение. Систему можно считать готовой к полноценной эксплуатации. После этого остается выяснить, какое напряжение поступит в жилище и каким образом это будет происходить.

Процесс подключения в доме

После обустройства практически бесшумного ветряка с хорошей мощностью необходимо подключить к нему бытовые приборы. Собирая собственноручно такое устройство, следует позаботиться о покупке инверторного преобразователя с эффективностью 99%. В таком случае потери на переход постоянного тока в переменный будут наименьшими, а в корпусе будут присутствовать три узла:

  1. Аккумуляторный блок. Способен впрок накапливать энергию, которая генерируется устройством.
  2. Контроллер заряда. Обеспечивает более продолжительный срок службы аккумуляторных батарей.
  3. Преобразователь. Трансформирует постоянный ток в переменный.

Можно устанавливать оборудование для питания осветительных приборов и бытовой техники, которые могут функционировать на напряжении 12−24 Вольт. Потребность в инверторном преобразователе в таком случае отсутствует. Для приборов, позволяющих готовить пищу, лучше задействовать газовое оборудование с питанием от баллона.

Как сделать ветрогенератор своими руками ⋆ Прорабофф.рф

С каждым годом стоимость потребляемой электроэнергии возрастает. Мало того, даже если домовладельцы исправно платят за электричество, они не защищены от периодических сбоев в сети.

А так как современные дома оснащены множеством различных электроприборов, это создает определенные неудобства. Поэтому некоторые домовладельцы пытаются найти альтернативные источники электроэнергии.

Наиболее простым и выгодным вариантом является ветрогенератор. Для его работы необходим только ветер, а уж он доступен практически постоянно. Единственное, за что придется заплатить домовладельцу в этом случае – это набор деталей, из которых нужно будет собрать это устройство.

Преимущества и недостатки домашнего ветрогенератора

Благодаря ветрогенератору можно либо полностью обеспечить дом электричеством, либо использовать, полученную таким образом электроэнергию, во время сбоя в сети. Работает такой прибор только за счет энергии ветра, и его не нужно подпитывать каким-либо топливом. Преимуществом такого прибора является полная независимость и экологичность.

Наиболее практичными считаются устройства, мощность которых варьирует в пределах 3-10 кВт. Работать такие приборы могут при низкой скорости ветра. А вот ветрогенераторам меньшей мощности потребуется более сильные ветряные потоки, скорость которых будет превышать 10 м/с.

Ветровые турбины вертикального типа могут обеспечить стабильную работу вне зависимости от погодных условий, а вот горизонтальный тип устройства не сможет полноценно функционировать при недостаточной скорости ветра.

К основным достоинствам ветрогенератора относится простота в обслуживании и автономность. А если оборудовать такое устройства аккумуляторной батареей, то можно накопить полученную электроэнергию и использовать ее в любой удобный момент.

Однако, ветряки не лишены некоторых недостатков:

  1. ветровые потоки непостоянны;
  2. при низкой скорости ветра генератор не сможет выдать необходимую мощность электроэнергии;
  3. для создания ветрогенератора потребуются дорогие детали;
  4. в процессе работы устройство издает достаточно громкий шум.

Что потребуется для сборки ветрогенератора

Для самостоятельного изготовления ветряка роторного типа необходимо обзавестись:

  1. преобразователем;
  2. автомобильным генератором;
  3. аккумулятором;
  4. зарядным реле;
  5. небольшой металлической емкостью;
  6. выключателем;
  7. вольтметром;
  8. несколькими видами крепежных метизов;
  9. хомутиками;
  10. медными проводами.
  11. Также в процессе сборки нужно будет пользоваться:
  12. отвертками;
  13. болгаркой;
  14. ножницами по металлу;
  15. дрелью;
  16. гаечными ключами;
  17. пассатижами;
  18. измерительными устройствами.

Процесс самостоятельной сборки ветряка

  1. В первую очередь необходимо изготовить ротор и переделать шкив. С этой целью из металлической емкости вырезаются лопасти. Чтобы это сделать, нужно поверхность тары разделить на четыре равные доли. Дно емкости разрезать не стоит. Раскрой материала лучше производить болгаркой или ножницами по металлу;
  2. Для крепления лепестков, на дне тары просверливаются симметричные отверстия;
  3. Чтобы лопасти приобрели соответствующую назначению форму, их сгибают по часовой стрелке;
  4. Готовую деталь прикручивают болтами к шкиву, а на мачте с помощью хомутов фиксируют генератор;
  5. Закрепить провода на генераторе в соответствии с имеющейся схемой;
  6. Все свободные провода прикрутить к мачте хомутами;
  7. Подсоединить систему к аккумулятору с помощью провода 4 мм сечения;
  8. Присоединить к цепи преобразователь;
  9. Потребительскую сеть изготавливают из проводника, длина которого не превышает 1 м, а сечение 2 мм.

После того как ветрогенератор будет готов, необходимо осуществить проверку балансировки мачты, ведь даже малейший сбой может негативно сказаться на эффективности работы ветряка. Для надежной фиксации мачта углубляется в грунт минимум на 1,5 метра, а основание заливается бетоном. Также для подстраховки можно приварить металлические уголки, которые придадут конструкции еще больше устойчивости и прочности.

Как сделать ветрогенератор своими руками видео

Ветрогенератор своими руками — мастер-класс с пошаговыми схемами изготовления своими руками. Советы и чертежи для начинающих + фото лучших примеров

Перебои с подачей электроэнергии на сегодняшний день далеко не редкость. Особенно, данная проблема касается дачных участков и строений на территории садовых товариществ. С другой стороны большое количество бытовых приборов требует достаточно серьезных трат на энергию, а это не выгодно с финансовой точки зрения.

Отличным решением станет постройка собственного ветряного генератора. Фото самодельных ветрогенераторов, представленных в различных вариациях, можно найти на веб ресурсах и каналах опытных умельцев.

Содержимое обзора:

Преимущества самодельного генератора

Гораздо меньшие затраты не электроэнергию – далеко не единственный плюс использования ветряного генератора. Существует ряд преимуществ, определяющих выбор мастера:

  1. Большое количество доступных видео-уроков по работе с подробным описанием каждого этапа. В качестве моделей для работы можно использовать картинки и схемы ветрогенератора.
  2. Доступные материалы для изготовления генератора (старая металлическая ёмкость, наборы инструментов, аккумулятор найдется в хозяйстве каждого рачительного хозяина). Качественный ветрогенератор можно сделать своими руками из автомобильного генератора.
  3. На сегодняшний день известен целый ряд моделей, принцип работы которых разительно отличается друг от друга.
  4. Небольшие строения на участке не нарушают постановлений законодательной базы, но в то же время могут обеспечить энергией большую часть бытовых приборов в доме, саду, хозяйственной зоне.

В плане самостоятельной работы ветряные генераторы строить проще, чем водные модели.

Законодательное регулирование строительства

Все строения на территории жилых домов должны быть регламентированы законодательной базой. Ветрогенераторы мощностью до 1кВт и высотой мачты до 15 метров не требует специального разрешения на строительство.

Вредных отходов в процессе эксплуатации не вырабатывается, климатических и геомагнитных показателей генераторы подобного типа не меняют. А, значит, претензий со стороны экологических организаций быть не может.

Исключение могут составлять ситуации, когда от работающих лопастей образуется шум, превышающий допустимые значения. Но данный вопрос можно решить путем изменения конструктивных характеристик установки.

Параметры, оцениваемые перед установкой

Качественная работа прибора – это залог успешного обеспечения дачи или дома электрической энергией, а, значит, обоснованное вложение сил и средств мастера.

Перед установкой генератора следует оценить ряд параметров, как со стороны самой установки, так и со стороны места предполагаемого монтажа конструкции.

Обязательно проводится анализ состояния почвы и близлежащих строений. Рядом с ветряным генератором не должно быть устройств, которые могут легко пострадать от лопастей.

Обратите внимание!

Зону с расположенной на ней установкой обязательно ограждают от детей и внезапных гостей. Со стороны самодельного ветрогенератора оценке подлежат следующие характеристики:

  • Высота мачты (речь идет о законодательном вопросе).
  • Размеры лопастей, их устройство.
  • Мощность прибора. Ветрогенераторы могут использоваться даже для небольшого частного дома.
  • Шум от работающей конструкции.
  • Безопасность для эфирных частот.

Обязательно оценивается техническое состояние всех составных деталей на предмет целостности, безопасности, исправности каждого элемента. Оптимальную работу можно провести путем предварительного составления инструкции и план-схемы, как сделать ветрогенератор своими руками.

Устройство традиционного генератора

Для правильной сборки конструкции необходимо знать все составляющие детали:

  1. Лопасти, которые выполняют роль своеобразного пропеллера.
  2. Турбина с ротором, обеспечивающим вращение.
  3. Генератор.
  4. Обязательно должен быть инвертор для преобразования механической энергии ветра в электрическую энергию.

Ещё одним обязательным элементом является аккумулятор ветрогенератора. Та или иная деталь может быть представлена в различных вариациях, но принцип устройства един для всех моделей.

Принцип действия генератора

Принцип работы установки подобного типа достаточно прост:

  • Порывы ветра вращают лопасти с определенной скоростью.
  • Далее происходит преобразование получаемой энергии в постоянный электрический ток при помощи инвертора.

Энергия расходуется на обеспечение работы бытовых приборов, освещения на участке, на любые другие нужды (в зависимости от требуемой мощности).

Обратите внимание!

Основные виды ветрогенераторов

Между собой самодельные установки отличаются по ряду параметров:

  • По числу лопастей и материалу для их изготовления.
  • По расположению оси вращения относительно оси земли.
  • По шаговому принципу работающего винта.

На сегодняшний день, исходя из различных комбинаций указанных признаков, различают следующие виды генераторов:

  1. Конструкция роторного типа.
  2. Аксиальные установки на магнитах.

Обе установки отличаются по конструкции, но в целом позволяют обеспечивать участок или небольшое строение электроэнергией в достаточном объёме.

Роторные установки на участке

Подобные конструкции достаточно экономичны, удобны в эксплуатации, не требуют особых инструментов для монтажа. От работающих лопастей не исходит шума, особенно, если лопасти изготовлены из тканевого материала.

Существенным недостатком выступает высокая вероятность повреждения конструкции от сильного порыва ветра.

Аксиальные установки на участке

С появлением на строительном и промышленном рынке магнитов популярность среди мастеров завоевали аксиальные ветряные генераторы. Для работы понадобится ступица от автомобильного колеса и определенный набор инструментов.

Обратите внимание!

Ветрогенератор на 220 вольт на магнитных катушках на сегодняшний день весьма популярен.

Материалы для лопастей генератора

В домашних условиях изготовить лопасти можно из следующих материалов:

  • Стеклоткань.
  • Пластик.
  • Древесина.
  • Металлы с небольшим весом.

Лопасти из старых ПВХ-труб являются универсальным материалом, отличающимися прочностью и долговечностью. Они доступны по цене и легки в строительстве. Для оптимального устройства достаточно расчертить на трубах выбранную форму, а затем вырезать по чертежу каждую лопасть.

Алюминиевые лопасти для ротора отличаются легким весом, но достаточной прочностью. Данный материал считается традиционным для изготовления ветряных генераторов. Особым плюсом является максимально возможный срок эксплуатации изделия из алюминия.

Оба представленных материала используются для создания жестких лопастей ротора. Для изготовления парусных лопастей применяется современное стекловолокно.

Начинающим мастерам работа с материалом может показаться достаточно сложной, но эффективность работы генератора быстро окупит все трудности и вложения средств.

Типы конструкций по оси вращения

В зависимости от расположения вращающей части генератора относительно плоскости земной поверхности, выделяют две группы конструкций:

  1. Вертикальные установки. Лопасти вращаются в оси перпендикулярной линии горизонта. Подобные конструкции обладают особой чувствительностью к малейшим порывам ветра, но низкой мощностью.
  2. Горизонтальные установки. Лопасти вращаются в плоскости, расположенной параллельно земной поверхности. Они менее чутко реагируют на воздушные течения, но обладают достаточной мощностью преобразования кинетической энергии в механическую энергию.

Сделать своими руками можно, как вертикальный, так и горизонтальный ветрогенератор.

Строительство ветряка роторного типа

Для самостоятельной работы сегодня существует огромное количество моделей. Но в качестве примера следует рассмотреть роторную установку с вертикальным типом вращения. Материалы, необходимые для работы:

  • Старая металлическая бочка или барабан со стиральной машинкой, вышедшей из строя.
  • Автомобильный генератор.
  • Кислотный аккумулятор (при желании можно использовать в работе гелиевую модель аккумулятора).
  • Выключатель в виде кнопки.
  • Хомуты, провода, болты, гайки.
  • Реле с автомобиля для контроля заряда аккумулятора.
  • Болгарка необходима для резки металлических поверхностей. В некоторых труднодоступных местах понадобятся ножницы по металлу.
  • Набор дополнительных инструментов: строительный карандаш и рулетка для разметки, набор свёрл, отвертки.

Также понадобится деталь для монтажа мачты, высота которой не превышает 15 метров. Лопасти можно изготовить в двух различных вариациях: съёмные и непрерывные модели.

Съёмный вариант может быть представлен парусным или жестким типом. Непрерывные модели лопастей всегда жесткие, и являются продолжением металлической ёмкости.

Инструкция, как сделать ветрогенератор своими руками

  1. Определиться с моделью генератора.
  2. Скачать схемы и чертежи.
  3. Подготовленную металлическую ёмкость делят условно на четыре части (или на другое количество, в зависимости от числа лопастей в данной модели). Часто встречается ветрогенератор, выполненный своими руками, из барабана стиральной машинки.
  4. Для разметки использовать строительный карандаш или маркер, рулетку.
  5. Будущие лопасти располагать через равные промежутки, чтобы обеспечить оптимальное вращение ротора.
  6. Металлические лопасти вырезают при помощи болгарки или ножниц по металлу (выбор инструмента зависит от используемого материала – оцинкованной стали, жести, алюминия).
  7. Лопасти не прорезают до конца, чтобы оставить крепления.
  8. По контуру днища ёмкости и по шкиву делают отверстия равного диаметра, расположенные через строго равные промежутки. Четкость расположения отверстий влияет на качеств вращения ротора.
  9. Лопасти отгибают, располагая их перпендикулярно окружности ёмкости. При этом обязательно нужно рассчитать угол наклона, от которого напрямую зависит площадь воздействия потоков воздуха.

На шкиве обустраивают реконструированную ёмкость с лопастями. Монтируют ротор на мачте, используя в качестве креплений гайки и хомуты. Электрическую цепь для качественной работы домашнего ветрогенератора собирают по заранее подготовленной схеме.

Фото ветрогенераторов своими руками

Самодельный ветрогенератор для дома своими руками. Сделаем ветряной генератор своими руками Как сделать ветряк в домашних условиях

Ветер является чистым источником недорогой энергии, которую довольно легко получить. По нашему мнению, каждый сам в праве выбирать, откуда получать электричество. Для этих целей нет ничего более практичного и действенного, чем постройка ветряного генератора своими руками из подручных материалов.

Общая схема ветрогенератора

Ветрогенератор в сборе


Большинство инструментов и материалов, упомянутых в этой инструкции, можно приобрести в хозяйственном магазине. Также, настоятельно рекомендуем Вам поискать указанные ниже компоненты у торговцев подержанным товаром или на местной свалке.

Вопрос безопасности имеет для нас наивысший приоритет. Ваша жизнь является гораздо более ценной, нежели дешевый источник электричества, поэтому соблюдайте все правила техники безопасности, связанные с постройкой ветряка. Быстровращающиеся детали, электрические разряды и резкие погодные условия могут сделать ветрогенератор довольно опасным.

Конструкция данного ветрогенератора для дома проста и эффективна, при этом он быстро и легко собирается. Использовать энергию ветра Вы можете без каких бы то ни было ограничений.

Комплектующие ветрогенератора

В данной инструкции используется электродвигатель постоянного тока от беговой дорожки (питание 260V, 5A), с присоединенной к нему нарезной втулкой 15 см. При скорости ветра около 48 км/ч, выходной ток достигает 7 А. Это небольшой, простой и дешевый агрегат с которым вы можете начать освоение энергии ветра.

Вы можете использовать любой другой двигатель постоянного тока, который выдает не меньше 1V на 25 об/мин и может работать при более чем 10 амперах. Если это необходимо, можно изменить список требуемых компонентов (к примеру, найти втулку отдельно от двигателя – полотно циркулярной пилы с валовым переходником на 1,6 см подойдет для этих целей).

Инструменты для сборки ветрогенератора


Дрель
— Сверла (5,5 мм, 6,5 мм, 7,5 мм)
— Электролобзик
— Газовый ключ
— Отвертка с плоским шлицем
— Разводной ключ
— Тиски и/или струбцина
— Инструмент для снятия изоляции с кабеля
— Рулетка
— Маркер
— Циркуль
— Транспортир
— Метчик для нарезания резьбы на 1/4″х20
— Помощник

Материалы для сборки ветрогенератора


Несущая планка:
— Труба квадратного сечения 25х25 мм (длина 92 см)
— Маскирующий фланец на трубу 50 мм
— Патрубок 50 мм (длина 15 см)
— Саморезы 19 мм (3 шт.)

Примечание: если у Вас есть возможность воспользоваться сварочным аппаратом, то приварите отрезок 50 мм трубы длиной 15 см квадратной трубе, без использования фланца, патрубка и саморезов.

Двигатель:
Двигатель постоянного тока от беговой дорожки (питание 260V, 5A) с присоединенной к нему нарезной втулкой 15 см
Диодный мост (30 – 50 А)
Болты для двигателя 8х19 мм (2 шт.)
Отрезок полихлорвиниловой трубы 7,5 см (длина 28 см)

Хвостовик:
Квадратный кусок жести 30х30см
Саморезы 19 мм (2 шт.)

Лопасти:
Отрезок полихлорвиниловой трубы 20 см длиной 60 см (если она устойчива к ультрафиолетовому излучению, вам не придется ее красить)
Болты 6х20 мм (6 шт.)
Шайбы 6 мм (9шт.)
Листы бумаги А4 (3 шт.)
Скотч

Сборка ветрогенератора

Вырезание лопастей – у нас получится три набора лопастей (всего девять штук) и тонкая полоска отходов.

Поместите нашу ПВХ трубу длиной 60 см на плоскую поверхность вместе с отрезком трубы квадратного сечения (можно использовать любой другой достаточно длинный предмет с ровной кромкой). Плотно прижмите их друг к другу и проведите на ПВХ трубе линию в месте их соприкосновения по всей ее длине. Эту линию назовем А.

Сделайте отметки с каждого конца линии А, отступив от края трубы по 1-1,5 см.

Склейте вместе три листа бумаги формата А4 так, чтобы они образовали длинный прямой кусок бумаги. Вам предстоит обернуть им трубу, прикладывая по очереди к только что сделанным отметкам на ней. Убедитесь, что короткая сторона куска бумаги плотно и ровно прилегает к линии А, а длиная — ровно перекрывается в тех местах, где идет внахлест сама с собой. С каждого конца трубы проведите линию вдоль края бумаги. Назовем одну из этих линий В, другую – С.

Возьмите трубу так, чтобы конец трубы, ближайший к линии В смотрел вверх. Начните там, где линии А и В пересекаются и делайте отметки на линии В каждые 145 мм, двигаясь влево от линии А. Последний отрезок должен получиться длиной около 115 мм.

Переверните трубу вверх тем концом, который является ближайшим к линии С. Начните с точки, где линии А и С пересекаются, и также наносите отметки на линии С каждые 145 мм, но двигаться нужно вправо от линии А.

При помощи квадратной трубки соедините линиями соответствующие друг другу точки на противоположных концах ПВХ трубы.

Разрежьте трубу вдоль по этим линиям, используя электролобзик, таким образом, чтобы у Вас получилось четыре полоски шириной 145 мм и одна – около 115 мм.

Разложите все полоски внутренней поверхностью трубы вниз.

Сделайте на каждой полоске отметки по узкой стороне с одного конца, отступая с левого края 115 мм.

Повторите то же самое с другого конца, отступая по 30 мм с левого края.

Соедините эти точки линиями, пересекая полоски разрезанной трубы по диагонали. Распилите пластик по этим линиям при помощи лобзика.

Полученные лопасти положите внутренней поверхностью трубы вниз.

Сделайте на каждой отметку по линии диагонального распила на расстоянии 7,5 см от широкого конца лопасти.

Сделайте другую отметку на широком конце каждой лопасти на расстоянии 2,5 см от длинной прямой кромки.

Соедините эти точки линией и отрежьте получившийся уголок по ней. Это предохранит лопасти от заламывания побочным ветром.

Обработка лопастей ветрогенератора

Вы должны обработать шкуркой лопасти для того, чтобы добиться нужного профиля. Это повысит их эффективность и, также, сделает их вращение более тихим. Передняя кромка должна быть закруглена, а задняя должна быть заостренной. Для уменьшения шума любые острые углы должны быть скруглены.

Вырезание хвостовика

Размеры хвоста не имеют решающего значения. Вам нужен кусок легкого материала размером 30х30 см, желательно металла (жести). Вы можете придать хвостовику любые очертания, главным критерием является его жесткость.

Сверление отверстий в трубе квадратного сечения – используйте сверло 7,5 мм.

Поместите двигатель на передний конец квадратной трубы таким образом, чтобы втулка выступала за край трубы, и отверстия под крепежные болты смотрели вниз. Отметьте положение отверстий на трубе и просверлите трубу в отмеченных местах насквозь.

Отверстия в маскирующем фланце – этот момент будет описан ниже, в разделе данной инструкции, посвященном монтажу, так как эти отверстия определяют баланс конструкции.

Сверление отверстий в лопастях — используйте сверло 6,5 мм.
Отметьте два отверстия на широком конце каждой из трех лопастей вдоль их прямой (задней) кромки. Первое отверстие должно быть на расстоянии 9,5 мм от прямой кромки и 13 мм от нижнего края лопасти. Второе – на расстоянии 9,5 мм от прямой кромки и 32 мм от нижнего края лопасти.

Просверлите эти шесть отверстий.

Сверление и нарезание отверстий во втулке – используйте сверло 5,5 мм и метчик на 1/4″.

Двигатель от беговой дорожки поставляется с прикрепленной к нему втулкой. Чтобы снять ее, плотно зафиксируйте плоскогубцами вал, выступающий из втулки, и поверните втулку по ходу часовой стрелки. Она отвинчивается по часовой стрелке, именно поэтому лопасти вращаются против хода часовой стрелки.

Сделайте шаблон втулки на листе бумаги, используя циркуль и транспортир.

Отметьте три отверстия, каждое из которых находится на расстоянии 6 см от центра круга и на равном расстоянии друг от друга.

Поместите этот шаблон на втулку и набейте на ней предварительные отверстия сквозь бумагу в отмеченных местах.

Просверлите эти отверстия сверлом 5,5 мм.

Нанесите на них резьбу метчиком 1/4″х20.

Прикрутите лопасти к втулке болтами 1/4«х20 мм. В этот момент внешние, близкие к границам втулки отверстия еще не просверлены.

Измерьте расстояние между прямыми кромками кончиков каждой лопасти. Отрегулируйте их так, чтобы они были равноудалены. Наметьте и набейте каждое отверстие на втулке сквозь каждую лопасть.

Сделайте отметки на каждой лопасти и втулке, чтобы Вы не перепутали места крепления каждой из них на более поздней стадии сборки.

Скрутите лопасти с втулки, просверлите и нанесите резьбу на эти три внешних отверстия.


Изготовление защитного рукава для двигателя.

Проведите на нашем отрезке ПВХ трубы диаметром 7,5 см вдоль ее длины две параллельные линии на расстоянии 2 см друг от друга. Разрежьте трубу по этим линиям.

Срежьте один из концов трубы под углом 45°.

Поместите остроносые плоскогубцы в образовавшуюся прорезь и осматривайте трубу сквозь нее.

Убедитесь, что отверстия под болты на двигателе отцентрированы по середине прорези в ПВХ трубе и поместите двигатель в трубу. С помощником сделать это намного легче.

Монтаж

Поместите двигатель на трубу квадратного сечения и прикрутите его к ней, используя болты 8х19 мм.

Разместите диод на квадратной трубе за двигателем на расстоянии 5 см от него. Прикрутите его к трубе саморезом.

Присоедините черный провод выходящий из двигателя к “плюсовому” входящему контакту диода (он обозначен АС со стороны “плюса”).

Присоедините красный провод выходящий из двигателя к “отрицательному” входящему контакту диода (он обозначен АС со стороны “минуса”).

Разместите хвостовик так, чтобы конец квадратной трубы, противоположный тому на котором размещен двигатель, проходил по его центру. Прижмите хвост к трубе при помощи струбцины или тисков.

Прикрутите хвостовик к трубе при помощи двух саморезов.

Разместите все лопасти на втулке таким образом, чтобы все отверстия совпали. Используя болты 6х20 мм и шайбы, прикрутите лопасти к втулке. Для трех отверстий внутреннего круга (ближайших к оси втулки) используйте по две шайбы, по одной с каждой стороны лопасти. Для трех остальных используйте по одной (со стороны лопасти, ближайшей к головке болта). Туго затяните.

Надежно зафиксируйте вал двигателя (который проходил через отверстие во втулке) плоскогубцами и, надев втулку, поворачивайте ее против хода часовой стрелки, пока она не закрутится до конца.

При помощи газового ключа плотно прикрутите патрубок 50 мм к маскирующему фланцу.

Зажмите патрубок в тисках так, чтобы фланец был расположен горизонтально над губками тисков.

Расположите квадратную трубу, несущую на себе двигатель и хвостовик, на фланце и добейтесь ее идеально сбалансированного положения.
После достижения сбалансированности сделайте метки на квадратной трубе сквозь отверстия во фланце.

Просверлите эти два отверстия, используя сверло 5,5 мм. Возможно, придется скрутить для этого хвост и втулку, чтобы они не мешали Вам.

Прикрутите несущую квадратную трубу к фланцу двумя саморезами.

Мы рассказывали в одном из прошлых материалов. Сегодня вашему вниманию будут представлены модели ВЭУ, построенные пользователями нашего портала. Также мы поделимся полезными советами, которые помогут собрать установку и не допустить при этом ошибок. Строительство ветрогенератора своими руками – задача сложная. Безошибочно справиться с ее решением может далеко не каждый (даже опытный) практик. Впрочем, любая вовремя обнаруженная ошибка может быть исправлена. На то мастеру – голова и руки.

В статье рассмотрены вопросы:

  • Из каких материалов и по каким чертежам можно изготовить лопасти ветрогенератора.
  • Порядок сборки аксиального генератора.
  • Стоит ли переделывать автомобильный генератор под ВЭУ и как это правильно сделать.
  • Как защитить ветрогенератор от бури.
  • На какой высоте устанавливать ветрогенератор.

Изготовление лопастей

Если у вас еще нет опыта в самостоятельном изготовлении винтов для домашней ВЭУ, рекомендуем не искать сложных решений, а воспользоваться простым методом, доказавшим свою эффективность на практике. Заключается он в изготовлении лопастей из обыкновенной канализационной ПВХ трубы. Этот метод прост, доступен и дешев.

Михаил26 Пользователь FORUMHOUSE

Теперь о лопастях: сделал из 160-й рыжей канализационной трубы со вспененным внутренним слоем. Делал по расчету, представленному на фото.

«Рыжая» труба упомянута пользователем не случайно. Именно этот материал лучше держит форму, устойчив к температурным перепадам и дольше служит (в сравнении с серыми трубами ПВХ).

Чаще всего в домашней ветроэнергетике используются трубы диаметром от 160 до 200 мм. С них и следует начинать свои эксперименты.

Форма и конфигурация лопастей – это параметры, которые зависят от диаметра трубы, из которой они изготовлены, от диаметра ветроколеса, от быстроходности рабочего винта и других расчетных характеристик. Чтобы не забивать себе голову аэродинамическими расчетами, вы можете воспользоваться , которую выложил в нашего портала ее автор. Она позволит определить геометрию лопастей, подставляя в расчетную таблицу свои собственные значения (диаметр трубы, быстроходность винта и т. д.).

Михаил26

Приноровился пилить электролобзиком. Получается реально быстро и качественно. Примечание: обязательно ставьте большой свободный ход пилки на лобзик, чтобы пилку не закусывало и не ломало.

Конструкция аксиального генератора

Делая выбор между трехфазным или однофазным генератором, лучше остановить свой выбор на первом варианте. Трехфазный источник тока менее подвержен вибрациям, возникающим из-за неравномерности нагрузки, и позволяет получать постоянную мощность при одинаковых оборотах ротора.

BOB691774 Пользователь FORUMHOUSE

Однофазные генераторы мотать не стоит: испытано и давно проверено на практике. Только на трех фазах можно получить достойные генераторы.

Расчетные параметры генератора, о которых мы рассказывали в нашем предыдущем материале, определяются текущими потребностями в электроэнергии. И чтобы на практике они соответствовали объему вырабатываемой мощности, конструкция аксиального генератора должна отвечать определенным требованиям:

  1. Толщина всех дисков (ротора и статора) должна равняться толщине магнитов.
  2. Оптимальное соотношение катушек и магнитов – 3:4 (на каждые 3 катушки – 4 магнита). На 9 катушек – 12 магнитов (по 6 на каждый диск ротора), на 12 катушек – 16 магнитов и так далее.
  3. Оптимальное расстояние между двумя соседними магнитами, расположенными на одном диске, равно ширине этих магнитов.

Увеличение расстояния между двумя соседними магнитами приведет к неравномерной выработке электроэнергии. Уменьшить это расстояние можно, но лучше, все же, соблюдать оптимальные параметры.

Aleksei2011 Пользователь FORUMHOUSE

Ошибочно делать расстояние между магнитами равным половине ширины магнита. Один человек оказался прав, когда говорил, что расстояние должно быть не меньше ширины магнита.

Если не вникать в скучную теорию, то схема перекрытия катушек аксиального генератора постоянными магнитами на практике должна выглядеть следующим образом.

В каждый момент времени одинаковые полюса магнитов аналогичным образом перекрывают обмотки катушек отдельно взятой фазы.

Aleksei2011

Вот так в реале: всё совпадает с рисунком почти на 100%, только катушки совсем немного отличаются по форме.

Последовательность сборки аксиального генератора рассмотрим на примере устройства, собранного пользователем Aleksei2011 .

Aleksei2011

На этот раз я делаю дисковый аксиальный генератор. Диаметр дисков – 220 мм, магниты – 50*30*10 мм. Всего – 16 магнитов (по 8 штук на дисках). Катушки мотал проводом Ø1.06 мм по 75 витков. Катушек – 12 штук.

Изготовление статора

Как видно на фото, катушки имеют форму, похожую на вытянутую каплю воды. Это делается для того, чтобы направление движения магнитов было перпендикулярным длинным боковым участкам катушки (именно здесь индуцируется максимальная ЭДС).

Если используются круглые магниты, внутренний диаметр катушки должен примерно соответствовать диаметру магнита. Если же используются квадратные магниты, конфигурация витков катушки должна быть построена таким образом, чтобы магниты перекрывали прямые отрезки витков. Установка более длинных магнитов особого смысла не имеет, ведь максимальные значения ЭДС возникают лишь на тех участках проводника, которые расположены перпендикулярно направлению движения магнитного поля.

Изготовление статора начинается с намотки катушек. Катушки проще всего мотать по заранее заготовленному шаблону. Шаблоны бывают самыми разными: от небольших ручных приспособлений до миниатюрных самодельных станков.

Катушки каждой отдельно взятой фазы соединяются между собой последовательно: конец первой катушки соединяется с началом четвертой, конец четвертой – с началом седьмой и т. д.

Напомним, что при соединении фаз по схеме «звезда» концы обмоток (фаз) устройства соединяются в один общий узел, который будет являться нейтралью генератора. При этом три свободных провода (начало каждой фазы) подключаются к трехфазному диодному мосту.

Когда все катушки будут собраны в единую схему, можно готовить форму под заливку статора. После этого погружаем в форму всю электрическую часть и заливаем эпоксидной смолой.

Изготовление ротора для аксиальника

Чаще всего самодельные аксиальные генераторы делают на основе автомобильной ступицы и совместимых с ней тормозных дисков (можно использовать самодельные металлические диски, как это сделал Aleksei2011 ). Схема будет следующей.

В этом случае диаметр статора больше, чем диаметр ротора. Это позволяет прикрепить статор к раме ветрогенератора с помощью металлических шпилек.

Aleksei2011

Шпильки для крепления статора М6 стоят (в количестве 3-х штук). Это исключительно для теста генератора. Впоследствии их будет 6 штук (М8). Я думаю, что для генератора такой мощности этого будет вполне достаточно.

В некоторых случаях диск статора крепится к неподвижной оси генератора. Подобный подход позволяет сделать конструкцию генератора менее габаритной, но принципы работы устройства от этого не меняются.

Противоположные магниты должны быть направлены друг к другу разноименными полюсами: если на первом диске магнит обращен к статору генератора своим южным полюсом «S», то противоположный ему магнит, расположенный на втором диске, должен быть обращен к статору полюсом «N». При этом магниты, расположенные рядом на одном диске, также должны быть сориентированы разнонаправлено.

Сила магнитного поля, которое создают неодимовые магниты, довольно велика. Поэтому регулировать расстояние между дисками статора и ротором генератора следует, используя шпилечно-резьбовое соединение.

Это вариант конструкции, в которой диаметр ротора больше диаметра статора. Статор в этом случае крепится к неподвижной оси устройства.

Также для регулировки расстояния между дисками можно использовать распорные втулки (или шайбы), которые устанавливаются на неподвижную ось генератора.

Расстояние между магнитами и статором должно быть минимальным (1…2 мм). Клеить магниты на диски генератора можно обыкновенным суперклеем. Правильнее всего осуществлять наклейку магнитов, используя заранее заготовленный шаблон (например, из фанеры).

Вот, что показали предварительные испытания генератора, выполненные пользователем Aleksei2011 с помощью шуруповерта: при 310 об/м с устройства было снято 42 вольта (соединение – звездой). С одной фазы получается 22 вольта. Расчетное сопротивление одной фазы – 0.95 Ом. После подключения АКБ шуруповёрт смог раскрутить генератор до 170 об/м, ток зарядки при этом составил 3.1А.

После длительных экспериментов, которые были связаны с модернизацией рабочего винта и другими менее масштабными усовершенствованиями, генератор продемонстрировал свои максимальные характеристики.

Aleksei2011

Наконец, к нам пришёл ветер, и я зафиксировал максимальную мощность ветряка: ветер усилился, а порывы временами достигали 12 – 14м/с. Максимальная зафиксированная мощность – 476 Ватт. При ветре 10м/с ветряк выдаёт примерно 300 Ватт.

Ветроэнергетическая установка из автомобильного генератора

Популярным решением среди людей, практикующих изготовление ВЭУ своими руками, является переделка автомобильного генератора под альтернативные нужды. Несмотря на всю привлекательность подобной затеи, следует отметить, что автомобильный генератор в том виде, в котором он устанавливается на двигатель транспортного средства, довольно проблематично использовать в составе ветроэнергетической установки. Разберемся – почему:

  1. Во-первых, обмотка катушек стандартного автомобильного генератора состоит всего из 5…7 витков. Следовательно, чтобы такой генератор начал давать зарядку АКБ, его ротор необходимо раскрутить примерно до 1200 об/мин.
  2. Во-вторых, магнитная индукция в стандартном автомобильном генераторе возникает благодаря катушке возбуждения, которая встроена в ротор устройства. Чтобы такой генератор смог работать без подключения к дополнительному источнику питания, его необходимо оснастить постоянными магнитами (желательно – неодимовыми) и внести определенные коррективы в обмотку статора.

Михаил26

Переделанный автогенератор (на магниты) имеет право на жизнь. У меня сейчас два таких. На ветре 8 м/с с двухметровыми винтами дают честные 300 Ватт каждый.

Переделка автомобильного генератора под ВЭУ требует определенной сноровки. Поэтому приступать к ней желательно, имея за плечами опыт перемотки асинхронных двигателей или генераторов со стандартным цилиндрическим статором (и те, и другие при желании можно превратить в альтернативную энергетическую установку). Переделка автомобильного генератора имеет свои нюансы. Понять их будет намного проще, если обратиться , которые успели достичь в этой сфере определенных успехов.

Защита кабеля от перекручивания

Как известно, ветер не имеет постоянного направления. И если ваш ветрогенератор будет вращаться вокруг своей оси подобно флюгеру, то без дополнительных мер защиты кабель, идущий от ветрогенератора к другим элементам системы, быстро перекрутится и в течение нескольких дней придет в негодность. Предлагаем вашему вниманию несколько способов защиты от подобных неприятностей.

Способ первый: разъемное соединение

Наиболее простой, но совершенно непрактичный способ защиты заключается в установке разъемного кабельного соединения. Разъем позволяет распутать скрутившийся кабель вручную, отключив ветрогенератор от системы.

w00w00 Пользователь FORUMHOUSE

Я знаю, что некоторые внизу ставят что-то типа штепселя с розеткой. Закрутило кабель – отключил от розетки. Затем – раскрутил и воткнул вилку обратно. И мачту опускать не надо, и токосъёмники не нужны. Я это на форуме по самодельным ветрякам прочитал. Судя по словам автора, все работает и не перекручивает кабель слишком уж часто.

Способ второй: использование жесткого кабеля

Некоторые пользователи советуют подключать к генератору толстые, упругие и жесткие кабели (например, сварочные). Метод, на первый взгляд, ненадежный, но имеет право на жизнь.

user343 Пользователь FORUMHOUSE

Нашел на одном сайте: наш способ защиты заключается в использовании сварочного кабеля с жестким резиновым покрытием. Проблема скрученных проводов в конструкции малых ветровых турбин сильно переоценена, а сварочный кабель #4…#6 имеет особые качества: жесткая резина не дает кабелю скручиваться и препятствует повороту ветряка в одном и том же направлении.

Способ третий: установка токосъемных колец

На наш взгляд, полностью защитить кабель от перекручивания поможет только установка специальных токосъемных колец. Именно такой способ защиты реализовал в конструкции своего ветрогенератора пользователь Михаил 26.

Защита ветрогенератора от бури

Речь идет о защите устройства от ураганов и сильных порывов ветра. На практике она реализуется двумя способами:

  1. Ограничением оборотов ветроколеса с помощью электромагнитного тормоза.
  2. Уводом плоскости вращения винта от прямого воздействия ветрового потока.

Первый способ основан на к ветрогенератору. О нем мы уже рассказывали в одной из предыдущих статей.

Второй способ предполагает установку складывающегося хвоста, позволяющего при номинальной силе ветра направлять винт навстречу ветровому потоку, а во время бури, наоборот – уводить винт из-под ветра.

Защита складыванием хвоста происходит по следующей схеме.

  1. В безветренную погоду хвост расположен немного под наклоном (вниз и в сторону).
  2. При номинальной скорости ветра хвост выпрямляется, а винт становится параллельно воздушному потоку.
  3. Когда скорость ветра превышает номинальные значения (например, 10 м/с), давление ветра на винт становится больше, чем сила, создаваемая весом хвоста. В этот момент хвост начинает складываться, а винт уходит из-под ветра.
  4. Когда скорость ветра достигает критических значений, плоскость вращения винта становится перпендикулярно потоку ветра.

Когда ветер ослабевает, хвост под собственной тяжестью возвращается в исходное положение и поворачивает винт навстречу ветру. Для того чтобы хвост смог вернуться в исходное положение без дополнительных пружин, используется поворотный механизм с наклонным шкворнем (шарниром), который устанавливается на оси поворота хвоста.

Оптимальная площадь хвостового оперения составляет 15%…20% от площади ветроколеса.

Вашему вниманию представлен наиболее распространенный вариант механической защиты ветрогенератора. В том или ином виде он успешно используется на практике пользователями нашего портала.

WatchCat Пользователь FORUMHOUSE

При шторме тормозить винт надо его уводом из-под ветра. У меня, к примеру, при слишком сильном ветре ветряк опрокидывается винтом вверх. Не самый лучший вариант, ведь возврат в рабочее положение сопровождается заметным ударом. Но за десять лет ветряк не сломался.

Несколько слов о правильной установке ветрогенератора

Выбирая место и высоту мачты, которые бы оптимально подошли для установки ветрогенератора, следует ориентироваться на самые разные факторы: рекомендуемая высота, наличие препятствий вблизи ВЭУ, а также собственные наблюдения и замеры.

Для того чтобы рассчитать оптимальную высоту мачты для домашней ВЭУ, необходимо к высоте ближайшего препятствия (дерева, здания и т. д.), которое находится в радиусе 100 метров от мачты ветряка, прибавить еще 10 метров. Таким образом вы получите высоту нижней точки ветроколеса.

Leo2 Пользователь FORUMHOUSE

В США, например, минимально рекомендованная высота мачты для ВЭУ мощностью несколько кВт – 15 м, но чем выше, тем лучше. Нижняя часть ветроколеса должна быть, как минимум, на 10 м выше ближайшего самого высокого препятствия. Конечно, предварительно необходимо обследовать местность и выбрать оптимальную высоту мачты. На глаз это может сделать только очень опытный специалист. Во всех других случаях нужно проводить тщательные замеры в течение года (как минимум).

В процессе установки самодельных ветрогенераторов теория очень часто расходится с практикой, поэтому, в среднем, самодельные мачты имеют высоту от 6 до 12 метров. Основное преимущество самодельных вышек (мачт) заключается в том, что если какие-либо параметры не будут соответствовать вашим потребностям, конструкцию, габариты и высоту установки в любой момент можно изменить.

Перед осуществлением сварочных работ, связанных с ремонтом или модернизацией конструкции, генератор необходимо отключить и снять с мачты. В противном случае под действием сварочных токов постоянные магниты могут выйти из строя (размагнититься).

Богатый опыт пользователей FORUMHOUSE, собран в одном из разделов нашего строительного портала. Если вы всерьез интересуетесь альтернативной энергетикой, рекомендуем прочитать статью, посвященную (батарей). Наверняка, вас заинтересует и небольшое видео об особенностях правильного построения мощной и функциональной системы электроснабжения загородного дома , которая по классической схеме подключается к стандартной трансформаторной подстанции.

Многие владельцы загородных домов хотели бы использовать альтернативные источники энергии. Аналогичного мнения придерживаются и жители городских квартир из-за постоянного роста стоимости электроэнергии. При желании можно собрать простой ветряной генератор и установить его на своем участке.

Правовые вопросы установки ветряка

Перед началом работ по созданию ветрогенератора своими руками стоит разобраться в законности использования этого агрегата. Чтобы обеспечить дачный участок электроэнергией, вполне достаточно использовать установки, мощность которых не превышает 1 кВт. На территории России они считаются бытовыми, и для их использования не требуется разрешение или сертификат.

Также со стороны государства не предусмотрены и дополнительные налоги на производство энергии для бытовых потребностей. В результате можно смело собирать ветряки своими руками для дома и использовать бесплатную электроэнергию. Однако стоит дополнительно проконсультироваться в местных органах власти на предмет наличия каких-либо правовых нормативов по данному вопросу.

Кроме этого, не стоит исключать возможность жалоб со стороны соседей, если они начнут испытывать неудобства при использовании этого агрегата. Решив собрать ветровой генератор своими руками, стоит обратить внимание на несколько его параметров:

Кроме этого, могут возникнуть претензии со стороны экологических служб, если ветряк мешает миграции птиц. Однако такая ситуация крайне маловероятна.

Принцип работы

Ветряной генератор представляет собой устройство, преобразующее кинетическую энергию ветра в механическую с ее последующей конвертацией в электрическую. Происходит это благодаря вращению ротора генератора. Агрегат состоит из следующих элементов:

  • Лопасти.
  • Ротор турбины.
  • Генератор с подвижной осью.
  • Инвертор для преобразования переменного тока в постоянный.
  • Аккумуляторные батареи.

На лопасти воздействуют три силы, две из которых, подъемная и импульсная, преодолевают третью (тормозящую) и приводят в движение маховик. Вращательное движение передается на ротор генератора, и при его вращении в статоре создается магнитное поле. В результате этого появляется переменный ток, который затем с помощью специального контроллера преобразуется в постоянный и заряжает батарею.

Виды ветряных генераторов

Электроустановки этого типа принято классифицировать в соответствии с несколькими параметрами. Одним из главных здесь можно считать количество лопастей, так как многолопастные начинают работать даже при слабом ветре. Решив собрать ветряной генератор для дома своими руками, следует помнить о том, что лопасти могут быть парусными или жесткими. Проще всего сделать изделия первого типа, но они не отличаются высокой прочностью и требуют частого ремонта.

Отличаются ветроустановки и по расположению оси вращения — горизонтальные и вертикальные. Каждый из этих типов имеет как преимущества, так и недостатки. Если вертикальные устройства более чувствительны, то горизонтальные отличаются высокой мощностью. Последний признак классификации ветряных установок — фиксированный либо изменяемый шаг. В домашних условиях проще собрать агрегат первого типа.

Роторная установка

Собрать такую ветряную электростанцию своими руками довольно просто. При этом ее мощности будет достаточно для обеспечения всех потребностей в электрической энергии на садовом участке.

Подготовительный этап

Владельцам загородных домов можно смело ориентироваться на установки мощностью около 1,5 кВт. Наиболее простым устройством станет агрегат с вертикальной осью вращения. Для его создания потребуются следующие детали и материалы:

Кроме этого, потребуются болты с гайками, мерительный инструмент, болгарка либо ножницы по металлу и дрель.

Инструкция по изготовлению

Основу будущего агрегата составит цилиндрическая емкость, например, бочка или ведро. На нее необходимо нанести разметку, разделив емкость на четыре равных части. После этого следует разрезать металл (не до конца), чтобы получились лопасти. В шкиве и днище емкости просверливаются отверстия, которые должны располагаться строго симметрично, чтобы при работе не возник дисбаланс.

После этого лопасти отгибаются с учетом направления вращения используемого генератора, чаще всего по направлению хода часовой стрелки. Также следует помнить, что угол изгиба лопастей оказывает влияние на скорость вращения пропеллера. Закрепив лопасти на шкиве, генератор с помощью хомутов монтируется на мачте.

Основная часть работ на этом завершена, и остается лишь собрать электрическую цепь. Чтобы облегчить эту задачу, во время установки генератора на мачту стоит зарисовать схему соединений. Для подключения батареи следует использовать метровый отрезок провода сечением в 4 мм 2 . В свою очередь для соединения агрегата с сетью стоит воспользоваться проводником 2,5 мм 2 . Инвертор также подключается с помощью провода большего сечения.

Если все работы были проведены в соответствии с инструкцией, то ветряк будет хорошо работать, и при его эксплуатации проблем возникнуть не должно. При этом достоинств у роторной установки значительно больше, чем недостатков. К числу последних можно отнести лишь довольно высокую чувствительность к сильным порывам ветра.

Агрегат аксиального типа

Так как рынок насытился неодимовыми магнитами, стоимость этих изделий значительно снизилась. В результате можно на их основе собрать эффективный ветряк. Основой аксиального генератора станет ступица с тормозными дисками от машины. Перед началом работ ее необходимо очистить, проверить и смазать подшипники, а также покрасить.

Установка магнитов

Всего потребуется около 20 магнитов размера 20х8 мм. При желании можно использовать и большее количество этих изделий. Однако в такой ситуации следует руководствоваться двумя правилами:

  • Если генератор будет однофазный, то число магнитов должно соответствовать количеству полюсов.
  • Для трехфазного устройства следует придерживаться соотношения полюсов и катушек соответственно 2/3 или 4/3.

Магниты просто наклеиваются на диски ротора , но при этом их полюса должны чередоваться. Чтобы все сделать правильно, стоит предварительно изготовить шаблон-шпаргалку. Предпочтение следует отдать магнитам прямоугольной формы, так как при работе они создают магнитное поле по всей длине. Также следует отметить, что противостоящие магниты должны иметь разные полюса.

Выбор типа генератора

При сравнении одно- и трехфазного устройства, предпочтительнее выглядит второе. Одним из основных недостатков однофазного генератора являются вибрации, возникающие при работе. Причина их появления кроется в разнице амплитуд тока, так как его отдача происходит неравномерно. Благодаря компенсации фаз в трехфазной модели, поддерживается постоянная мощность.

Кроме этого отдача однофазного устройства примерно на 50% меньше. На этом преимущества 3-фазного генератора не заканчиваются. Так как при его работе не возникает вибрация, то шумовые показатели всей ветряной установки будут существенно ниже. При этом не стоит забывать и об увеличении срока эксплуатации, если выбор пал на трехфазную модель генератора.

Изготовление катушек

В создаваемом ветряке процесс зарядки батареи должен стартовать при частоте вращения ротора в 100−150 об/мин. Таким образом, общее число витков на всех катушках находится в диапазоне 1000−1200.Если эти цифры разделить на количество используемых катушек, то можно рассчитать число витков на каждой из них.

Следует помнить, что благодаря увеличению количества полюсов можно повысить мощность всей установки при работе на низких оборотах. На характеристики самодельного генератора серьезное влияние оказывает не только количество магнитов, но и их толщина. Общую мощность генератора можно рассчитать опытным путем. Для этого после изготовления одной катушки ее следует прокрутить в устройстве и измерить напряжение на определенном количестве оборотов без нагрузки.

Дальнейшие расчеты достаточно просты. Можно предположить, что при сопротивлении в 3 Ом на 150 об/мин на выходе получилось 27 В. Если из этого значения вычесть номинальное напряжение аккумулятора (в этом случае 12 В), получится 15 вольт. Для определения силы тока полученный результат (15 В) необходимо разделить на сопротивление катушки (3 Ом), что дает 5 ампер. Катушки необходимо между собой закрепить неподвижно, а выведенные наружу концы фаз соединяются треугольником или звездой. После сборки генератора его стоит проверить на работоспособность.

Финальный этап сборки

Высота мачты в среднем должна составлять от 6 до 12 метров, а ее основание стоит забетонировать. Ветряк монтируется на верхней части мачты и для упрощения ремонтных работ стоит предусмотреть механизм ее подъема и спуска, который будет приводиться в движение с помощью ручной лебедки.

Для изготовления пропеллера отлично подойдет труба из ПВХ с диаметром в 160 мм. Выбор формы лопастей осуществляется опытным путем, а основной задачей на этом этапе является усиление крутящего момента при работе на низких оборотах. Чтобы уберечь винт от сильных порывов ветра, его стоит оснастить складным хвостом.

Каждая из рассмотренных моделей ветряка имеет определенные преимущества и недостатки. Они могут быть достаточно эффективными в различных регионах, но максимальный результат будет получен в местности с частыми и сильными ветрами.

Оплата электроэнергии на сегодняшний день занимает немалую долю в затратах на содержание жилища. В многоквартирных домах, единственный способ экономии — переход на энергосберегающие технологии, и оптимизация расходов по многотарифным схемам (ночной режим оплачивается по сниженным ценам). А при наличии приусадебного участка можно не только сэкономить на потреблении, но и организовать для частного дома самостоятельное энергообеспечение.

Это нормальная практика, которая зародилась в Европе и северной Америке, а последние пару десятилетий активно внедряется и в России. Однако оборудование для автономного энергоснабжения достаточно дорогое, окупаемость «в ноль» наступает не раннее, чем спустя 10 лет. В некоторых государствах, можно возвращать энергию в общественные сети по фиксированным тарифам, это сокращает время окупаемости. В Российской Федерации для оформления «кэшбека» требуется пройти ряд бюрократических процедур, поэтому большинство пользователей «бесплатной» энергии предпочитают строить ветряной генератор своими руками, и пользоваться им только для личных нужд.

Правовая сторона вопроса

Самодельный ветрогенератор для дома не попадает под запреты, его изготовление и применение не влечет за собой административного либо уголовного наказания. Если мощность ветряного генератора не превышает 5 кВт, он относится к бытовым устройствам, и не требует никаких согласований с местной энергетической компанией. Тем более, не требуется уплачивать какие-либо налоги, если вы не получаете прибыль при продаже электроэнергии. Кроме того, самодельный генерирующий ветряк даже с такой производительностью, требует сложных инженерных решений: смастерить его на тек просто. Поэтому мощность самоделки редко превышает 2 кВт. Собственно, этой мощности обычно достаточно для энергоснабжения частного дома (конечно, если у вас нет бойлера и мощного кондиционера).

В данном случае, речь идет о федеральном законодательстве. Поэтому перед принятием решения об изготовлении ветряка своими руками, не лишним будет проверить наличие (отсутствие) субъектовых и муниципальных нормативных правовых актов, которые могут накладывать некоторые ограничения и запреты. Например, если ваш дом расположен на особо-охраняемой природной территории, использование ветровой энергии (а это природный ресурс) может потребовать дополнительных согласований.

Проблемы с законом могут возникнуть при наличии беспокойных соседей. Ветряки для дома относятся к индивидуальным постройкам, поэтому на них также распространяются некоторые ограничения:

Разновидности генераторов

Прежде чем решить, как сделать ветрогенератор своими руками, рассмотрим особенности конструкции:

По расположению генератора устройство может быть горизонтальным или вертикальным


По номиналу генерируемого напряжения


Типовые примеры самодельных ветрогенераторов

Устройство ветрогенератора одинаковое, вне зависимости от выбранной схемы.

  • Пропеллер, который может быть установлен как непосредственно на вал генератора, так и с помощью ременной (цепной, шестеренной передачи).
  • Собственно генератор. Это может быть готовое устройство (например, с автомобиля), либо обычный электродвигатель, который при вращении вырабатывает электроток.
  • Инвертор, регулятор напряжения, стабилизатор — в зависимости от выбранного напряжения.
  • Буферный элемент — аккумуляторные батареи, обеспечивающие непрерывность генерации, вне зависимости от наличия ветра.
  • Установочная конструкция: мачта, кронштейн для монтажа на крыше.

Пропеллер

Можно изготовить из любого материала: хоть из пластиковых бутылок. Правда гибкие лопасти существенно ограничивают мощность.

Достаточно вырезать в них полости, для забора ветра.

Неплохой вариант — ветряк бытового из кулера. Вы получаете готовую конструкцию с профессионально выполненными лопастями и сбалансированным электродвигателем.

Аналогичная конструкция изготавливается из охладителя компьютерных блоков питания. Правда мощность такого генератора мизерная — разве что зажечь лампу на светодиодах, или зарядить мобильный телефон.

Тем не менее, система вполне работоспособна.

Неплохие лопасти получаются из алюминиевых листов. Материал доступен, его несложно отформовать, пропеллер получается достаточно легким.

Если вы создаете роторный пропеллер для вертикального генератора, можно воспользоваться жестяными банкам, разрезанными вдоль. Для мощных систем применяются половинки стальных бочек (вплоть до объема 200 литров).

Разумеется, придется с особой тщательностью подойти к вопросу надежности. Мощный каркас, вал на подшипниках.

Генератор

Как говорилось выше, можно использовать готовый автомобильный, или электродвигатель от промышленных электроустановок (бытовой техники). В качестве примера: ветрогенератор из шуруповерта. Используется вся конструкция: двигатель, редуктор, патрон для крепления лопастей.

Компактный генератор получается из шагового двигателя принтера. Опять же, мощности хватает лишь на питание светодиодного светильника или зарядного устройства смартфона. На природе — незаменимая вещь.

Если вы с паяльником «на ты», и неплохо разбираетесь в радиотехнике — генератор можно собрать самостоятельно. Популярная схема: ветрогенератор на неодимовых магнитах. Преимущества конструкции — можно самостоятельно рассчитать мощность под ветровую нагрузку в вашей местности. Почему неодимовые магниты? Компактность при высокой мощности.

Можно переделать ротор имеющегося генератора.

Либо создать собственную конструкцию, с изготовлением обмоток.

Эффективность такого ветряка на порядок выше, чем при использовании схемы с электродвигателем. Еще одно неоспоримое преимущество — компактность. Неодимовый генератор плоский, и его можно разместить непосредственно в центральной муфте пропеллера.

Мачта

Изготовление этого элемента не требует познаний в электронике, но от его прочности зависит жизнеспособность всего ветрогенератора.

Например, мачта высотой 10–15 метров требует грамотно рассчитанных растяжек и противовесов. Иначе сильный порыв ветра может завалить конструкцию.

Если мощность генератора не превышает 1 кВт, вес конструкции не такой большой, и вопросы прочности мачты отходят на второй план.

Итог

Самодельный ветрогенератор — не такая сложная конструкция, как может показаться на первый взгляд. С учетом высокой стоимости заводских изделий, можно изрядно сэкономить, изготовив домашнюю ветряную электростанцию и вполне доступных материалов. С учетом небольших затрат на создание ветряка, окупится он достаточно быстро.

Видео по теме

В этой статье мы подробно разберем, как сделать ветрогенератор своими руками. Ведь быт современного человека без электроэнергии – трудно представим. И даже небольшие перебои в подаче электричества становятся порой «парализующим моментом» для нормальной жизни в собственном доме. А такие неполадки, приходится признать, для некоторых загородных поселков или населенных пунктов в сельской местности – увы, не редкость. Значит, необходимо каким-то образом обезопасить себя от неприятностей, обзавестись резервным источником энергии. А если принять в расчет еще и постоянно растущие тарифы, то наличие собственного источника, да еще и работающего практически «забесплатно», становится заветной мечтой многих владельцев домов.

Одним из направлений развития «бесплатной энергетики» в наше время является использование энергии ветра. Многие, наверное, видели впечатляющие картины огромных ветряков, успешно применяемых в некоторых странах Европы – кое-где доля выработанной ветром энергии уже достигает нескольких десятков процентов от общего объема. Вот и возникает соблазн – а не попробовать ли и мне сделать ветрогенератор своими руками, чтобы раз и навсегда получить независимость от электросетей?

Вопрос резонный, но следует сразу несколько охладить пыл «мечтателя». Чтобы создать действительно качественную, производительную установку по выработке электроэнергии, требуются немалые знания в механике и электротехнике. Нужно быть весьма опытным мастером на все руки – предстоит целый ряд операций высокой сложности, требующих точного проектирования и квалифицированного подхода в исполнении. По совокупности этих причин, как можно судить по обсуждениям на форумах, довольно много «соискателей» либо не получили ожидаемого результата, либо и вовсе отказались от задуманного проекта.

Поэтому в данной статье будет дана обзорная картина, показывающая общие проблемы и направления их решения в процессе создания ветрогенераторов. Можно будет примерно оценить масштабность работ и трезво взвесить свои возможности – стоит ли браться самому.

Что это такое – ветрогенератор? Общее устройство системы

Существует несколько способов получения электрической энергии – за счет воздействия потоком фотонов (световой, например, солнечные батареи), за счет определенных химических реакций (широко применяется в элементах питания), за счет разницы температур. Но шире всего в настоящее время используется преобразование кинетической энергии в электрическую. Это преобразование происходит в специальных устройствах, которые как раз и называются генераторами.

Принцип работы генератора преобразователя кинетической энергии в электрическую, раскрыт и описан еще в XIX веке Фарадеем.


Принцип устройства простейшего электрического генератора

Он заключается в том, что если проводящую рамку разместить в изменяющемся магнитном поле, то в ней будет индуцироваться электродвижущая сила, которая при замыкании цепи приведет к появлению электрического тока. А изменение магнитного потока можно добиться вращением этой рамки в магнитном поле, или создаваемом постоянными магнитами, или появляющегося в обмотках возбуждения. При изменении положения рамки меняется величина пересекающего ее магнитного потока. И чем выше скорость изменения, тем больше показатели и наводимой ЭДС. Таким образом, чем больше оборотов передается ротору (вращающейся части генератора), те большего напряжения можно добиться на выходе.

Схема, безусловно, показана с большими упрощениями, просто для уяснения принципа.

Передача вращения на ротор генератора может осуществляться по-разному. И один из путей найти бесплатный источник энергии, который приведет в движение кинематическую часть устройства – это «поймать» силу ветра. То есть примерно так же, как это удалось сделать когда-то создателям ветряных мельниц.

Таким образом, устройство ветрового генератора подразумевает наличие генерирующего устройства и механизма передачи его статору вращательного движения, то есть ветряка. Кроме того, обязательным условием становится конструкция, обеспечивающая надежную установку системы, так как ее часто приходится размещать на немалой высоте, чтобы полноценной «ловле ветра» не мешали естественные или искусственные препятствия. В ряде случаев используется еще и кинематическая передача, предназначенная для повышения количества оборотов ротора.


Один из примеров повышающей передачи вращения от ветряка на генератор

Но и это – еще не все. Наличие и скорость ветра – величины чаще всего крайне непостоянные. И ставить потребление выработанной энергии в зависимость от «капризов погоды» — дело неразумное. Поэтому ветрогенератор обычно работает в связке с системой аккумуляции энергии.


Выработанный ток выпрямляется, стабилизируется и через специальное устройство-контроллер или поступает непосредственно на дальнейшее потребление, или перенаправляется на зарядку включённых в схему мощных аккумуляторов. С аккумуляторов через инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный нужного напряжения и частоты, питание поступает к точкам потребления. Аккумуляторы становятся своеобразным буферным звеном: если текущая нагрузка меньше текущей (очень зависимой от силы ветра) мощности генератора, или если на протяжении какого-то времени и вовсе не подключены приборы потребления, то идет зарядка батарей. Если нагрузка становится выше вырабатываемой мощности – батареи разряжаются.

Интересный момент – именно эта особенность ветровой энергетической установки позволяет планировать мощность самого генератора, не исходя из пиковых показателей нагрузки (за это будет отвечать в большей мере инвертор), а отталкиваясь из прогнозируемого потребления энергии в течение определенного периода (например, месяца).

Безусловно, в быту могут использоваться и более простые схемы. Например, ветровая установка просто обслуживает какое-то низковольтное осветительное оборудование и т.п.


Плюсы и минусы ветровых электростанций

Для примера посмотрим вначале на простейшую конструкцию ветрогенератора, которую сможет собрать даже школьник средних классов. Практическое применение такой «электростанции» – не особо широкое, но просто чтобы расширить свое понимание и обрести некоторые навыки – почему бы и нет?

7 идей сборки самодельного ветряка — Портал о строительстве, ремонте и дизайне

С давних пор человечество использует силу ветра. Ветряные мельницы, парусные корабли знакомы многим, про них писали в книгах и снимают исторические фильмы с их участием. В наше время ветряной электрогенератор не потерял актуальность, т.к. с его помощью можно сделать бесплатное электричество на даче, которое также может пригодиться, если отключат свет на участке. Поговорим о самодельных ветряках, которые можно собрать из подручных материалов и доступных деталей. Для вас мы предоставили одну подробную инструкцию с картинками, а также видео идеи еще нескольких вариантов сборки. Итак, рассмотрим, как сделать ветрогенератор своими руками в домашних условиях.

Инструкция по сборке

Существуют несколько типов ветряных установок: горизонтальный и вертикальный, турбина. У них есть принципиальные различия, плюсы и минусы. Принцип работы всех ветрогенераторов одинаков — энергия ветра преобразуется в электрическую и накапливается в аккумуляторах, а уже с них уходит на нужды человека. Самый распространенный вид — это горизонтальный.

Знаком и узнаваем. Преимущество горизонтального ветрогенератора — более высокий КПД по сравнению с другими, так как лопасти ветряка всегда под действием воздушного потока. К недостаткам можно отнести требование к ветру выше 5 метров в секунду. Этот тип ветряка сделать проще всего, поэтому его часто берут за основу домашние мастера.

Если вы решили попробовать свои силы в сборке ветрогенератора своими руками, вот несколько рекомендаций. Начинать нужно с генератора, это сердце системы, от его параметра зависит конструкция винтового узла. Для этого подойдут автомобильные, импортного производства, есть сведения про использование шаговых двигателей, от принтеров или прочей оргтехники. Велосипедное мотор-колесо также можно использовать, чтобы самому сделать ветряк для получения электричества.

Определившись с узлом преобразователя ветряного потока в электроток, нужно собрать редукторный узел повышения оборотов с винта на вал генератора. Один оборот пропеллера передает 4-5 оборотов на вал генераторного узла.

Когда собран узел редуктор-генератор, приступают к выяснению его сопротивления крутящему моменту (грамм на миллиметр). Для этого нужно сделать плечо с противовесом на валу будущей установки, и с помощью груза выяснить при каком весе плечо пойдет вниз. Приемлемо считается менее 200 грамм на метр. Узнав размер плеча, это наша длина лопасти.

Многие думают, что чем больше лопастей тем лучше. Это не совсем верно, так как ветрогенератор делаем сами, и детали будущей силовой установки бюджетного диапазона. Нам нужны большие обороты, а много винтов создают большее сопротивление ветру, в результате чего в какой-то момент набегающий поток тормозит винт и КПД установки падает. Это можно избежать двух лопастным винтом. Такой пропеллер при нормальном ветре может раскрутиться до и более 1000 оборотов. Сделать лопасти самодельного ветрогенератора можно из подручных средств — от фанеры и оцинковки до пластика от водопроводных труб (как на фото ниже) и прочего. Главное условие легкий и прочный.

Легкий винт повысит КПД ветряка и чувствительность к воздушному потоку. Не забудьте сбалансировать воздушное колесо и убрать неровности, иначе во время работы генератора будете слушать завывание и вой.

Следующий важный элемент, это хвост. Он будет держать колесо в потоке ветра, и поворачивать конструкцию в случае изменения его направления.

Сделать токосъемник или нет, решать вам, возможно обойдетесь разъемом на кабеле и периодически, вручную его раскручивать перекрученный провод. Во время пробного запуска ветрогенератора не забудьте о технике безопасности, раскрученные в потоке ветра лопасти могут порубить как самурай капусту.

Настроенный, сбалансированный ветряк устанавливают на мачту, высотой не ниже 7 метров от земли, закрепленную распорными тросами. Далее не менее важный узел, накопительный аккумулятор, им может быть старый автомобильный потерявший свою емкость или батарея. Подключать выход самодельного ветрогенератора непосредственно к батарее нельзя, это нужно сделать через реле зарядки, можно собрать самому или же приобрести готовое.

Принцип работы реле сводится к контролю за зарядом, а в случае заряда оно переключает генератор и аккумулятор на нагрузочный балласт, система стремится всегда быть заряженной, не допуская перезаряда, и не оставляет генератор без нагрузки. Ветряк без нагрузки может достаточно сильно раскрутиться до высоких оборотов, повредить выработанным потенциалом изоляцию в обмотках. К тому же высокие обороты могут стать причиной механического разрушения элементов ветряного генератора. Далее стоит преобразователь напряжения с 12 на 220 вольт 50 Гц для подключения бытовых приборов.

Сейчас в интернете полно схем и чертежей, где мастера показывают, как сделать ветрогенератор на мощных магнитах самостоятельно. Повторять или нет, ваше дело, оправдает ли себя это, не знает никто. Но попробовать собрать ветряную электрогенерирующую установку для дома стоит, а потом решать что купить, а что оставить или внести изменения. Получить опыт и возможно замахнуться на более серьезный аппарат. Свобода и многообразие самодельных ветряков настолько обширна и элементная база разнообразна, что нет смысла описывать их все, основной смысл остался тем же — поток ветра раскручивает винт, он передает на редуктор момент, повышая обороты вала, генератор выдает напряжение, далее реле держит уровень заряда на аккумуляторе, а с него уже идет отбор энергии для различных нужд. Вот по такому принципу можно сделать ветрогенератор своими руками в домашних условиях. Надеемся, наша подробная инструкция с фото примерами разъяснила вам, как изготовить подходящую модель ветряка для дома или дачи. Также рекомендуем ознакомиться с мастер-классами по сборке самодельного устройства, которые мы предоставили на видео ниже.

Наглядные видеоуроки

Чтобы легко сделать ветрогенератор для получения электричества в домашних условиях, рекомендуем ознакомиться с готовыми идеями на видео примерах:
WordPress Photo Gallery Plugin

Вот мы и предоставили все наиболее простые идеи сборки самодельного ветряка. Как вы видите, некоторые модели устройств сможет легко изготовить даже ребенок. Существует множество других вариантов самоделок, но для того, чтобы получить высокое напряжение на выходе, нужно использовать сложные механизмы, вроде генераторов на магнитах. В остальном, если вы хотите сделать ветрогенератор, чтобы он работал и использовался по назначению, действуйте согласно предоставленной нами инструкции!

WordPress Photo Gallery Plugin

Ветрогенератор для частного дома — как выбрать и как сделать своими руками

Источник электричества

Как минимум 1 раз в год увеличиваются тарифы на услуги электроэнергии, зачастую — в несколько раз. Это бьет по карману граждан, зарплата которых не растет столь же стремительно. Домашние умельцы раньше прибегали к простому, но довольно небезопасному и незаконному способу экономии на электроэнергии. Они прикрепляли к поверхности расходомера неодимовый магнит, после чего тот приостанавливал работу счетчика.

Если указанная схема изначально работала слаженно, то в дальнейшем с ней возникали проблемы. Объяснялось это несколькими причинами:

  1. Контролеры стали чаще ходить по домам и проводить внеплановые проверки.
  2. На счётчики стали приклеивать особые стикеры, под воздействием которых стали темнеть магнитные поля. Соответственно, вычислить такого нарушителя не составляло проблемы.
  3. Стали выпускаться новые счётчики, которые не имели восприимчивости к магнитному полю. Вместо стандартных моделей появились электронные узлы.

Всё это подтолкнуло людей к поиску альтернативных источников электроэнергии, к примеру, ветрогенераторов. Если человек проживает в областях, где регулярно дуют ветры, такие приспособления становятся для него «палочкой-выручалочкой». Устройство использует силу ветра для получения энергии.

Корпус оснащен лопастями, приводящими в движение роторы. Электроэнергия, полученная таким образом, трансформируется в постоянный ток. В дальнейшем она переходит к потребителям либо накапливается в аккумуляторе.

Самодельный ветрогенератор может выступать в качестве главного или дополнительного источника энергии. В качестве вспомогательного устройства он может греть воду в бойлере либо подпитывать домашние светильники, тогда как вся остальная электроника работает от главной сети. Возможна работа таких генераторов и в качестве главного источника там, где дома не подключены к электричеству. Здесь устройства подпитывают:

  • лампы и люстры;
  • отопительное оборудование;
  • бытовую электронику.

Ветровая электростанция способна подпитывать низковольтные и классические приборы. Первые работают от напряжения 12−24 Вольт, а ветрогенератор способен обеспечивать мощность на 220 Вольт. Он изготавливается по схеме с использованием инверторных преобразователей. Электричество накапливается в его аккумуляторе. Есть модификации на 12−36 Вольт. Они отличаются более простой конструкцией. Для них применяются стандартные контроллеры заряда аккумулятора. Чтобы обеспечить обогрев жилища, достаточно сделать ветрогенераторы своими руками нa 220 В. 4 кВт — это мощность, которую обеспечит их двигатель.

Конструктивные особенности и механика ветряного генератора

Принцип действия ветрогенератора заключается в преобразовании кинетической энергии в электроэнергию. Устройство состоит из ряда системных элементов, у каждого из которых имеется своя функция. Попытаемся с этим разобраться.

  1. Опора
    (ее еще называют мачтой). На нее крепится пропеллер, поскольку на высоте большая вероятность «поймать» хороший ветер. Следовательно, изготовлению опоры следует уделить особое внимание, ведь данный элемент должен выдерживать требуемые нагрузки.
  2. Лопасти
    . Они «ловят» воздушные массы, вследствие чего вращаются сами и вращают вал.
  3. Вал
    . На него можно устанавливать сразу несколько генераторов, а также угловой редуктор, благодаря которому движение будет передаваться ниже, на кардан. Применение редуктора заметно повышает обороты.
  4. Анемоскоп
    . Специальное устройство, которое применяется в мощных ветряных установках. Собирает сведения о направлении/скорости движения воздуха. В ветряках, сделанных своими руками, почти не используется – вместо него, как правило, устанавливают флюгер с поворотным механизмом.
  5. Генератор
    . Он как раз и превращает кинетическую энергию в электроэнергию. Если то, производимый генератором, стабилен, то элемент можно подключить к аккумулятору.
  6. Инвертор
    . Дает напряжение требуемой величины – к примеру, 220 вольт. Необходим, прежде всего, для удобства, поскольку большая часть современных приборов рассчитана именно на такое напряжение. Но заметим, что инвертор включают далеко не во все схемы, ведь предназначение ветряков может быть разным.
  7. Аккумулятор
    (один или сразу несколько). Обеспечивает стабильность работы, подзаряжаясь в ветреное время и расходуя накопленную энергию после того, как ветер утихает.

Обратите внимание! Ветрогенераторы могут быть роторными (вертикальными) и классическими (горизонтальными). У вторых более высокий КПД, поэтому их и делают чаще других.

Стоит заметить, что вертикальные ветряки необходимо поворачивать к ветру, ведь функционировать при боковом потоке они попросту неспособны. У горизонтальных же генераторов есть и другие преимущества. Ознакомимся с ними.

  1. Турбины роторных устройств будут «ловить» ветер вне зависимости от того, с какой стороны он дует. Что крайне удобно в случае нестабильного/переменного ветра в регионе.
  2. Соорудить горизонтальный ветряк гораздо проще, чем горизонтальный.
  3. Конструкция может располагаться непосредственно на земле, но при условии, что ветра там достаточно.

Что же касается недостатков, то у горизонтального ветрогенератора он всего один – достаточно низкий коэффициент полезного действия.

Особенности изделия

Создавать ветряк своими руками выгодно. Достаточно узнать, что заводские изделия мощностью не больше 5 кВт стоят до 220000 р., как становится ясно, насколько лучше использовать доступные материалы и сделать их самостоятельно, ведь благодаря этому удастся сэкономить немало средств.

Безусловно, заводские модификации редко ломаются и являются более надежными. Но уж если поломка случится, придется потратить огромные суммы на покупку запасных узлов.

Магазинные модели часто недоступны большинству граждан. Чтобы окупить затраты на покупку такого устройства, требуется от 10 до 12 лет, хотя отдельные виды устройств и отбивают эти расходы чуть раньше. Сделав ветрогенератор 2 кВт своими руками, можно получить далеко не самую совершенную конструкцию, но в случае поломки ее удастся легко отремонтировать самостоятельно. Миниатюрный ветряк малой мощности способен собрать без проблем любой человек, который умеет обращаться с инструментами.

Самодельный ветрогенератор для дома своими руками

Ветер является чистым источником недорогой энергии, которую довольно легко получить. По нашему мнению, каждый сам в праве выбирать, откуда получать электричество. Для этих целей нет ничего более практичного и действенного, чем постройка ветряного генератора своими руками из подручных материалов.
Общая схема ветрогенератора

Ветрогенератор в сборе

Большинство инструментов и материалов, упомянутых в этой инструкции, можно приобрести в хозяйственном магазине. Также, настоятельно рекомендуем Вам поискать указанные ниже компоненты у торговцев подержанным товаром или на местной свалке.

Вопрос безопасности имеет для нас наивысший приоритет. Ваша жизнь является гораздо более ценной, нежели дешевый источник электричества, поэтому соблюдайте все правила техники безопасности, связанные с постройкой ветряка. Быстровращающиеся детали, электрические разряды и резкие погодные условия могут сделать ветрогенератор довольно опасным.

Конструкция данного ветрогенератора для дома проста и эффективна, при этом он быстро и легко собирается. Использовать энергию ветра Вы можете без каких бы то ни было ограничений.

Комплектующие ветрогенератора

В данной инструкции используется электродвигатель постоянного тока от беговой дорожки (питание 260V, 5A), с присоединенной к нему нарезной втулкой 15 см. При скорости ветра около 48 км/ч, выходной ток достигает 7 А. Это небольшой, простой и дешевый агрегат с которым вы можете начать освоение энергии ветра.

Вы можете использовать любой другой двигатель постоянного тока, который выдает не меньше 1V на 25 об/мин и может работать при более чем 10 амперах. Если это необходимо, можно изменить список требуемых компонентов (к примеру, найти втулку отдельно от двигателя – полотно циркулярной пилы с валовым переходником на 1,6 см подойдет для этих целей).

Инструменты для сборки ветрогенератора

— Дрель — Сверла (5,5 мм, 6,5 мм, 7,5 мм) — Электролобзик — Газовый ключ — Отвертка с плоским шлицем — Разводной ключ — Тиски и/или струбцина — Инструмент для снятия изоляции с кабеля — Рулетка — Маркер — Циркуль — Транспортир — Метчик для нарезания резьбы на 1/4″х20 — Помощник

Материалы для сборки ветрогенератора

Несущая планка: — Труба квадратного сечения 25х25 мм (длина 92 см) — Маскирующий фланец на трубу 50 мм — Патрубок 50 мм (длина 15 см) — Саморезы 19 мм (3 шт.)

Примечание: если у Вас есть возможность воспользоваться сварочным аппаратом, то приварите отрезок 50 мм трубы длиной 15 см квадратной трубе, без использования фланца, патрубка и саморезов.

Двигатель: Двигатель постоянного тока от беговой дорожки (питание 260V, 5A) с присоединенной к нему нарезной втулкой 15 см Диодный мост (30 – 50 А) Болты для двигателя 8х19 мм (2 шт.) Отрезок полихлорвиниловой трубы 7,5 см (длина 28 см)

Хвостовик: Квадратный кусок жести 30х30см Саморезы 19 мм (2 шт.)

Лопасти: Отрезок полихлорвиниловой трубы 20 см длиной 60 см (если она устойчива к ультрафиолетовому излучению, вам не придется ее красить) Болты 6х20 мм (6 шт.) Шайбы 6 мм (9шт.) Листы бумаги А4 (3 шт.) Скотч

Сборка ветрогенератора

Вырезание лопастей – у нас получится три набора лопастей (всего девять штук) и тонкая полоска отходов.

Поместите нашу ПВХ трубу длиной 60 см на плоскую поверхность вместе с отрезком трубы квадратного сечения (можно использовать любой другой достаточно длинный предмет с ровной кромкой). Плотно прижмите их друг к другу и проведите на ПВХ трубе линию в месте их соприкосновения по всей ее длине. Эту линию назовем А.

Сделайте отметки с каждого конца линии А, отступив от края трубы по 1-1,5 см.

Склейте вместе три листа бумаги формата А4 так, чтобы они образовали длинный прямой кусок бумаги. Вам предстоит обернуть им трубу, прикладывая по очереди к только что сделанным отметкам на ней. Убедитесь, что короткая сторона куска бумаги плотно и ровно прилегает к линии А, а длинная — ровно перекрывается в тех местах, где идет внахлест сама с собой. С каждого конца трубы проведите линию вдоль края бумаги. Назовем одну из этих линий В, другую – С.

Возьмите трубу так, чтобы конец трубы, ближайший к линии В смотрел вверх. Начните там, где линии А и В пересекаются и делайте отметки на линии В каждые 145 мм, двигаясь влево от линии А. Последний отрезок должен получиться длиной около 115 мм.

Переверните трубу вверх тем концом, который является ближайшим к линии С. Начните с точки, где линии А и С пересекаются, и также наносите отметки на линии С каждые 145 мм, но двигаться нужно вправо от линии А.

При помощи квадратной трубки соедините линиями соответствующие друг другу точки на противоположных концах ПВХ трубы.

Разрежьте трубу вдоль по этим линиям, используя электролобзик, таким образом, чтобы у Вас получилось четыре полоски шириной 145 мм и одна – около 115 мм.

Разложите все полоски внутренней поверхностью трубы вниз.

Сделайте на каждой полоске отметки по узкой стороне с одного конца, отступая с левого края 115 мм.

Повторите то же самое с другого конца, отступая по 30 мм с левого края.

Соедините эти точки линиями, пересекая полоски разрезанной трубы по диагонали. Распилите пластик по этим линиям при помощи лобзика.

Полученные лопасти положите внутренней поверхностью трубы вниз.

Сделайте на каждой отметку по линии диагонального распила на расстоянии 7,5 см от широкого конца лопасти.

Сделайте другую отметку на широком конце каждой лопасти на расстоянии 2,5 см от длинной прямой кромки.

Соедините эти точки линией и отрежьте получившийся уголок по ней. Это предохранит лопасти от заламывания побочным ветром.

Обработка лопастей ветрогенератора

Вы должны обработать шкуркой лопасти для того, чтобы добиться нужного профиля. Это повысит их эффективность и, также, сделает их вращение более тихим. Передняя кромка должна быть закруглена, а задняя должна быть заостренной. Для уменьшения шума любые острые углы должны быть скруглены.

Вырезание хвостовика

Размеры хвоста не имеют решающего значения. Вам нужен кусок легкого материала размером 30х30 см, желательно металла (жести). Вы можете придать хвостовику любые очертания, главным критерием является его жесткость.

Сверление отверстий в трубе квадратного сечения – используйте сверло 7,5 мм.

Поместите двигатель на передний конец квадратной трубы таким образом, чтобы втулка выступала за край трубы, и отверстия под крепежные болты смотрели вниз. Отметьте положение отверстий на трубе и просверлите трубу в отмеченных местах насквозь.

Отверстия в маскирующем фланце

– этот момент будет описан ниже, в разделе данной инструкции, посвященном монтажу, так как эти отверстия определяют баланс конструкции.

Сверление отверстий в лопастях

— используйте сверло 6,5 мм. Отметьте два отверстия на широком конце каждой из трех лопастей вдоль их прямой (задней) кромки. Первое отверстие должно быть на расстоянии 9,5 мм от прямой кромки и 13 мм от нижнего края лопасти. Второе – на расстоянии 9,5 мм от прямой кромки и 32 мм от нижнего края лопасти.

Просверлите эти шесть отверстий.

Сверление и нарезание отверстий во втулке

– используйте сверло 5,5 мм и метчик на 1/4″.

Двигатель от беговой дорожки поставляется с прикрепленной к нему втулкой. Чтобы снять ее, плотно зафиксируйте плоскогубцами вал, выступающий из втулки, и поверните втулку по ходу часовой стрелки. Она отвинчивается по часовой стрелке, именно поэтому лопасти вращаются против хода часовой стрелки.

Сделайте шаблон втулки на листе бумаги, используя циркуль и транспортир.

Отметьте три отверстия, каждое из которых находится на расстоянии 6 см от центра круга и на равном расстоянии друг от друга.

Поместите этот шаблон на втулку и набейте на ней предварительные отверстия сквозь бумагу в отмеченных местах.

Просверлите эти отверстия сверлом 5,5 мм.

Нанесите на них резьбу метчиком 1/4″х20.

Прикрутите лопасти к втулке болтами 1/4«х20 мм. В этот момент внешние, близкие к границам втулки отверстия еще не просверлены.

Измерьте расстояние между прямыми кромками кончиков каждой лопасти. Отрегулируйте их так, чтобы они были равноудалены. Наметьте и набейте каждое отверстие на втулке сквозь каждую лопасть.

Сделайте отметки на каждой лопасти и втулке, чтобы Вы не перепутали места крепления каждой из них на более поздней стадии сборки.

Скрутите лопасти с втулки, просверлите и нанесите резьбу на эти три внешних отверстия.

Изготовление защитного рукава для двигателя.

Проведите на нашем отрезке ПВХ трубы диаметром 7,5 см вдоль ее длины две параллельные линии на расстоянии 2 см друг от друга. Разрежьте трубу по этим линиям.

Срежьте один из концов трубы под углом 45°.

Поместите остроносые плоскогубцы в образовавшуюся прорезь и осматривайте трубу сквозь нее.

Убедитесь, что отверстия под болты на двигателе отцентрированы по середине прорези в ПВХ трубе и поместите двигатель в трубу. С помощником сделать это намного легче.

Монтаж

Поместите двигатель на трубу квадратного сечения и прикрутите его к ней, используя болты 8х19 мм.

Разместите диод на квадратной трубе за двигателем на расстоянии 5 см от него. Прикрутите его к трубе саморезом.

Присоедините черный провод выходящий из двигателя к “плюсовому” входящему контакту диода (он обозначен АС со стороны “плюса”).

Присоедините красный провод выходящий из двигателя к “отрицательному” входящему контакту диода (он обозначен АС со стороны “минуса”).

Разместите хвостовик так, чтобы конец квадратной трубы, противоположный тому на котором размещен двигатель, проходил по его центру. Прижмите хвост к трубе при помощи струбцины или тисков.

Прикрутите хвостовик к трубе при помощи двух саморезов.

Разместите все лопасти на втулке таким образом, чтобы все отверстия совпали. Используя болты 6х20 мм и шайбы, прикрутите лопасти к втулке. Для трех отверстий внутреннего круга (ближайших к оси втулки) используйте по две шайбы, по одной с каждой стороны лопасти. Для трех остальных используйте по одной (со стороны лопасти, ближайшей к головке болта). Туго затяните.

Надежно зафиксируйте вал двигателя (который проходил через отверстие во втулке) плоскогубцами и, надев втулку, поворачивайте ее против хода часовой стрелки, пока она не закрутится до конца.

При помощи газового ключа плотно прикрутите патрубок 50 мм к маскирующему фланцу.

Зажмите патрубок в тисках так, чтобы фланец был расположен горизонтально над губками тисков.

Расположите квадратную трубу, несущую на себе двигатель и хвостовик, на фланце и добейтесь ее идеально сбалансированного положения. После достижения сбалансированности сделайте метки на квадратной трубе сквозь отверстия во фланце.

Просверлите эти два отверстия, используя сверло 5,5 мм. Возможно, придется скрутить для этого хвост и втулку, чтобы они не мешали Вам.

Прикрутите несущую квадратную трубу к фланцу двумя саморезами.

Для того, чтобы продлить срок службы Вашего ветрогенератора необходимо покрасить его лопасти, защитный рукав двигателя, основание и хвостовик.

Дополнительная информация

Для использования ветрогенератора Вам понадобится мачта, провода, амперметр, контроллер зарядки и аккумуляторные батареи.

Мачта является одним из самых важных компонентов ветрогенератора. Она должна быть прочной, устойчивой, надежно закрепленной и легко опускаемой/поднимаемой. Чем больше будет ее высота, тем большему воздействию ветра будет подвергаться ваш генератор. Проволочные растяжки должны быть расположены через каждые 5,5 м высоты мачты. Растяжки следует закрепить на земле на расстоянии от основания мачты составляющим как минимум 50% ее высоты.

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Ключевые узлы

Как говорилось, ветряной генератор можно сделать в домашних условиях. Надо подготовить определенные узлы для его надежного функционирования. Они включают:

  1. Лопасти. Изготавливать их можно из разных материалов.
  2. Генератор. Его тоже можно собрать собственноручно или же купить готовый.
  3. Хвостовая зона. Используется для движения лопастей по направлению вектора, обеспечивая предельно возможный КПД.
  4. Мультипликатор. Увеличивает скорость вращения ротора.
  5. Мачта для крепежа. Она играет роль элемента, на котором зафиксированы все указанные узлы.
  6. Натяжные тросы. Необходимы для фиксации конструкции в целом и защиты от разрушения под воздействием ветра.
  7. Аккумулятор, инвертор и контроллер заряда. Способствуют преобразованию, стабилизации энергии и ее накапливанию.

Новичкам следует рассматривать простые схемы роторного ветрогенератора.

Инструкция по изготовлению

Ветряк можно изготавливать даже из пластиковых бутылок. Он будет крутиться под действием ветра, издавая при этом шум. Возможных схем обустройства таких изделий существует много. Ось вращения допустимо располагать в них вертикально или горизонтально. Эти устройства используются в основном для борьбы с вредителями на приусадебном участке.

Самодельный ветрогенератор похож на бутылочный ветряк по конструкции, но размеры его больше, и он отличается более основательной конструкцией.

Если к ветряку для борьбы с кротами на огороде приделать мотор, он сможет давать электроэнергию и подпитывать, например, светодиодные светильники.

Сборка генератора

Для сборки ветряной электростанции обязательно потребуется генератор. В его корпус необходимо поставить магниты, которые будут обеспечивать электроэнергию в обмотках. Такой тип устройства имеют отдельные виды электродвигателей, к примеру, которые установлены в шуруповёртах. Но изготовить из шуруповерта генератор не удастся. Он не обеспечит необходимой мощности. Его хватит разве что на подпитку небольшой светодиодной лампы.

Из автомобильного генератора ветряную электростанцию тоже вряд ли получится сделать. Объясняется это тем, что в данном случае применяется обмотка возбуждения, получающая питание от аккумулятора, почему он и не подходит для этих целей. Следует подбирать самовозбуждающийся генератор оптимальной мощности либо купить готовую модель. Эксперты рекомендуют приобретать его в готовом виде, т. к. это устройство обеспечит высокий КПД, но никто не мешает сделать его своими руками. Предельная мощность у него будет находится на уровне 3,5 кВт.

Что потребуется взять:

  1. Статор. Для него используется 2 металлических листа, разрезанных на круги диаметром 500 мм. На каждый кусок наклеивают 12 неодимовых магнитов с диаметром 50 мм. Фиксируют их, несколько отступив от краев изделий, обязательно с чередованием полюсов. То же самое делают со второй окружностью, но полюсы ставят со сдвигом.
  2. Ротор. Конструкция включает в себя 9 катушек, которые наматываются медной проволокой диаметром 3 мм. Необходимо проделать по 70 витков во всех катушках. Чтобы разместить их, следует обустраивать немагнитную основу.
  3. Ось. Проделывают её в середине ротора. Надо отцентровать конструкцию, иначе она рассыплется под воздействием ветра.

Ставят ротор и статор и на дистанции 2 мм. Обмотки объединяют таким образом, чтобы получился 1-фазный источник переменного тока.

Создание лопастей

В ветреную погоду из готового устройства можно добывать 3,5 кВт мощности. При средней интенсивности воздушного потока этот показатель составляет не более 2 кВт. Устройство бесшумное, если сравнивать с моделями на электродвигателе.

Следует подумать о месте монтажа лопастей. В рассматриваемом примере изготавливается простая модификация ветрогенератора горизонтального типа с тремя лопастями. Можно попробовать изготовить вертикальной вариант, но КПД у него будет пониженным. В среднем он составит 0,3. Единственным преимуществом такой конструкции будет возможность работы при любом направлении ветра. Простые лопасти изготавливаются с помощью таких материалов:

  1. Древесина. Ее недостатком является появление трещин через некоторое время после запуска.
  2. Полипропилен. Идеальный вариант для генераторов небольшой мощности.
  3. Металл. Считается долговечным и надежным материалом, из которого можно изготавливать любые по размеру лопасти. Лучше всего подходит в данном случае дюралюминий.

Одно дело — изготовить своими руками лопасти для ветрогенератора, и совсем другое — обеспечить сбалансированность конструкции. Если все нюансы не будут учтены, сильный ветер без особого труда разрушит мачту. Как только лопасти будут изготовлены, вместе с ротором их устанавливают на монтажную площадку, где будет закреплена хвостовая часть.

Ветряк #1 — конструкция роторного типа

Можно сделать своими руками несложный ветряк роторного типа. Конечно, снабдить электроэнергией большой коттедж ему вряд ли будет под силу, зато обеспечить электричеством скромный садовый домик вполне под силу. С его помощью можно снабдить светом в вечернее время суток хозяйственные постройки, осветить садовые дорожки и придомовую территорию.

Подробнее о других видах альтернативных источников энергии можно прочитать в данной статье:

Так или почти так выглядит роторный ветрогенератор, сделанный своими руками. Как видите, в конструкции этого оборудования нет ничего сверхсложного

Подготовка деталей и расходников

Чтобы собрать ветрогенератор, мощность которого не будет превышать 1,5 КВт, нам понадобятся:

  • генератор от автомобиля 12 V;
  • кислотный или гелиевый аккумулятор 12 V;
  • преобразователь 12V – 220V на 700 W – 1500 W;
  • большая ёмкость из алюминия или нержавеющей стали: ведро или объёмистая кастрюля;
  • автомобильное реле зарядки аккумулятора и контрольной лампы заряда;
  • полугерметичный выключатель типа «кнопка» на 12 V;
  • вольтметр от любого ненужного измерительного устройства, можно автомобильный;
  • болты с шайбами и гайками;
  • провода сечением 2,5 мм2 и 4 мм2;
  • два хомута, которыми генератор будет крепиться к мачте.

Для выполнения работы нам будут нужны ножницы по металлу или болгарка, рулетка, маркер или строительный карандаш, отвертка, ключи, дрель, сверло, кусачки.

Большинство владельцев частных домов не признают использование геотермального отопления, однако подобная система имеет перспективы. Подробнее о преимуществах и недостатках данного комплекса можно прочитать в следующем материале:

Ход конструкторских работ

Мы собираемся изготовить ротор и переделать шкив генератора. Для начала работы нам понадобится металлическая ёмкость цилиндрической формы. Чаще всего для этих целей приспосабливают кастрюлю или ведро. Возьмем рулетку и маркер или строительный карандаш и поделим ёмкость на четыре равные части. Если будем резать металл ножницами, то, чтобы их вставить, нужно сначала сделать отверстия. Можно воспользоваться и болгаркой, если ведро не выполнено из крашеной жести или оцинкованной стали. В этих случаях металл неминуемо перегреется. Вырезаем лопасти, не прорезая их до конца.

Чтобы не ошибиться с размерами лопастей, которые мы прорезаем в ёмкости, необходимо сделать тщательные замеры и тщательно всё пересчитать

В днище и в шкиве размечаем и высверливаем отверстия для болтов. На этой стадии важно не торопиться и расположить отверстия с соблюдением симметрии, чтобы при вращении избежать дисбаланса. Лопасти следует отогнуть, но не слишком сильно. При выполнении этой части работы учитываем направление вращения генератора. Обычно он крутится по движению часовой стрелке. В зависимости от угла изгиба увеличивается и площадь воздействия потоков ветра, а, значит, и скорость вращения.

Это ещё один из вариантов лопастей. В данном случае каждая деталь существует отдельно, а не в составе ёмкости, из которой вырезалась

Раз каждая из лопастей ветряка существует отдельно, прикручивать нужно каждую. Преимущество такой конструкции в её повышенной ремонтопригодности

Ведро с готовыми лопастями следует закрепить на шкиве, используя болты. На мачту при помощи хомутов устанавливаем генератор, затем подсоединяем провода и собираем цепь. Схему, цвета проводов и маркировку контактов лучше заранее переписать. Провода тоже нужно зафиксировать на мачте.

Чтобы подсоединить аккумулятор, используем провода 4 мм2, длина которых не должна быть более 1-го метра. Нагрузку (электроприборы и освещение) подключаем с помощью проводов сечением 2,5 мм2. Не забываем поставить преобразователь (инвертер). Его включают в сеть к контактам 7,8 проводом 4 мм2.

Конструкция ветряной установки состоит из резистора (1), обмотки стартера генератора (2), ротора генератора (3), регулятора напряжения (4), реле обратного тока (5), амперметра (6), аккумулятора (7), предохранителя (8), выключателя (9)

Достоинства и недостатки такой модели

Если всё сделано правильно, работать этот ветрогенератор будет, не создавая вам проблем. При аккумуляторе 75А и с преобразователем 1000 W он может питать уличное освещение, охранную сигнализацию, приборы видеонаблюдения и т.д.

Схема работы установки наглядно демонстрирует то, как именно энергия ветра преобразуется в электричество и то, как она используется по назначению

Достоинства такой модели очевидны: это весьма экономичное изделие, хорошо поддаётся ремонту, не требует особых условий для своего функционирования, работает надежно и не нарушает ваш акустический комфорт. К недостаткам можно отнести невысокую производительность и значительную зависимость от сильных порывов ветра: лопасти могут быть сорваны воздушными потоками.

Изготовить солнечную батарею возможно и самостоятельно. Пошаговая инструкция расположена здесь:

Запуск и оценка эффективности

Даже если ветрогенератор был изготовлен по всем правилам, ошибочный выбор места для размещения мачты может сыграть злую шутку с мастером. Элемент должен стоять вертикально. Генератор вместе с лопастями лучше разместить как можно выше — там, где «гуляют» сильные ветры. Поблизости не должно располагаться домов, любых крупных зданий, отдельно растущих деревьев. Всё это будет загораживать потоки воздуха. Если обнаружены какие-либо помехи, следует разместить генератор на определенном расстоянии от них.

После того как установка начнёт работать, следует подсоединить мультиметр к ветви генератора и проверить, имеется ли напряжение. Систему можно считать готовой к полноценной эксплуатации. После этого остается выяснить, какое напряжение поступит в жилище и каким образом это будет происходить.

Как работает ветряк?

На фото готовые самодельные ветрогенераторы представлены вытянутыми металлическими конструкциями на трех или четырех опорах, с лопастями, двигающимися от ветра. В итоге получаемая потоком ветра кинетическая энергия преобразуется в механическую, которая в свою очередь запускает ротор и становится электрическим током.

Данный процесс является результатом налаженной работы нескольких обязательных составных элементов ветроэлектрической установки (ВЭУ):

  • Пропеллер из двух и более лопастей;
  • Ротор турбины;
  • Редуктор;
  • Контроллер;
  • Ось электрического генератора и генератор;
  • Инвертор;
  • Аккумулятор.

Также необходимо предусмотреть тормозной блок, гондолу, мачту, флюгер, низко и высокоскоростной вал. Устройство определяет и принцип работы ветрогенератора: вращающийся ротор производит трехфазный переменный ток, проходящий через систему контроллера и заряжающий аккумулятор постоянного тока.

Конечные амперы преобразуются инвертором и направляются по подключенной проводке к выходным точкам: розеткам, освещению, бытовой технике и электроприборам.

Процесс подключения в доме

После обустройства практически бесшумного ветряка с хорошей мощностью необходимо подключить к нему бытовые приборы. Собирая собственноручно такое устройство, следует позаботиться о покупке инверторного преобразователя с эффективностью 99%. В таком случае потери на переход постоянного тока в переменный будут наименьшими, а в корпусе будут присутствовать три узла:

  1. Аккумуляторный блок. Способен впрок накапливать энергию, которая генерируется устройством.
  2. Контроллер заряда. Обеспечивает более продолжительный срок службы аккумуляторных батарей.
  3. Преобразователь. Трансформирует постоянный ток в переменный.

Можно устанавливать оборудование для питания осветительных приборов и бытовой техники, которые могут функционировать на напряжении 12−24 Вольт. Потребность в инверторном преобразователе в таком случае отсутствует. Для приборов, позволяющих готовить пищу, лучше задействовать газовое оборудование с питанием от баллона.

Создайте свою собственную небольшую ветроэнергетическую систему (мягкая обложка)

$32,00

Обычно отправляется в течение 1-5 дней

Описание


Примечание издателя. Издатель не гарантирует качество, подлинность или доступ к каким-либо онлайн-разрешениям, включенным в продукт, для продуктов, приобретенных у сторонних продавцов.
ПОШАГОВОЕ РУКОВОДСТВО ПО ПОСТРОЕНИЮ МАЛОЙ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ С НУЛЯ

Этот практический ресурс, написанный экспертами по возобновляемым источникам энергии, содержит техническую информацию и простые инструкции, необходимые для использования ветра и производства электроэнергии. чистая, безопасная и надежная энергия для использования на месте.

Создайте свою собственную малую ветроэнергетическую систему В документе показано, как установить подключенную к сети или автономную установку для жилых помещений. Получите советы по оценке потенциала ветровой энергии на вашем участке, получению разрешений, финансированию вашего проекта, выбору компонентов, а также сборке и обслуживанию вашей системы.Картинки, диаграммы, диаграммы и графики иллюстрируют каждый шаг на этом пути. Вы также узнаете, как вы можете помочь в продвижении политики защиты от ветра на местном уровне. Сэкономьте деньги и уменьшите свой углеродный след с помощью этого практического руководства.

ПОКРЫТИЕ ВКЛЮЧАЕТ:

  • Проблемы и последствия малой энергии ветра
  • Электричество, энергия и наука о ветре
  • Определение того, подходит ли вам энергия ветра
  • Оценка участка
  • 22 Fin
  • 22 зонирование
  • Основы ветряной турбины
  • Выбор правильной ветряной турбины для работы
  • Баланс системы: батареи, инверторы и контроллеры
  • Установка, техническое обслуживание и устранение неисправностей
  • Будущие разработки в области ветроэнергетики

Об авторе


Кевин Ши основал и управляет RE Power, Inc., небольшой завод по производству биодизеля. Он также спроектировал и построил «Зеленый купол Лонг-Айленда» — крупнейший и первый в стране жилой дом с геодезическим куполом, сертифицированный по стандарту LEED, Energy Star. геотермальная система. Брайан Кларк Ховард — отмеченный наградами журналист-эколог с десятилетним опытом создания и управления первоклассным контентом для веб-сайтов, журналов, книг, информационных бюллетеней, блогов и многого другого.Он провел три года в качестве веб-редактора The Daily Green и пять лет в качестве управляющего редактора E/The Environmental Magazine (старейшего и крупнейшего независимого экологического журнала в США). Брайан является соавтором четырех книг по экологическим темам, в том числе «Зеленое освещение» и «Геотермальные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха».



Подробнее о продукте
ISBN: 978007176154
ISBN-10: 0071761578 0071761578
Издатель: MCGRAW HILL Tab
Дата публикации: 30 ноября 2011 г.
Страницы: 512
Язык: Русский
Категории: Русский

Самодельный ветрогенератор для дома своими руками.Сделать ветрогенератор своими руками как сделать ветряк в домашних условиях

Ветер — это чистый источник недорогой энергии, которую довольно легко получить. На наш взгляд, каждый сам в праве выбирать, где получать электроэнергию. Для этих целей нет ничего более практичного и эффективного, чем строительство ветрогенератора своими руками от подружки.

Общая схема ветрогенератора

Ветрогенератор в сборе


Большинство инструментов и материалов, упомянутых в данной инструкции, можно приобрести в магазине.Кроме того, мы настоятельно рекомендуем вам поискать компоненты, перечисленные ниже, у продавцов подержанных товаров или на местной свалке.

Вопрос безопасности имеет для нас первостепенное значение. Ваша жизнь намного ценнее дешевого источника электроэнергии, поэтому соблюдайте все правила техники безопасности, связанные со строительством ветряка. Более быстрые детали, электрические разряды и резкие погодные условия могут сделать ветрогенератор довольно опасным.

Конструкция этого ветрогенератора для дома проста и эффективна, при этом он быстро и легко собирается.Вы можете использовать энергию ветра без каких-либо ограничений.

Аксессуары для ветрогенератора

В данном руководстве используется двигатель постоянного тока от беговой дорожки (питание 260В, 5А, при подключении к нему 15 см. 15 см. При скорости ветра около 48 км/ч выходной ток достигает 7 А. Это небольшой, простой и дешевый агрегат, с которого Вы можете начать осваивать энергию ветра

Можно использовать любой другой двигатель постоянного тока, который дает не менее 1В на 25 об/мин и может работать с током более 10 ампер.При необходимости можно изменить список требуемых комплектующих (например, найти втулку отдельно от двигателя — для этих целей подойдет полотно циркулярной пилы с валовым переходником на 1,6 см).

Инструмент для сборки ветрогенератора


Дрель
— Сверла (5,5 мм, 6,5 мм, 7,5 мм)
— Электровик
— Газовый ключ — Регулируемый ключ

/90. или зажим


— Инструмент для снятия изоляции с кабеля
— Рулетка
— Маркер
— Циркуль
— Транспортировка
— Метчик для нарезания резьбы на 1/4″x20
— Помощник

Материалы для сборки ветрогенератора

  • 3

    4

    Лодочный брус:
    — Труба квадратного сечения 25х25 мм (длина 92 см)
    — Фланец маскировочный на трубу 50 мм
    — Насадка 50 мм (длина 15 см)
    — Саморезы 19 мм (3 шт.) .)

    Примечание: Если у вас есть возможность воспользоваться сварочным аппаратом, то заварите отрезок трубы 50 мм с длиной квадратной трубы 15 см, без использования фланца, насадки и саморезов.

    Двигатель:
    Двигатель постоянного тока от беговой дорожки (260В, 5А) с прикрепленным к нему 15 см
    Диодный мост (30 — 50 А)
    Болты двигателя 8×19 мм (2 шт.)
    Отрезок полихлорвиниловой трубы 7,5 см (длина 28 см)

    Хвостовик:
    Квадратный кусок жести 30х30см
    Саморез 19 мм (2 шт.)

    Ножи:
    Отрезок полихлорвиниловой трубы длиной 20 см длиной 60 см (если устойчив к ультрафиолетовому излучению, красить не надо)
    Болты 6х20 мм (6 шт.)
    Шайбы 6 мм (9 шт.)
    Листы бумаги А4 (3 шт.)
    Скотч

    Сборка ветрогенератора

    Нарезка лезвий — у нас будет три комплекта лезвий (всего девять штук) и тонкая полоска отходов.

    Поместите нашу трубу ПВХ длиной 60 см на ровную поверхность вместе с отрезком квадратного сечения (можно использовать любой другой достаточно длинный предмет с ровным краем).Плотно прижмите их друг к другу и проведите по трубе ПВХ в месте их соприкосновения по всей ее длине. Эту линию назовем А.

    Сделайте маркеры с каждого конца линии А, отступив от края трубы 1-1,5 см.

    Склеить вместе три листа бумаги формата А4 так, чтобы они образовали длинный прямой лист бумаги. К ним вам предстоит оборачивать трубу, прикладываясь по очереди к только что сделанным на ней отметкам. Следите за тем, чтобы короткая сторона бумажки плотно и плавно примыкала к линии А, а длинная – плавно перекрывалась в тех местах, где находится сама латунь.С каждого конца трубы проведите по краю бумаги. Назовем одну из этих линий в, другую — S.

    Возьмите трубу так, чтобы конец трубы, ближайший к линии, смотрел вверх. Начните с пересечения линий А и В и сделайте отметки на линии через каждые 145 мм, двигаясь левее линии А. Последний отрезок должен получиться длиной около 115 мм.

    Перевернуть трубу под тот конец, который ближний к S. Начать с точки пересечения линий А и С, а также нанести метку на линию через каждые 145 мм, но двигаться нужно от линии А.

    С помощью квадратной трубы соедините соответствующие точки на противоположных концах труб из ПВХ.

    Разрежьте трубу по этим линиям с помощью электроловки, чтобы у вас получилось четыре полосы шириной 145 мм и одна — около 115 мм.

    Расправьте все полоски внутренней поверхности трубы вниз.

    Сделать на каждой полосе маркер по узкой стороне с одного конца, отступив от левого края 115 мм.

    Повторите то же самое с другого конца, отступив 30 мм от левого края.

    Соедините эти точки линиями, пересекая полоски отрезанной трубы по диагонали. Лобзиком распилите пластик по этим линиям.

    Полученные лопасти опустили внутреннюю поверхность трубы вниз.

    Сделайте на каждой отметке по линии диагональный разрез на расстоянии 7,5 см от широкого конца лезвия.

    Сделайте еще одну отметку на широком конце каждого лезвия на расстоянии 2,5 см от длинной прямой кромки.

    Соедините эти точки линии и отрежьте на ней получившийся уголок.Он защитит лопасти от бокового ветра.

    Обработка лопастей ветряных турбин

    Чтобы получить желаемый профиль, необходимо обрабатывать лопасти. Это повысит их эффективность, а также сделает их вращение более тихим. Передний край должен быть закруглен, а задний должен быть заостренным. Для уменьшения шума любые острые углы должны быть скруглены.

    Хвостовик режущий

    Размеры хвостовика решающего значения не имеют.Вам понадобится легкий кусок размером 30х30 см, желательно металлический (жестяной). Черенку можно придать любые очертания, главный критерий – его жесткость.

    Сверление отверстий в трубе квадратного сечения — используйте сверло 7,5 мм.

    Установите двигатель на передний конец квадратной трубы так, чтобы втулка выступала за край трубы, а отверстия под крепежные болты смотрели вниз. Отметьте положение отверстий на трубе и просверлите трубу в отмеченных местах насквозь.

    Отверстия в маскирующем фланце — Этот момент будет описан ниже, в разделе данной инструкции, посвященном установке, так как эти отверстия определяют баланс конструкций.

    Сверление отверстий в лезвиях — Используйте сверло 6,5 мм.
    Отметьте два отверстия на широком конце каждого из трех лезвий вдоль их прямого (заднего) края. Первое отверстие должно быть на расстоянии 9,5 мм от прямой кромки и 13 мм от нижнего края лезвия. Второй — 9.5 мм от прямой кромки и 32 мм от нижней кромки лезвия.

    Просверлите эти шесть отверстий.

    Сверление и вырезание отверстий во втулке — Используйте сверло 5,5 мм и тестер 1/4.

    Двигатель от беговой дорожки поставляется с прикрепленной к нему втулкой. Для ее снятия плотно зафиксируйте плоскогубцами вал, выступающий из втулки, и поверните втулку по часовой стрелке. Она откручивается по часовой стрелке, из-за чего лопасти вращаются против хода часовой стрелки.

    Изготовить шаблон рукава на листе бумаги с помощью схемы и транспорта.

    Наметьте три отверстия, каждое из которых расположено на расстоянии 6 см от центра круга и на равном расстоянии друг от друга.

    Поместите этот шаблон на рукав и проведите на нем предварительные отверстия через бумагу в отмеченных местах.

    Просверлите эти отверстия сверлом 5,5 мм.

    Нанесите на них резьбу по метке 1/4″х20.

    Прикрутите лопасти к втулке болтами 1/4″х20 мм.На данный момент внешние, близкие к границам отверстий отверстия еще не просверлены.

    Измерьте расстояние между прямыми краями кончиков каждого лезвия. Отрегулируйте их так, чтобы они были равноудалены. Отметьте и напечатайте каждое отверстие на рукаве через каждое лезвие.

    Сделайте маркеры на каждом лезвии и втулке, чтобы не перепутать места крепления каждого из них на более позднем этапе сборки.

    Выкрутите лопасти из втулок, просверлите и нанесите резьбу на эти три наружных отверстия.


    Изготовление защитного рукава двигателя.

    Проведите на нашем отрезке ПВХ трубы диаметром 7,5 см по ее длине две параллельные линии на расстоянии 2 см друг от друга. Разрежьте трубу по этим линиям.

    Срежьте один из концов трубы под углом 45°.

    Вставьте острые плоскогубцы в образовавшуюся прорезь и осмотрите через нее трубу.

    Убедитесь, что отверстия для болтов двигателя расположены по центру прорези в трубе из ПВХ, и поместите двигатель в трубу.С помощником сделать это намного проще.

    Установка

    Установите двигатель на угольник квадратного сечения и прикрутите его к нему с помощью болтов 8×19 мм.

    Поместите диод на квадратную трубку за двигателем на расстоянии 5 см от него. Прикрутите его к трубе саморезом.

    Черный провод, выходящий из двигателя, присоедините к «плюсу» входящего контакта диода (обозначен динамиком со стороны «плюса»).

    Красный провод, выходящий из двигателя, подключить к «минусовому» входящему диодному контакту (обозначен АУ со стороны «минуса»).

    Расположите хвостовик так, чтобы конец квадратной трубы, напротив которой размещается двигатель, проходил через его центр. Прижмите хвост к трубе струбциной или тисками.

    Прикрутите хвостовик к трубе двумя винтами.

    Поместите все лезвия на втулку так, чтобы все отверстия совпадали. С помощью болтов 6х20 мм и шайб прикрутите лопасти к втулке.Для трех отверстий внутреннего круга (ближайших к оси втулки) используйте две шайбы, по одной с каждой стороны лезвия. Для остальных используйте один (со стороны лезвия рядом с головкой болта). Затянуть затянуть.

    Надежно зафиксируйте вал двигателя (который прошел через отверстие во втулке) пассатижами и, надев втулку, поверните ее против времени по часовой стрелке до упора.

    С помощью газового ключа плотно привинтить насадку 50 мм к маскирующему фланцу.

    Удерживайте насадку в тисках так, чтобы фланец располагался горизонтально над губками тисков.

    Поместите квадратную трубу, несущую двигатель и хвостовик, на фланец и добейтесь идеально сбалансированного положения.
    После достижения баланса сделайте метки на квадратной трубе через отверстия во фланце.

    Просверлите эти два отверстия сверлом 5,5 мм. Возможно, вам придется выкрутить за это хвост и рукав, чтобы они вам не мешали.

    Привинтите несущую квадратную трубу к фланцу двумя винтами.

    Мы рассказывали в одном из прошлых материалов. Сегодня вашему вниманию будут представлены модели ВЭУ, построенные пользователями нашего портала.Также поделимся полезными советами, которые помогут собрать установку и не допустить ошибок. Строительство ветрогенератора своими руками – задача сложная. Не каждая (даже опытная) практика может не справиться с ее решением. Однако любая вовремя обнаруженная ошибка может быть исправлена. Мастеру — голова и руки.

    В статье обсуждаются вопросы:

    • Из каких материалов и по каким чертежам можно изготовить лопасти ветряка.
    • Порядок сборки осевого генератора.
    • Стоит ли переделывать автогенератор под ВЭУ и как это сделать правильно.
    • Как защитить ветрогенератор от непогоды.
    • На какой высоте установить ветрогенератор.

    Изготовление лезвий

    Если у вас нет опыта самостоятельного изготовления шурупов для дома ВЭУ, рекомендуем не искать сложных решений, а воспользоваться простым методом, доказавшим свою эффективность на практике. Он заключается в изготовлении лопастей из обычной канализационной трубы ПВХ.Этот метод прост, доступен и дешев.

    Михаил26. Форум пользователей.

    Теперь о лопатках: изготовлены из 160-й красной канализационной трубы с вспененным внутренним слоем. Поставляется по расчету представленному на фото.

    Трубка «Рыжая» упоминается пользователем не случайно. Именно этот материал лучше держит форму, устойчив к перепадам температур и дольше служит (по сравнению с трубами ПВХ серого цвета).

    Чаще всего в домашней ветроэнергетике используются трубы диаметром от 160 до 200 мм. С них и следует начинать свои эксперименты.

    Форма и конфигурация лопастей являются параметрами, зависящими от диаметра трубы, из которой они изготовлены, от диаметра ветродвигателя, от скорости рабочего винта и других расчетных характеристик. Чтобы не забивать голову аэродинамическими расчетами, можете воспользоваться выложенным на нашем портале.Он определит геометрию лопастей, подставляя в расчетную таблицу свои значения (диаметр трубы, скорость вращения шнека и т. д.).

    Михаил26.

    Я приспособился к распилу электровелосипеда. Получается действительно быстро и эффективно. Примечание: Обязательно нанесите на лобзик большой свободный ход розового, чтобы пробойник не съел и не сломался.

    Конструкция осевого генератора

    Выбирая выбор между трехфазным или однофазным генератором, лучше остановить свой выбор на первом варианте.Трехфазный источник тока менее подвержен вибрациям, возникающим из-за неравномерности нагрузки, и позволяет получать постоянную мощность при одинаковых оборотах ротора.

    Боб6. Форум пользователей.

    Однофазные ветрогенераторы не должны: Испытаны и давно проверены на практике. Только на трех фазах можно получить приличные генераторы.

    Расчетные параметры генератора, о которых мы рассказывали в нашем предыдущем материале, определяются текущими потребностями в электроэнергии.А на практике они соответствуют объему вырабатываемой мощности, конструкция аксиального генератора должна соответствовать определенным требованиям:

    1. Толщина всех дисков (ротора и статора) должна быть равна толщине магнитов.
    2. Оптимальное соотношение катушек и магнитов — 3:4 (на каждые 3 катушки — 4 магнита). На 9 катушек — 12 магнитов (по 6 на каждый диск ротора), на 12 катушек — 16 магнитов и так далее.
    3. Оптимальное расстояние между двумя соседними магнитами, расположенными на одном диске, равно ширине этих магнитов.

    Увеличение расстояния между двумя соседними магнитами приведет к неравномерной выработке электроэнергии. Можно уменьшить это расстояние, но лучше все же соблюдать оптимальные параметры.

    Алексей2011 Пользователь форума.

    Ошибочно делать расстояние между магнитами равным половине ширины магнита. Прав был один человек, когда сказал, что расстояние должно быть не меньше ширины магнита.

    Если не углубляться в скучную теорию, то схема перекрытия катушек осевого генератора постоянными магнитами на практике должна выглядеть так.

    В каждый момент времени одинаковые полюса магнитов аналогичным образом перекрывают обмотки катушек с отдельной фазой.

    Алексей2011

    Вот как в реале: все совпадает с картинкой почти на 100%, только катушки совсем немного отличаются по форме.

    Последовательность сборки осевого генератора Рассмотрим на примере устройства, собранного пользователем Алексей2011 .

    Алексей2011

    В этот раз делаю дисковый аксиальный генератор.Диаметр циферблата — 220 мм, магниты — 50*30*10 мм. Итого — 16 магнитов (8 штук на дисках). Катушки наматывались проводом Ø1,06 мм по 75 витков. Катушки — 12 шт.

    Производство статора

    Как видно на фото, катушки имеют форму, похожую на вытянутую каплю воды. Это сделано для того, чтобы направление движения магнитов было перпендикулярно длинной стороне катушки (именно здесь индуцируется максимальная ЭДП).

    При использовании круглых магнитов внутренний диаметр катушки должен приблизительно соответствовать диаметру магнита.При использовании квадратных магнитов конфигурация витков катушки должна быть построена таким образом, чтобы магниты перекрывали прямые отрезки витков. Установка более длинных магнитов не имеет смысла, так как максимальные значения ЭДС возникают только на тех участках проводника, которые расположены перпендикулярно направлению движения магнитного поля.

    Изготовление статора начинается с намотки катушек. Катушки проще всего наматывать по заранее заготовленному рисунку.Шаблоны самые разные: от небольших ручных приспособлений до миниатюрных самодельных станков.

    Катушки каждой отдельной фазы соединены друг с другом. Конец первого витка соединяется с началом четвертого, конец четвертого — с началом седьмого и т. д.

    Напомним, что при соединении фаз по схеме «Звезда» концы обмоток (фаз) устройства соединяются в один общий узел, который будет нейтралью генератора.При этом три свободных провода (начало каждой фазы) подключаются к трехфазному диодному мосту.

    Когда все катушки собраны в единую схему, можно подготовить форму под заливку статора. После этого погружаем в форму всю электрическую часть и заливаем эпоксидной смолой.

    Изготовление ротора для осевого

    Чаще всего самодельные аксиальные генераторы делают на основе автомобильной ступицы и совместимых с ней тормозных дисков (можно использовать самодельные металлические диски, как это сделал Алексей2011 ).Схема будет следующая.

    В этом случае диаметр статора больше диаметра ротора. Это позволяет прикрепить статор к раме ветрогенератора металлическими шпильками.

    Алексей2011

    Шпильки для крепления стойки статора М6 (в количестве 3 шт). Это исключительно для проверки генератора. Впоследствии их будет 6 штук (М8). Думаю, что для генератора такой мощности будет вполне достаточно.

    В некоторых случаях диск статора крепится к неподвижной оси генератора. Такой подход позволяет сделать конструкцию генератора менее габаритной, но принципы работы устройства не меняются.

    Противоположные магниты должны быть направлены друг к другу разными полюсами: если магнит повернут к стату генератора своим южным полюсом «S», то противоположный магнит, расположенный на втором диске, должен быть обращен к статору полюсом «Н». В то же время магниты, расположенные вблизи одного диска, также должны быть ориентированы разнонаправленно.

    Мощность магнитного поля, которое создают неодимовые магниты, достаточно велика. Поэтому регулировать расстояние между дисками статора и ротором генератора следует с помощью шпильчато-резьбового соединения.

    Вариант конструкции, в котором диаметр ротора больше диаметра статора. Статор в этом случае крепится к неподвижной оси устройства.

    Также для регулировки расстояния между дисками можно использовать распорные втулки (или шайбы), которые устанавливаются на неподвижной оси генератора.

    Расстояние между магнитами и статором должно быть минимальным (1…2 мм). Приклеить магниты на диски генератора можно обычным суперклеем. Наклейку магнита правильнее выполнять по заранее подготовленному шаблону (например, из фанеры).

    Вот какие предварительные тесты генератора выполнил пользователь Алексей2011 с помощью отвертки: при 310 рп с аппарата сняли 42 вольта (соединение — звезда). С одной фазы получается 22 вольта.Расчетное сопротивление той же фазы равно 0,95 Ом. После подключения АКБ отверткой удалось раскрутить генератор до 170 об/мин, зарядный ток 3,1а.

    После долгих экспериментов, которые были связаны с модернизацией рабочего винта и другими менее масштабными доработками, генератор продемонстрировал свои максимальные характеристики.

    Алексей2011

    Наконец к нам пришел ветер, и я зафиксировал максимальную мощность ветряка: ветер усилился, и порывы достигли 12-4м/с.Максимальная фиксированная мощность — 476 Вт. При ветре 10м/с ветряк выдает около 300 Вт.

    Ветроэнергетическая установка от автомобильного генератора

    Популярным решением среди практикующих изготовление ВЭУ своими руками является переделка автомобильного генератора под альтернативные нужды. Несмотря на всю привлекательность такой затеи, следует отметить, что автомобильный генератор в том виде, в котором он установлен на двигателе автомобиля, использовать в составе ветряной электростанции достаточно проблематично.Скажи мне — почему:

    1. Во-первых, обмотка катушек штатного автомобильного генератора состоит всего из 5…7 витков. Поэтому, чтобы такой генератор начал заряжать аккумулятор, его ротор нужно раскрутить примерно до 1200 об/мин.
    2. Во-вторых, магнитная индукция в штатном автомобильном генераторе возникает за счет катушки возбуждения, встроенной в ротор устройства. Чтобы такой генератор работал без подключения к дополнительному источнику питания, его необходимо оснастить постоянными магнитами (желательно — неодимовыми) и внести определенные коррективы в обмотку статора.

    Михаил26.

    Переделанный автогенератор (на магнитах) имеет право на жизнь. у меня два таких. На ветру 8 м/с с двухметровыми винтами дают честные 300 ватт каждый.

    Переоформление автомобильного генератора под ВЭУ требует определенного навыка. Поэтому начинать его желательно, имея опыт перемотки асинхронных двигателей или генераторов со стандартным цилиндрическим статором (и те, и другие при желании можно превратить в альтернативную энергетическую установку).Переделка автомобильного генератора имеет свои нюансы. Разобраться в них будет гораздо проще, если вы обратитесь к тем, кто сумел добиться определенных успехов в этой области.

    Защита кабеля от скручивания

    Как известно, ветер не имеет постоянного направления. И если ваш ветрогенератор будет вращаться вокруг своей оси как флюгер, то без дополнительных мер защиты кабель, идущий от ветрогенератора к другим элементам системы, быстро скрутится и уже через несколько дней придет в негодность.Предлагаем вашему вниманию несколько способов защиты от подобных неприятностей.

    Первый способ: разъемное соединение

    Самым простым, но совершенно непрактичным способом защиты является установка штекерного кабельного соединения. Коннектор позволяет вручную расплести скрученный кабель, отключив ветрогенератор от системы.

    w00w00. Форум пользователей.

    Знаю некоторые внизу кладут что-то вроде вилки с розеткой.Прокрутил кабель — отключился от розетки. Потом — раскрутил и воткнул вилку обратно. И мачту игнорировать не надо, и токи не нужны. Прочитал на форуме самодельных ветряков. Судя по словам, все работает и не слишком часто перекручивает кабель.

    Способ второй: Использование жесткого троса

    Некоторые пользователи советуют подключать к генератору толстые, эластичные и жесткие кабели (например, сварочные). Метод, на первый взгляд, ненадежный, но имеет право на жизнь.

    пользователь343. Форум пользователей.

    На одном сайте нашел: наш метод защиты — использование сварочного троса с жестким резиновым покрытием. Проблема скрученных проводов в конструкции малых ветряков сильно затирается, а сварочный трос № 4… № 6 обладает особыми качествами: жесткая резина не дает кабелю скручиваться и препятствует повороту ветряка в ту же сторону.

    Третий метод: установка токосъемных колец

    На наш взгляд, полностью защитить кабель от скручивания поможет только установка специальных токосъемных колец.Именно так пользователь реализовал в конструкции своего ветрогенератора Михаил 26.

    Защита ветрогенератора от грозы

    Речь идет о защите устройства от ураганов и сильных порывов ветра. На практике это реализуется двумя способами:

    1. Ограничение скорости ветра с помощью электромагнитного тормоза.
    2. Инволюция плоскости вращения винта от прямого воздействия ветрового потока.

    Первый способ основан на ветрогенераторе. Мы уже рассказывали о нем в одной из предыдущих статей.

    Второй способ предполагает установку складного оперения, что позволяет ветру ветра направлять винт навстречу ветровому потоку, а во время шторма, наоборот — уносить винт из-под ветра.

    Складывание хвоста происходит по следующей схеме.

    1. В безветренную погоду хвост расположен немного под наклоном (вниз и в сторону).
    2. При номинальной скорости ветра хвост выпрямляется, а винт становится параллельным воздушному потоку.
    3. При превышении скорости ветра номинальных значений (например, 10 м/с) давление ветра на винт становится больше силы, создаваемой хвостовым грузом. В этот момент начинает развиваться хвост, и винт уходит из-под ветра.
    4. Когда скорость ветра достигает критических значений, плоскость вращения винта становится перпендикулярной ветровому потоку.

    При ослаблении ветра хвост под собственным весом возвращается в исходное положение и поворачивает винт навстречу ветру. Для того чтобы хвост возвращался в исходное положение без дополнительных пружин, используется поворотный механизм с наклонным кикером (шарниром), который устанавливается на оси поворота хвоста.

    Оптимальная площадь хвостового оперения 15%…20% от площади ветрового масла.

    Вашему вниманию представлен самый распространенный вариант механической защиты ветрогенератора.В том или ином виде он успешно применяется на практике пользователями нашего портала.

    Watchcat. Форум пользователей.

    При грозе надо винт тормозить по ветру из-под ветра. У меня, например, при слишком сильном ветре ветряк опрокидывается с перекосом. Не лучший вариант, ведь возврат в рабочее положение сопровождается ощутимым ударом. Но за десять лет ветряк не сломался.

    Несколько слов о правильной установке ветрогенератора

    При выборе места и высоты мачты, которые бы оптимально подходили для установки ветрогенератора, следует ориентироваться на множество факторов: рекомендуемую высоту, наличие препятствий вблизи ВЭУ, а также собственные наблюдения и измерения.

    Для того, чтобы рассчитать оптимальную высоту мачты для домашнего ВЭУ, необходимо к высоте ближайшего препятствия (дерево, постройки и т.д.), которое находится в радиусе 100 метров от мачты ветряка, добавить еще 10 метров. Так вы получите высоту нижней точки ветрозащиты.

    Лео2. Форум пользователей.

    В США, например, минимальная рекомендуемая высота мачты для ВЭУ мощностью в несколько кВт — 15 м, но чем выше, тем лучше.Нижняя часть ветров должна быть не менее чем на 10 м выше ближайшего высокого препятствия. Конечно, предварительно нужно осмотреть местность и подобрать оптимальную высоту мачты. На глаз это может сделать только очень опытный специалист. Во всех остальных случаях необходимо проводить тщательные измерения в течение года (как минимум).

    В процессе установки самодельных ветрогенераторов очень часто теория расходится с практикой, поэтому в среднем самодельные мачты имеют высоту от 6 до 12 метров.Основное преимущество самодельных ступеней (мачт) в том, что если какие-то параметры не соответствуют вашим потребностям, конструкцию, размеры и высоту установки в любой момент можно изменить.

    Перед проведением сварочных работ, связанных с ремонтом или модернизацией конструкции, генератор необходимо отключить и снять с мачты. В противном случае под действием сварочных токов постоянные магниты могут выйти из строя (разряжаться).

    Богатый опыт пользователей Forumhouse собран в одном из разделов нашего строительного портала.Если вы серьезно интересуетесь альтернативной энергетикой, рекомендуем прочитать статью, посвященную (аккумуляторам). Наверняка вас также заинтересует небольшое видео об особенностях правильного построения мощной и функциональной системы электроснабжения загородного дома, которая по классической схеме подключается к стандартной трансформаторной подстанции.

    Многие владельцы загородных домов хотели бы использовать альтернативные источники энергии. Аналогичного мнения придерживаются и жители городских квартир из-за перманентного роста стоимости электроэнергии.При желании можно собрать простой ветрогенератор и установить его на своем участке.

    Правовые вопросы установки ветряка

    Перед началом работ по созданию ветрогенератора следует разобраться в правомерности использования данного агрегата. Для того чтобы обеспечить дачный участок электричеством, достаточно использовать параметры, не превышающие 1 кВт. На территории России они считаются отечественными, и нет разрешения или сертификата на их использование.

    Также государством также не предусмотрены дополнительные налоги на производство энергии для бытовых нужд. В итоге можно смело собирать ветряки своими руками для дома и пользоваться бесплатной электроэнергией. Однако необходимо дополнительно проконсультироваться в местных органах власти на предмет наличия каких-либо правовых норм по этому вопросу.

    Кроме того, не стоит исключать возможность жалоб со стороны соседей, если они начнут испытывать неудобства при использовании данного агрегата. Решив собрать ветрогенератор своими руками, стоит обратить внимание на несколько его параметров:

    Кроме того, претензии могут возникнуть у природоохранных служб, если ветряк будет препятствовать миграции птиц. Однако такая ситуация крайне маловероятна.

    Принцип действия

    Ветрогенератор — устройство, преобразующее кинетическую энергию ветра в механическую с последующим ее преобразованием в электрическую.Это связано с вращением ротора генератора. Блок состоит из следующих элементов:

    • Лезвия.
    • Ротор турбины.
    • Генератор с подвижной осью.
    • Инвертор для преобразования переменного тока в постоянный.
    • Аккумуляторы.

    На лопасти действуют три силы, две из которых, подъемная и импульсная, преодолевают третью (тормозную) и ведут маховик. Вращательное движение передается на ротор генератора, а при его вращении в статоре создается магнитное поле.В результате появляется переменный ток, который затем преобразуется в постоянный и с помощью специального контроллера заряжает аккумулятор.

    Типы ветрогенераторов

    Электроустановки этого типа принято классифицировать по нескольким параметрам. Одним из основных здесь можно считать количество лопастей, так как мультилавы начинают работать даже при слабом ветре. Решив собрать ветрогенератор для дома своими руками, следует помнить, что лопасти могут быть парусными или жесткими.Изготавливать изделия первого типа проще всего, но они не отличаются высокой прочностью и требуют частого ремонта.

    Доступны обмотки и по расположению оси вращения — горизонтальные и вертикальные. Каждый из этих типов имеет как преимущества, так и недостатки. Если вертикальные устройства более чувствительны, то горизонтальные отличаются большей мощностью. Последний признак классификации обмоток фиксированный или переменный шаг. В домашних условиях проще собрать агрегат первого типа.

    Поворотная установка

    Собрать такую ​​ветряную электростанцию ​​достаточно просто.В этом случае его мощности будет достаточно для обеспечения всех потребностей садового участка в электроэнергии.

    Подготовительный этап

    Дачные домовладельцы могут спокойно ориентироваться на мощности около 1,5 кВт. Самым простым устройством будет агрегат с вертикальной осью вращения. Для его создания потребуются следующие детали и материалы:

    Дополнительно потребуются болты с гайками, измерительный инструмент, болгарка или ножницы по металлу и дрель.

    Инструкция по изготовлению

    Основой будущего агрегата будет цилиндрическая емкость, например, бочка или ведро. Его необходимо нанести разметкой, разделив емкость на четыре равные части. После этого следует разрезать металл (не полностью), чтобы получить лезвия. В шкиве и дне бака просверливаются отверстия, которые должны располагаться строго симметрично, чтобы не было дисбаланса при работе.

    После этого лопатки отбраковываются с учетом направления вращения используемого генератора, чаще всего в направлении движения часовой стрелки.Также следует помнить, что угол изгиба лопастей оказывает влияние на скорость вращения воздушного винта. Насадив лопатку на шкив, генератор с помощью хомута крепится на мачте.

    Основная часть работы на этом завершена, осталось только собрать электрическую цепь. Чтобы облегчить эту задачу, при установке генератора на мачту стоит нарисовать составную схему. Для подключения аккумулятора используйте метровый отрезок провода сечением в 4 мм 2 .В свою очередь, для соединения блока с сетью использовать проводник 2,5 мм 2 . Инвертор также подключается с помощью большего сечения.

    Если все работы проводились в соответствии с инструкцией, то ветряк будет работать исправно, и проблем с его эксплуатацией быть не должно. При этом достоинств роторной установки гораздо больше, чем недостатков. Последнее можно объяснить лишь достаточно высокой чувствительностью к сильным порывам ветра.

    Блок осевого типа

    Поскольку рынок был насыщен неодимовыми магнитами, стоимость этой продукции значительно снизилась.В итоге именно на их основе собрать эффективный ветряк. Основой осевого генератора будет ступица с тормозными дисками от машины. Перед началом работы его необходимо очистить, проверить и смазать подшипники, а также покрасить.

    Установка магнитов

    Всего потребуется около 20 магнитов размером 20х8 мм. При желании можно использовать больше этих продуктов. Однако в такой ситуации следует руководствоваться двумя правилами:

    • Если генератор однофазный, количество магнитов должно соответствовать количеству полюсов.
    • Для трехфазного устройства следует придерживаться соотношения полюсов и катушек соответственно 2/3 или 4/3.

    Магниты просто наклеены на диски ротора Но при этом их полюса должны чередоваться. Чтобы все сделать правильно, стоит заранее сделать выкройку отряда. Предпочтение следует отдавать магнитам прямоугольной формы, так как при работе они создают магнитное поле по всей длине. Следует также отметить, что противоположные магниты должны иметь разные полюса.

    Выбор типа генератора

    При сравнении однофазного и трехфазного устройства второе выглядит предпочтительнее. Одним из основных недостатков однофазного генератора являются вибрации, возникающие при работе. Причина их появления кроется в различии амплитуд тока, так как его возврат происходит неравномерно. Благодаря фазовой компенсации в трехфазной модели поддерживается постоянная мощность.

    Кроме того, отдача однофазного устройства примерно на 50% меньше.На этом преимущества 3-х фазного генератора не заканчиваются. Так как вибрации при ней не возникает, показатели шума всей ветровой установки будут значительно ниже. При этом не стоит забывать об увеличении срока эксплуатации, если выбор пал на модель трехфазного генератора.

    Изготовление рулонов

    В созданном виндмастере процесс зарядки аккумулятора должен начинаться при частоте вращения ротора 100-150 об/мин. Таким образом, общее количество витков на всех катушках находится в пределах 1000-1200.Если эти числа разделить на количество используемых катушек, то можно рассчитать количество витков на каждой из них.

    Следует помнить, что за счет увеличения количества полюсов можно увеличить мощность всей установки при работе на малых оборотах. На характеристики самодельного генератора серьезное влияние оказывает не только количество магнитов, но и их толщина. Суммарная мощность генератора может быть рассчитана экспериментальным путем. Для этого после изготовления одной катушки ее следует прокрутить в приборе и измерить напряжение на определенном количестве оборотов без нагрузки.

    Дальнейшие расчеты достаточно просты. Можно предположить, что при сопротивлении 3 Ом при 150 об/мин на выходе получилось 27 В. Если из этого значения вычесть номинальное напряжение аккумулятора (в данном случае 12 В), то получится 15 вольт. . Чтобы определить силу тока, результат (15 В) нужно разделить на сопротивление катушки (3 Ом), что дает 5 ампер. Витки должны быть закреплены между собой. Моторно, а внешние концы фаз соединяются треугольником или звездой.После сборки генератора его следует проверить на работоспособность.

    Конечная ступень в сборе

    Высота мачты в среднем должна быть от 6 до 12 метров, а ее основание должно быть бетонным. Ветряк крепится на вершине мачты и для упрощения ремонтных работ стоит предусмотреть механизм его подъема и спуска, который будет приводиться в движение с помощью ручной лебедки.

    Для изготовления пропеллера отлично подойдет труба ПВХ диаметром 160 мм.Подбор формы лопастей осуществляется опытным путем, и основной задачей на данном этапе является увеличение крутящего момента при работе на малых оборотах. Для защиты винта от сильных порывов ветра стоит оснастить его складным оперением.

    Каждая из рассмотренных моделей ветряков имеет определенные преимущества и недостатки. Они могут быть достаточно эффективны в разных регионах, но максимальный результат будет получен в районах с частыми и сильными ветрами.

    Оплата электроэнергии сегодня занимает большую долю в стоимости жилого дома.В многоквартирных домах единственным способом экономии является переход на энергосберегающие технологии и оптимизация затрат по многотарифным схемам (ночной режим оплачивается по льготным ценам). А при наличии красивого участка можно не только сэкономить на потреблении, но и организовать автономное энергоснабжение частного дома.

    Это нормальная практика, зародившаяся в Европе и Северной Америке, и последние пару десятков лет активно внедряемая в России. Однако оборудование для автономного электроснабжения достаточно дорогое, окупаемость «в ноль» наступает не раньше, чем через 10 лет.В некоторых штатах можно вернуть энергию в сети общего пользования по фиксированным тарифам, это сокращает время окупаемости. В РФ для оформления «Кашбека» требуется ряд бюрократических процедур, поэтому большинство пользователей «бесплатной» энергии предпочитают построить ветрогенератор своими руками, и использовать его только для личных нужд.

    Юридическая сторона вопроса

    Самодельный ветрогенератор для дома не подпадает под запреты, его изготовление и применение не влечет административного или уголовного наказания.Если мощность ветрогенератора не превышает 5 кВт, он относится к бытовым устройствам и не требует согласования с местной энергокомпанией. Тем более не нужно платить никаких налогов, если вы не получаете прибыль при продаже электроэнергии. Кроме того, самодельный генераторный ветряк даже с такой производительностью требует сложных инженерных решений: сделать просто сделать легко. Поэтому мощность самоделки редко превышает 2 кВт. Собственно, этой мощности обычно хватает для питания частного дома (конечно, если у вас нет котла и мощного кондиционера).

    В данном случае речь идет о федеральном законодательстве. Поэтому перед принятием решения об изготовлении ветряка своими руками не лишним будет проверить наличие (отсутствие) предметных и муниципальных нормативных правовых актов, которые могут налагать некоторые ограничения и запреты. Например, если ваш дом находится на особо охраняемой природной территории, использование энергии ветра (и этого природного ресурса) может потребовать дополнительного согласования.

    Проблемы с законом могут возникнуть из-за беспокойных соседей.Домашние ветряки относятся к отдельным строениям, поэтому на них тоже распространяются некоторые ограничения:

    Разновидности генераторов

    Прежде чем решить, как сделать ветрогенератор своими руками, учтите особенности конструкции:

    По расположению генератора устройство может быть горизонтальным или вертикальным


    Согласно номинальному напряжению


    Типовые примеры самодельных ветрогенераторов

    Устройство ветрогенератора одинаково, независимо от выбранной схемы.

    • Винт, который может устанавливаться как непосредственно на вал генератора, так и с помощью ременной (цепной, зубчатой ​​передачи).
    • Собственно генератор. Это может быть как готовое устройство (например, от автомобиля), так и обычный электродвигатель, который при вращении выдает электродвигатели.
    • Инвертор, регулятор напряжения, стабилизатор — в зависимости от выбранного напряжения.
    • Буферный элемент — аккумуляторы, обеспечивающие непрерывность генерации независимо от наличия ветра.
    • Вариант установки: мачта, кронштейн для крепления на крыше.

    Пропеллер

    Можно сделать из любого материала: хоть из пластиковых бутылок. Настоящие гибкие лезвия значительно ограничивают мощность.

    Достаточно прорезать в них полости, для забора ветра.

    Хороший вариант — бытовой кулер ветряк. Вы получаете готовую конструкцию с профессионально изготовленными лезвиями и сбалансированным электродвигателем.

    Аналогичная конструкция сделана из кулера компьютерных блоков питания.Правда, мощность такого генератора мизерная — разве что зажечь лампу на светодиодах, или зарядить мобильник.

    Тем не менее, система достаточно эффективна.

    Неплохие лопасти получаются из алюминиевых листов. Материал доступен, его легко определить, пропеллер довольно легкий.

    Если вы создаете вращающийся винт для вертикального генератора, вы можете использовать сумасшедшие жестяные банки. Для мощных систем используются половинки стальных бочек (объемом до 200 литров).

    Конечно, к вопросу надежности придется подойти с особой тщательностью. Мощная рама, вал на подшипниках.

    Генератор

    Как было сказано выше, можно использовать готовый автомобильный, либо электродвигатель от промышленных электроустановок (бытовых приборов). Как пример: ветрогенератор из шуруповерта. Используется вся конструкция: двигатель, редуктор, патрон для крепления лопастей.

    Компактный генератор получается из шагового двигателя принтера.Опять же, мощности хватит только на питание светодиодной лампы или зарядного устройства для смартфона. В природе — незаменимая вещь.

    Если вы с паяльником «На Ты» и разбираетесь в радиотехнике — генератор можно собрать самостоятельно. Популярная схема: ветрогенератор на неодимовых магнитах. Преимущества конструкции – вы можете самостоятельно рассчитать мощность под ветровую нагрузку в вашем районе. Почему неодимовые магниты? Компактность высокой мощности.

    Можно переделать ротор существующего генератора.

    Или создать свою конструкцию, с изготовлением обмоток.

    Эффективность такого ветряка на порядок выше, чем при использовании схемы с электродвигателем. Еще одно неоспоримое преимущество – компактность. Неодимовый генератор плоский и может быть размещен непосредственно в центральной муфте винта.

    Мачта

    Изготовление этого элемента не требует познаний в электронике, но от его прочности зависит жизнеспособность всего ветрогенератора.

    Например, мачта высотой 10-15 метров требует грамотно рассчитанных растяжек и противовесов. В противном случае сильный порыв ветра может завалить конструкцию.

    Если мощность генератора не превышает 1 кВт, то вес конструкции не так велик, и вопросы литья мачты отходят на второй план.

    Результат

    Самодельный ветрогенератор не такая сложная конструкция, как может показаться на первый взгляд.Учитывая дороговизну фабричной продукции, можно изрядно сэкономить, изготовив самодельную куриную электростанцию ​​и вполне доступными материалами. С учетом незначительных затрат на создание ветряка он окупится достаточно быстро.

    Видео по теме

    В этой статье мы подробно разберем, как сделать ветрогенератор своими руками. Ведь жизнь современного человека без электричества – это сложно представить. И даже небольшие перебои в подаче электроэнергии иногда являются «парализующим моментом» для нормальной жизни в собственном доме.И такие проблемы, надо признать, для некоторых подмосковных поселков или поселков в сельской местности – увы, не редкость. Значит, надо как-то обезопасить себя от неприятностей, обзавестись резервным источником энергии. А если учесть еще более растущие тарифы, то наличие собственного источника, да еще работающего чуть ли не «добро», становится заветной мечтой многих домовладельцев.

    Одним из направлений развития «свободной энергетики» в наше время является использование энергии ветра. Многие, наверное, видели впечатляющие картины огромных ветряных мельниц, с успехом применяемых в некоторых европейских странах — в некотором роде доля энергии, вырабатываемой ветром, уже достигает нескольких десятков процентов от общей.Вот и есть соблазн — а не попробовать ли сделать ветрогенератор своими руками, чтобы получить независимость от электросети и навсегда?

    Вопрос резонный, но стоит сразу остудить прах «мечтателя». Для создания действительно качественной, производительной установки для выработки электроэнергии требуются немалые познания в механике и электротехнике. Нужно быть очень опытным мастером на все руки — ряд операций повышенной сложности, требующих точного проектирования и квалифицированного подхода в исполнении.По совокупности этих причин, как судить по обсуждениям на форумах, довольно много «претендентов» либо не получили ожидаемого результата, либо вообще отказались от задуманного проекта.

    Поэтому в данной статье будет дана обзорная картинка, показаны распространенные проблемы и направления их решения в процессе создания ветрогенераторов. Можно будет примерно оценить масштаб работы и трезво взвесив свои возможности — стоит ли оно того.

    Что это — ветрогенератор? Общая системная система

    Существует несколько способов получения электрической энергии — за счет эффекта фотонного потока (света, например, солнечных батарей), за счет определенных химических реакций (широко применяемых в силовых элементах), за счет разницы температур.Но шире, чем преобразование кинетической энергии в электрическую. Это преобразование происходит в специальных устройствах, которые как раз и называются генераторами.

    Принцип работы генератора преобразователя кинетической энергии в электрическую, раскрытый и описанный Фарадеем XIX века.


    Принцип устройства простейшего электрического генератора

    заключается в том, что если проводящую рамку поместить в переменное магнитное поле, то в ней будет индуцироваться электродвижущая сила, которая при замыкании приведет к возникновению электрический ток.Изменение магнитного потока может происходить за счет вращения этой рамки в магнитном поле, либо за счет постоянных магнитов, либо возникать в обмотках возбуждения. При изменении положения рамки меняется величина пересекающего ее магнитного потока. И чем выше скорость изменения, тем больше показатели и ЭДС. Таким образом, чем больше оборотов передает Ротор (вращающаяся часть генератора), тем большее напряжение может быть достигнуто на выходе.

    Схема конечно показана с большими упрощениями, просто для пояснения принципа.

    Передача вращения на ротор генератора может осуществляться разными способами. И один из способов найти бесплатный источник энергии, который будет двигать кинематическую часть устройства, — «поймать» энергию ветра. То есть примерно так же, как когда-то это удалось сделать создателям ветряных мельниц.

    Таким образом, устройство ветрогенератора предполагает наличие генерирующего устройства и механизма передачи его статору вращательного движения, то есть ветряка.Кроме того, обязательным условием является конструкция, обеспечивающая надежную установку системы, так как ее часто приходится размещать на значительной высоте, чтобы естественные или искусственные препятствия не мешали полноценной «намотке». В некоторых случаях используется и кинематическая передача, предназначенная для увеличения числа оборотов ротора.


    Один из примеров поднятия вращения с ветряка на генератор

    Но это еще не все. Наличие и скорость ветра чаще всего крайне непостоянны.И ставить потребление вырабатываемой энергии в зависимость от «капризов погоды» — дело неразумное. Поэтому ветрогенератор обычно работает в связке с системой накопления энергии.


    Вырабатываемый ток выпрямляется, стабилизируется и через специальный контроллер либо поступает непосредственно на дальнейшее потребление, либо перенаправляется на зарядку включенных в схему мощных аккумуляторов. С аккумуляторов через инвертор, преобразующий постоянный ток в переменное напряжение и переменную частоту, мощность поступает в точки потребления.Батареи становятся своеобразным буферным звеном: если текущая нагрузка меньше, чем текущая (сильно зависящая от силы ветра) мощность генератора, или если устройства потребления вообще не подключены, то аккумуляторы заряжаются. Если нагрузка становится выше вырабатываемой мощности — аккумуляторы разряжаются.

    Интересный момент — именно эта особенность ветроэнергетической установки позволяет планировать мощность самого генератора, не исходя из пиковых показателей нагрузки (за это будет отвечать инвертор), а выталкивая из прогнозируемое энергопотребление в течение определенного периода (например, месяца).

    Конечно, в быту можно использовать и более простые схемы. Например, ветроустановка просто обслуживает какое-то низковольтное осветительное оборудование и т.п.


    Плюсы и минусы ветряных электростанций

    Для примера рассмотрим в начале простейшую конструкцию ветрогенератора, собрать которую под силу даже школьнику среднего класса. Практическое применение такой «силовой установки» не особо широкое, а просто расширить свое понимание и обрести некоторые навыки — почему бы и нет?

    Проект ветряной турбины для системы ветряных турбин

    Проект ветряной турбины для ветроэнергетики

    В основе любой системы производства возобновляемой энергии ветра лежит ветровая турбина .Конструкция ветряной турбины обычно состоит из ротора, генератора постоянного тока (DC) или генератора переменного тока (AC), который установлен на башне высоко над землей.

    Итак, как ветряные турбины предназначены для производства электроэнергии. Проще говоря, ветряная турбина — это противоположность домашнему или настольному вентилятору. Вентилятор использует электричество из сети для вращения и циркуляции воздуха, создавая ветер.

    С другой стороны, конструкции ветряных турбин используют силу ветра для выработки электроэнергии.Движение ветра вращает лопасти турбины, которые улавливают кинетическую энергию ветра и преобразуют эту энергию во вращательное движение через вал для привода электрического генератора и выработки электроэнергии, как показано на рисунке.

    Типовая конструкция генератора ветровой турбины

    На изображении выше показаны основные компоненты, из которых состоит типичная конструкция ветряной турбины . Ветряная турбина извлекает кинетическую энергию из ветра, замедляя его и передавая эту энергию вращающемуся валу, поэтому важно иметь хорошую конструкцию.Доступная мощность ветра, доступная для сбора урожая, зависит как от скорости ветра, так и от площади, охватываемой вращающимися лопастями турбины.

    Таким образом, чем выше скорость ветра или больше лопасти ротора, тем больше энергии можно извлечь из ветра. Таким образом, мы можем сказать, что производство энергии ветровой турбиной зависит от взаимодействия между лопастями ротора и ветром, и именно это взаимодействие важно для конструкции ветряной турбины .

    Чтобы помочь улучшить это взаимодействие и, следовательно, повысить эффективность, доступны два типа конструкции ветряной турбины.Общая горизонтальная ось и конструкция ветряной турбины с вертикальной осью. Конструкция ветряной турбины с горизонтальной осью улавливает больше ветра, поэтому выходная мощность выше, чем у конструкции ветряной турбины с вертикальной осью. Недостатком конструкции с горизонтальной осью является то, что башня, необходимая для поддержки ветряной турбины, намного выше, а конструкция лопастей ротора должна быть намного лучше.

    Типовая конструкция ветряной турбины

    Турбина с вертикальной осью или VAWT легче проектируется и обслуживается, но обеспечивает более низкую производительность, чем типы с горизонтальной осью, из-за высокого сопротивления простой конструкции лопасти ротора.Большинство ветряных турбин, вырабатывающих электроэнергию сегодня, как в коммерческих, так и в домашних условиях, представляют собой машины с горизонтальной осью, поэтому именно эти типы конструкции ветряных турбин мы рассмотрим в этом учебном пособии по ветряным турбинам.

    Ротор — это основная часть конструкции современной ветровой турбины, которая собирает энергию ветра и преобразует ее в механическую энергию в форме вращения. Ротор состоит из двух или более лопастей из ламинированного дерева, стекловолокна или металла и защитной втулки, которая вращается (отсюда и название) вокруг центральной оси.

    Подобно крылу самолета, лопасти ветряных турбин благодаря своей изогнутой форме создают подъемную силу. Лопасти несущего винта извлекают часть кинетической энергии из движущихся воздушных масс по принципу подъемной силы со скоростью, определяемой скоростью ветра и формой лопастей. Конечным результатом является подъемная сила, перпендикулярная направлению потока воздуха. Затем хитрость заключается в том, чтобы спроектировать лопасть несущего винта так, чтобы она создавала необходимую подъемную силу и тягу лопасти несущего винта, обеспечивая оптимальное замедление воздуха и не более того.

    К сожалению, лопасти ротора турбины не улавливают на 100% всю мощность ветра, так как это означало бы, что воздух за лопастями турбины был бы совершенно неподвижным и, следовательно, не позволял бы ветру проходить через лопасти. Теоретический максимальный КПД, который лопасти ротора турбины могут извлекать из энергии ветра, составляет от 30 до 45% и зависит от следующих переменных лопастей: Конструкция лопасти , Номер лопасти , Длина лопасти , Лопасть Шаг/угол , Форма отвала и Материалы и вес отвала и другие.

    Конструкция лопастей – Конструкции лопастей ротора работают либо по принципу подъемной силы, либо по принципу сопротивления для извлечения энергии из движущихся воздушных масс. В конструкции подъемных лопастей используется тот же принцип, который позволяет самолетам, воздушным змеям и птицам летать, создавая подъемную силу, перпендикулярную направлению движения. Лопасть несущего винта представляет собой аэродинамическое крыло или крыло, по форме похожее на крыло самолета. Когда лопасть рассекает воздух, между верхней и нижней поверхностями лопасти создается перепад скорости ветра и давления.

    Давление на нижнюю поверхность больше и, таким образом, «поднимает» лезвие вверх, поэтому мы хотим сделать эту силу как можно большей. Когда лопасти прикреплены к центральной оси вращения, как ротор ветряной турбины, эта подъемная сила преобразуется во вращательное движение.

    Этой подъемной силе противодействует сила сопротивления, параллельная направлению движения и вызывающая турбулентность вокруг задней кромки лопасти, когда она рассекает воздух. Эта турбулентность тормозит лопасть, поэтому мы хотим сделать эту силу сопротивления как можно меньше.Сочетание подъемной силы и сопротивления заставляет ротор вращаться как пропеллер.

    Конструкции сопротивления больше используются для вертикальных конструкций ветряных турбин, которые имеют большие чашеобразные или изогнутые лопасти. Ветер буквально расталкивает лопасти, прикрепленные к центральному валу. Преимущества лопастей несущего винта с тормозной конструкцией заключаются в более низких скоростях вращения и высоком крутящем моменте, что делает их полезными для перекачки воды и питания сельскохозяйственной техники. Ветряные турбины с подъемным двигателем имеют гораздо более высокую скорость вращения, чем тяговые, и поэтому хорошо подходят для выработки электроэнергии.

    Количество лопастей — количество лопастей ротора в конструкции ветряной турбины обычно определяется аэродинамической эффективностью и стоимостью. Идеальная конструкция ветряной турбины должна иметь много тонких лопастей ротора, но большинство генераторов ветряных турбин с горизонтальной осью имеют только одну, две или три лопасти ротора. Увеличение количества лопастей ротора выше трех дает лишь небольшое увеличение эффективности ротора, но увеличивает его стоимость, поэтому обычно не требуется более трех лопастей, но для домашнего использования доступны небольшие многолопастные турбогенераторы с высокой скоростью вращения.Как правило, чем меньше количество лопастей, тем меньше материала требуется при изготовлении, что снижает их общую стоимость и сложность.

    Однолопастные роторы имеют противовес на противоположной стороне ротора, но страдают от высокого напряжения материала и вибрации из-за их неплавного вращательного движения одиночной лопасти, которая должна двигаться быстрее, чтобы улавливать такое же количество энергии ветра.

    Также с одним или даже двумя лопастными роторами большая часть доступного движения воздуха и, следовательно, ветровой энергии проходит через непроходимую площадь поперечного сечения турбины, не взаимодействуя с ротором, что снижает их эффективность.

    Многолопастные роторы, с другой стороны, имеют более плавное вращение и более низкий уровень шума. Более низкие скорости вращения и крутящий момент возможны с многолопастными конструкциями, что снижает нагрузку на трансмиссию, что приводит к снижению затрат на редуктор и генератор. Однако конструкции ветряных турбин с большим количеством лопастей или очень широкими лопастями будут подвергаться воздействию очень больших сил при очень сильном ветре, поэтому в большинстве конструкций ветряных турбин используются три лопасти ротора.

    Нечетное или четное количество лопастей ротора – конструкция ветряной турбины с «ЧЕТНЫМ» количеством лопастей ротора, 2, 4 или 6 и т. д., может страдать от проблем со стабильностью при вращении.Это связано с тем, что каждая лопасть ротора имеет точно противоположную лопасть, которая расположена на 180 o в противоположном направлении. Когда ротор вращается, в тот самый момент, когда самая верхняя лопасть направлена ​​вертикально вверх (положение на 12 часов), самая нижняя лопасть направлена ​​прямо вниз перед опорной башней турбины. В результате самая верхняя лопасть изгибается назад, потому что она получает максимальную силу от ветра, называемую «распорной нагрузкой», а нижняя лопасть проходит в свободную от ветра зону непосредственно перед опорной башней.

    Этот неравномерный изгиб лопастей ротора турбины (самая верхняя изогнута на ветру, а самая нижняя прямая) при каждом вертикальном выравнивании создает нежелательные силы на лопасти ротора и вал ротора, поскольку две лопасти изгибаются вперед и назад при вращении. Для небольшой турбины с жесткими алюминиевыми или стальными лопастями это может не быть проблемой, в отличие от более длинных лопастей из пластика, армированного стекловолокном.

    Конструкция ветряной турбины с нечетным числом лопастей ротора (не менее трех лопастей) вращается более плавно, поскольку гироскопические и изгибающие силы более равномерно распределяются между лопастями, что повышает устойчивость турбины.

    Наиболее распространенная конструкция ветряной турбины с нечетными лопастями – это трехлопастная турбина. Энергетическая эффективность трехлопастного ротора немного выше, чем у двухлопастного ротора аналогичного размера, а благодаря дополнительной лопасти они могут вращаться медленнее, что снижает износ и шум.

    Кроме того, чтобы избежать турбулентности и взаимодействия между соседними лопастями, расстояние между каждой лопастью многолопастной конструкции и скорость ее вращения должны быть достаточно большими, чтобы одна лопасть не встречала возмущенный, более слабый воздушный поток, вызванный предыдущей лезвие проходит ту же точку непосредственно перед ним.Из-за этого ограничения большинство ветряных турбин нечетного типа имеют максимум три лопасти на роторе и обычно вращаются с более низкой скоростью.

    Как правило, трехлопастные роторы турбин лучше вписываются в ландшафт, более эстетичны и более аэродинамически эффективны, чем конструкции с двумя лопастями, что способствует тому, что трехлопастные ветряные турбины доминируют на рынке ветроэнергетики. Хотя отдельные производители выпускают двух- и шестилопастные турбины (для парусных лодок).

    Другие преимущества роторов с нечетными (тремя) лопастями включают более плавную работу, меньший уровень шума и меньшее количество столкновений с птицами, что компенсирует недостаток более высоких материальных затрат. Количество лопастей существенно не влияет на уровень шума.

    Длина лопасти ротора. Три фактора определяют, сколько кинетической энергии может быть извлечено из ветра ветряной турбиной: «плотность воздуха», «скорость ветра» и «площадь ротора». Плотность воздуха зависит от того, насколько вы находитесь над уровнем моря, а скорость ветра зависит от погоды.Однако мы можем контролировать площадь вращения, охватываемую лопастями ротора, увеличивая их длину, поскольку размер ротора определяет количество кинетической энергии, которую ветряная турбина может получить от ветра.

    Лопасти ротора вращаются вокруг центрального подшипника, образуя идеальный круг 360 o , когда он вращается, и, как мы знаем из школы, площадь круга определяется как: π.r 2 . Таким образом, по мере увеличения охватываемой площади ротора площадь, которую он покрывает, также увеличивается пропорционально квадрату радиуса.Так, удвоение длины лопастей турбины приводит к увеличению ее площади в четыре раза, что позволяет получать в четыре раза больше энергии ветра. Однако это значительно увеличивает размер, вес и, в конечном счете, стоимость конструкции ветряной турбины.

    Одним из важных аспектов длины лопасти является вращательная скорость вращения ротора, определяемая угловой скоростью. Чем больше длина лопасти турбины, тем быстрее вращение наконечника при данной скорости ветра. Точно так же для данной длины лопасти ротора чем выше скорость ветра, тем быстрее вращение.

    Тогда почему бы нам не разработать конструкцию ветряной турбины с очень длинными лопастями ротора, работающую в ветреную среду и производящую много бесплатной электроэнергии из ветра. Ответ заключается в том, что возникает точка, в которой длина лопастей ротора и скорость ветра фактически снижают выходную эффективность турбины. Вот почему многие более крупные конструкции ветряных турбин вращаются с гораздо меньшей скоростью.

    Эффективность зависит от того, насколько быстро вращается наконечник ротора при заданной скорости ветра, обеспечивая постоянное отношение скорости ветра к скорости вращения наконечника, называемое «отношением скорости вращения наконечника» ( λ ), которое представляет собой безразмерную единицу, используемую для максимизации эффективности ротора.Другими словами, «отношение скорости кончика лопасти» (TSR) — это отношение скорости конца вращающейся лопасти в об/мин к скорости ветра в километрах в час (км/ч) или милях в час (миль в час). ).

    Хорошая конструкция ветряной турбины определяет мощность ротора при любом сочетании ветра и скорости вращения ротора. Чем больше этот коэффициент TSR, тем быстрее вращение ротора ветродвигателя при заданной скорости ветра. Скорость вращения вала, на которой закреплен ротор, также указывается в оборотах в минуту (об/мин) и зависит от скорости вращения наконечника и диаметра лопастей турбины.

    Скорость вращения турбины определяется как: об/мин = скорость ветра x передаточное отношение x 60 / (диаметр x π).

    Если ротор турбины вращается слишком медленно, он позволяет беспрепятственно проходить слишком большому количеству ветра и, таким образом, не извлекает столько энергии, сколько мог бы. С другой стороны, если лопасть ротора вращается слишком быстро, она кажется ветру одним большим плоским вращающимся круглым диском, который создает большое сопротивление и потери на острие, замедляющие ротор. Поэтому важно согласовать скорость вращения ротора турбины с конкретной скоростью ветра, чтобы получить оптимальный КПД.

    Роторы турбины с меньшим количеством лопастей достигают своего максимального КПД при более высоком соотношении скоростей лопастей, и, как правило, трехлопастные ветряные турбины для выработки электроэнергии имеют отношение скоростей лопастей от 6 до 8, но они будут работать более плавно, поскольку они имеют три лопасти. С другой стороны, турбины, используемые для перекачивания воды, имеют более низкое передаточное число от 1,5 до 2, поскольку они специально разработаны для создания высокого крутящего момента на низких скоростях.

    Шаг/угол лопасти ротора — лопасти ротора ветряной турбины фиксированной конструкции, как правило, не являются прямыми или плоскими, как крылья аэродинамического профиля самолета, а вместо этого имеют небольшой изгиб и сужение по всей длине от кончика до основания, чтобы обеспечить различные скорости вращения вдоль клинок.Этот поворот позволяет лопасти поглощать энергию ветра, когда ветер дует на нее с разных тангенциальных углов, а не только прямо. Прямая или плоская лопасть перестанет создавать подъемную силу и может даже остановиться (заглохнуть), если лопасть обдувается ветром под разными углами, называемыми «углом атаки», особенно если этот угол атаки слишком крутой.

    Поэтому, чтобы лопасть ротора имела оптимальный угол атаки, увеличивающий подъемную силу и эффективность, лопасти конструкции ветряной турбины обычно скручены по всей длине лопасти.Кроме того, этот поворот в конструкции ветряной турбины предотвращает слишком быстрое вращение лопастей ротора при высоких скоростях ветра.

    Однако для очень крупных конструкций ветряных турбин, используемых для выработки электроэнергии, такое скручивание лопастей может сделать их конструкцию очень сложной и дорогостоящей, поэтому используется другая форма аэродинамического контроля, чтобы удерживать угол атаки лопастей идеально выровненным. с направлением ветра.

    Аэродинамическую мощность, создаваемую ветровой турбиной, можно контролировать, регулируя угол наклона ветряной турбины в зависимости от угла атаки ветра при вращении каждой лопасти вокруг своей продольной оси.Затем лопасти несущего винта с регулируемым шагом могут быть более плоскими и более прямыми, но, как правило, эти большие лопасти имеют аналогичную крутку по своей геометрии, но намного меньше, чтобы оптимизировать тангенциальную нагрузку на лопасть несущего винта.

    Каждая лопасть ротора имеет вращательный механизм кручения, пассивный или динамический, встроенный в основание лопасти, обеспечивающий равномерное увеличение шага по ее длине (постоянное кручение). Требуемый шаг составляет всего несколько градусов, так как небольшие изменения угла наклона могут иметь существенное влияние на выходную мощность, поскольку мы знаем из предыдущего урока, что энергия, содержащаяся в ветре, пропорциональна кубу скорости ветра.

    Одним из основных преимуществ управления шагом лопастей несущего винта является увеличение окна скорости ветра. Положительный угол наклона создает большой пусковой момент, когда ротор начинает вращаться, уменьшая скорость ветра при включении. Точно так же при высоких скоростях ветра, когда достигается предел максимальной скорости несущих винтов, можно управлять шагом, чтобы не допустить превышения предела скорости вращения несущих винтов за счет снижения их эффективности и угла атаки.

    Регулирование мощности ветряной турбины может быть достигнуто за счет управления шагом лопастей ротора для уменьшения или увеличения подъемной силы на лопастях путем управления углом атаки.Меньшие лопасти ротора достигают этого за счет небольшого поворота в своей конструкции.

    Более крупные коммерческие ветряные турбины используют либо пассивное регулирование шага с помощью центробежных пружин и рычагов (аналогично винтам вертолета), либо активное использование небольших электродвигателей, встроенных в ступицу лопастей, для ее поворота на требуемые несколько градусов. Основными недостатками управления шагом являются надежность и стоимость.

    Конструкция лопасти – кинетическая энергия, извлекаемая из ветра, зависит от геометрии лопастей несущего винта, поэтому важно определить аэродинамически оптимальную форму и конструкцию лопасти.

    Но наряду с аэродинамическим дизайном лопасти несущего винта не менее важен конструктивный дизайн. Конструктивный дизайн состоит из выбора материала лопастей и прочности, поскольку лопасти изгибаются и изгибаются под действием энергии ветра во время их вращения.

    Очевидно, что идеальный конструкционный материал для лопасти несущего винта должен сочетать в себе необходимые конструкционные свойства, такие как высокое отношение прочности к массе, высокую усталостную долговечность, жесткость, частоту собственных колебаний и сопротивление усталости, а также низкую стоимость и способность легко формоваться. в желаемую аэродинамическую форму.

    Лопасти ротора небольших турбин, используемых в жилых помещениях, мощностью от 100 Вт и выше, как правило, изготавливаются из цельного резного дерева, древесных ламинатов или композитов с деревянным шпоном, а также из алюминия или стали. Деревянные лопасти ротора прочны, легки, дешевы, гибки и популярны в большинстве самодельных конструкций ветряных турбин, поскольку их легко изготовить. Однако низкая прочность древесных ламинатов по сравнению с другими древесными материалами делает их непригодными для лопастей тонкой конструкции, работающих при высоких скоростях острия.

    Алюминиевые лезвия также легкие, прочные и с ними легко работать, но они дороже, легко гнутся и подвержены усталости металла. Точно так же стальные лопасти используют самый дешевый материал и могут быть сформированы в виде изогнутых панелей в соответствии с требуемым профилем аэродинамического профиля. Однако в стальные панели гораздо труднее придать изгиб, а в сочетании с плохими усталостными свойствами, означающими, что они ржавеют, сталь используется редко.

    Лопасти ротора, используемые для очень большой горизонтальной оси ветряной турбины конструкции , изготовлены из армированных пластиковых композитов с наиболее распространенными композитами, состоящими из стекловолокна/полиэфирной смолы, стекловолокна/эпоксидной смолы, стекловолокна/полиэфира и углеродного волокна.Композиты из стекловолокна и углеродного волокна имеют значительно более высокое отношение прочности на сжатие к весу по сравнению с другими материалами. Кроме того, стекловолокно легкое, прочное, недорогое, обладает хорошими усталостными характеристиками и может использоваться в различных производственных процессах.

    Размер, тип и конструкция ветряной турбины, которая может вам понадобиться, зависят от вашего конкретного применения и требований к мощности. Конструкции малых ветряных турбин варьируются в размерах от 20 Вт до 50 киловатт (кВт), а меньшие или «микро» (от 20 до 500 Вт) турбины используются в жилых районах для различных применений, таких как производство электроэнергии для зарядки аккумуляторов и питания. огни.

    Энергия ветра является одним из самых быстрорастущих источников возобновляемой энергии в мире, поскольку это чистый, широко распространенный энергетический ресурс, который имеется в изобилии, имеет нулевую стоимость топлива и технологию производства электроэнергии без выбросов. Большинство современных генераторов ветряных турбин, доступных сегодня, предназначены для установки и использования в жилых помещениях.

    В результате они изготавливаются меньше и легче, что позволяет быстро и легко монтировать их непосредственно на крышу, на короткую опору или башню.Установка более нового турбогенератора как части вашей домашней ветроэнергетической системы позволит вам сократить большую часть более высоких затрат на обслуживание и установку более высокой и дорогой турбинной башни, как это было раньше.

    В следующем уроке о Энергия ветра мы рассмотрим работу и конструкцию генераторов ветряных турбин, используемых для выработки электроэнергии как части домашней ветровой генерирующей системы.

    Энергия ветра — Деятельность — TeachEngineering

    (0 оценок)

    Быстрый просмотр

    Уровень: 4 (3-5)

    Необходимое время: 45 минут

    Расходные материалы Стоимость/группа: 1 доллар США.00

    Размер группы: 4

    Зависимость от активности: Нет

    предметных областей: Земля и космос, Физические науки, Наука и техника

    Ожидаемые характеристики NGSS:


    Поделиться:

    Резюме

    Учащиеся развивают понимание того, как инженеры используют ветер для выработки электроэнергии.Студенческие команды строят модели анемометров, чтобы лучше понимать и измерять скорость ветра. Эта учебная программа по инженерному делу соответствует научным стандартам следующего поколения (NGSS).

    Инженерное подключение

    Инженеры разрабатывают и производят машины для измерения скорости ветра (анемометры) и преобразования ветра в энергию. Они разрабатывают ветряные турбины, которые вырабатывают электроэнергию, учитывая поверхность Земли, направление ветра, среднюю температуру наружного воздуха, воздействие птиц и насекомых на них, а также экстремальные нагрузки на турбину.

    Цели обучения

    После этого задания учащиеся должны уметь:

    • Объясните, как ветер используется для получения энергии.
    • Объясните, как использование анемометров связано с энергией ветра.
    • Создайте и соберите данные с модели анемометра.
    • Опишите взаимосвязь между изменениями скорости ветра и изменениями скорости вращения анемометра.

    Образовательные стандарты

    Каждый урок или занятие TeachEngineering соотносится с одной или несколькими науками K-12, технологические, инженерные или математические (STEM) образовательные стандарты.

    Все более 100 000 стандартов K-12 STEM, включенных в TeachEngineering , собираются, поддерживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.достижениястандарты.org).

    В ASN стандарты структурированы иерархически: сначала по источнику; напр. по штатам; внутри источника по типу; напр. , естествознание или математика; внутри типа по подтипу, затем по сортам, и т.д. .

    NGSS: научные стандарты нового поколения — наука
    Ожидаемые характеристики NGSS

    4-ПС3-2.Проведите наблюдения, чтобы доказать, что энергия может передаваться с места на место с помощью звука, света, тепла и электрического тока. (4 класс)

    Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

    Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату
    Это занятие сосредоточено на следующих аспектах трехмерного обучения NGSS:
    Научная и инженерная практика Ключевые дисциплинарные идеи Концепции поперечной резки
    Проводить наблюдения для получения данных, которые служат основой для объяснения явления или проверки проектного решения.

    Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

    Энергия может перемещаться с места на место посредством перемещения объектов или посредством звука, света или электрического тока.

    Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

    Энергия присутствует всегда, когда есть движущиеся объекты, звук, свет или тепло. Когда объекты сталкиваются, энергия может передаваться от одного объекта к другому, тем самым изменяя их движение.При таких столкновениях часть энергии обычно также передается окружающему воздуху; в результате воздух нагревается и возникает звук.

    Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

    Свет также переносит энергию с места на место.

    Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

    Энергия также может передаваться с места на место с помощью электрических токов, которые затем можно локально использовать для создания движения, звука, тепла или света.Токи могли быть созданы для начала путем преобразования энергии движения в электрическую энергию.

    Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

    Энергия может передаваться различными способами и между объектами.

    Соглашение о согласовании: Спасибо за отзыв!

    Общие базовые государственные стандарты — математика
    • Рассуждайте абстрактно и количественно.(Оценки К — 12) Подробнее

      Посмотреть согласованную учебную программу

      Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

    • Найдите целочисленные частные целых чисел с делителями до четырех цифр и делителями из двух цифр, используя стратегии, основанные на разрядности, свойствах операций и/или взаимосвязи между умножением и делением.Проиллюстрируйте и объясните расчет, используя уравнения, прямоугольные массивы и/или модели площадей. (Оценка 5) Подробнее

      Посмотреть согласованную учебную программу

      Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

    • Выполнять операции с многозначными целыми числами и с десятичными до сотых.(Оценка 5) Подробнее

      Посмотреть согласованную учебную программу

      Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

    Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – Технология
    ГОСТ
    Колорадо — Математика
    • Время и атрибуты объектов можно измерить с помощью соответствующих инструментов.(Оценка 3) Подробнее

      Посмотреть согласованную учебную программу

      Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

    • Находите целые числа в частных и остатках с до четырехзначными делителями и одноразрядными делителями, используя стратегии, основанные на позиционном значении, свойствах операций и/или связи между умножением и делением.(Оценка 4) Подробнее

      Посмотреть согласованную учебную программу

      Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

    Колорадо – Наука Предложите выравнивание, не указанное выше

    Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

    Список материалов

    Каждой группе нужно:

    • 4 маленьких бумажных стаканчика на 6 унций или меньше
    • 1 нажимной штифт
    • 1 остро заточенный карандаш с ластиком на конце
    • секундомер, часы, часы или таймер (с секундами)
    • Шар глины для лепки диаметром 1-2 дюйма
    • 2 куска жесткого гофрированного картона шириной 3 дюйма и длиной 16 дюймов (~7,5 см).5 х 41 см)
    • 1 пара ножниц
    • 1 степлер
    • Ассортимент цветных маркеров
    • Рабочий лист Power Math, по одному на учащегося

    Рабочие листы и вложения

    Посетите [www.teachengineering.org/activities/view/cub_environ_lesson09_activity2], чтобы распечатать или загрузить.

    Больше учебных программ, подобных этому

    Введение/Мотивация

    Что вызывает ветер? Большинство людей не знают, что ветер вызывается неравномерным нагревом атмосферы.Воздух нагревается солнцем, что заставляет его подниматься вверх. Это создает область низкого давления. Более холодный воздух создает область высокого давления и движется под теплым воздухом. Этот образец движения воздуха создает ветер. Направление и сила ветра изменяются окружающей поверхностью Земли, а это означает, что наличие деревьев, воды и различной местности может влиять на скорость и направление ветра. В некоторых местах всегда дует сильный ветер с определенного направления, в то время как в других местах ветер слабый или часто меняет направление.

    Как измерить скорость ветра? Что ж, скорость ветра обычно измеряется с помощью чашечного анемометра , который обычно имеет три чашки, которые улавливают ветер. Количество оборотов чашки в минуту подсчитывается электронным способом. Этот тип анемометра обычно можно увидеть на метеостанциях и использовать для метеорологических наблюдений. Обычно анемометр оснащен флюгером, чтобы он также мог указывать направление ветра. Сегодня мы собираемся сделать тип анемометра.

    Знаете ли вы, что мы можем получать энергию из ветра? На протяжении тысячелетий люди преобразовывали ветер в энергию по разным причинам, связанным с работой. Вы когда-нибудь видели ветряную мельницу? Ветряные мельницы использовались для преобразования энергии ветра в механическую (движение) энергию для выполнения сельскохозяйственных задач, таких как перекачка воды или измельчение зерна. Вы когда-нибудь видели современную ветряную электростанцию? Современные ветряные турбины имеют специальные генераторы, преобразующие механическую энергию (энергию движения) в электрическую. Ветер — это возобновляемый ресурс , а это означает, что всегда доступно больше, поэтому у нас всегда будет энергия от этого ветра.

    Инженеры проектируют и создают анемометры для измерения ветра и машины для преобразования ветра в энергию. Инженеры также работают над улучшением многих ветряных электростанций. Инженеры должны думать о таких вещах, как поверхность Земли, внешняя температура и направление ветра при проектировании ветряных турбин. Они также думают о том, что происходит в очень ветреные дни и как ветряные машины могут повлиять на насекомых и птиц.

    Процедура

    Фон

    Как мы можем получить энергию из ветра?

    Все электрические ветряные турбины, независимо от их размера, состоят из нескольких основных компонентов: башни, ротора (две или три лопасти, установленные на валу, как пропеллер), системы регулирования скорости и электрического генератор.Для наиболее эффективного захвата энергии ветряные турбины устанавливаются на башне, которая находится на высоте не менее 30 метров над землей. Часто эти ветряные турбины собираются в группы и вместе называются ветряными электростанциями .

    Ветряные турбины превращают кинетическую энергию (энергию движения) ветра в механическую или электрическую энергию. Количество энергии, вырабатываемой ветряным генератором, зависит от высоты над уровнем моря, скорости ветра и температуры воздуха. Для больших турбин для выработки электроэнергии требуется скорость ветра не менее 14 миль в час; турбины меньшего размера требуют скорости ветра 6-9 миль в час.Ветряные турбины лучше всего размещать в районах, где скорость ветра составляет 16-20 миль в час, а ротор расположен на высоте 50 метров. Поскольку холодный воздух плотнее горячего, турбины могут генерировать зимой примерно на 50% больше энергии, чем летом. Однако эта сезонная разница зависит от местоположения; например, ветряные электростанции Калифорнии производят больше электроэнергии летом, чем зимой.

    Инженеры и ветер

    Разработанные инженерами анемометры являются важными инструментами для определения наилучших мест для ветряных генераторов.Направление и сила ветра очень зависят от местного рельефа, поэтому необходимо провести измерения, чтобы определить наилучшее место для ветряных турбин. Кроме того, скорость ветра меняется с высотой, поэтому необходимы анемометры, чтобы определить наилучшую высоту башни. Важно, чтобы эти измерения скорости ветра были очень точными, потому что мощность, вырабатываемая ветровым генератором, связана с кубом скорости ветра (если скорость ветра удваивается, мощность, доступная для ветрогенератора, увеличивается в восемь раз). .Таким образом, любая ошибка в скорости ветра значительно увеличивается. (Например, если ваш анемометр завышает скорость ветра на 10 %, или 110 % от фактического значения, то вы завышаете генерируемую мощность примерно на 33 %, или 1/3.) Профессиональные, хорошо откалиброванные анемометры имеют измерение ошибка около 1%.

    Инженеры также участвуют в проектировании, строительстве и обслуживании ветряных турбин. Они изучают аэродинамику, чтобы узнать больше о потоках воздуха и других газов и движении объектов через них.Эти знания важны для проектирования лопастей ротора ветряной турбины для обеспечения оптимальной производительности и определения аэродинамических нагрузок для проектирования конструкции всей ветряной турбины. Инженеры также должны проектировать турбины для работы в любых погодных условиях. Например, инженеры спроектировали ветряную электростанцию ​​в штате Мэн, которая работает в лютые зимние морозы. Турбины включают в себя лопасти ротора со скользкой черной поверхностью, чтобы свести к минимуму накопление льда и сконцентрировать солнечную энергию для таяния льда. В их состав входят специальные нагреватели и синтетические смазки, позволяющие роторам работать при температурах до –40 °C.

    Еще одной проблемой, которую инженеры принимают во внимание, является тот факт, что ветряные турбины убивают тысячи насекомых, а мертвые жуки на лопастях могут значительно снизить эффективность турбины. Время от времени коммунальным службам приходится останавливать турбины и промывать под давлением сотни лопастей, что только усугубляет потери мощности, уже вызванные ошибками. Чтобы уменьшить проблемы, вызванные ударами насекомых о лопасти, инженеры разработали турбины без жучков, используя антипригарные поверхности и различные углы наклона лопастей.Инженеры также разрабатывают новые ветряные турбины, которые работают без лопастей!

    Дополнительная забота об окружающей среде включает защиту животных. Например, большая ветряная электростанция на перевале Альтамонт в Калифорнии привела к значительной потере беркутов в начале 1990-х годов. Поскольку Закон о перелетных птицах и Закон об исчезающих видах запрещают убийство одной птицы охраняемого вида (например, беркута), эта ситуация вызвала опасения по поводу строительства большего количества ветряных электростанций и вызвала некоторые изменения в конструкции.

    Наконец, ветряные машины могут быть очень неэффективными, потому что распределение энергии ветра неравномерно и непредсказуемо, так как ветер не дует постоянно. Инженеры-электрики разрабатывают стратегии для обеспечения того, чтобы электроснабжение соответствовало спросу на электроэнергию. Разрабатываются новые технологии для хранения избыточной энергии, вырабатываемой в ветреные периоды, для использования в более спокойное время.

    Преимущества и недостатки крупномасштабной ветроэнергетики

    Перед Деятельностью

    • Соберите расходные материалы и сделайте копии таблицы Power Math Worksheet.
    • Соберите и протестируйте модель анемометра, прежде чем представлять задание классу.
    • Отрежьте картонные полоски до нужной длины. В зависимости от размера чашки вам может потребоваться немного отрегулировать размер полоски.
    • Выберите день, когда этим занятием можно заняться на улице — поймать ветер.

    Со студентами

    1. Обсудите с классом некоторые преимущества и недостатки использования энергии ветра. Запишите их ответы на доске. (Примечание. Примеры см. в разделе «История».)
    2. Разделите класс на группы по четыре ученика в каждой. Раздайте комплект материалов каждой группе.
    3. Предложите учащимся отрезать свернутые края бумажных стаканчиков. Это делает их более легкими.
    4. Попросите одного учащегося в каждой группе раскрасить маркером внешнюю сторону одной из чашек.
    5. Попросите другого учащегося сформировать две картонные полоски так, чтобы получился знак плюс (+), и скрепите их вместе в центре, где две полоски соединяются.
    6. Попросите третьего ученика найти точный центр картонного креста.Самый простой способ сделать это – с помощью линейки и карандаша провести линии, соединяющие диагональные углы через центральную (перекрывающуюся) часть креста. Место пересечения карандашных линий – это точно середина знака плюс.
    7. Попросите команды прикрепить края стаканчиков степлером к концам картонных полосок, убедившись, что все отверстия стаканчиков обращены в одном направлении, как показано на рис. 2.

    Рис. 2. Модель анемометра. Copyright

    Copyright © California Energy Commission http://www.Energyquest.ca.gov/projects/анемометр.html

    1. Затем протолкните булавку через центр картона (там, где пересекаются карандашные линии) и прикрепите картонный знак плюса к концу карандаша, где есть ластик.
    2. Поручите командам осторожно подуть на стаканчики, чтобы убедиться, что картонная конструкция свободно вращается на штифте. Возможно, им придется немного скорректировать свои модели, прежде чем продолжить.
    3. Выведите учеников на улицу с их частично собранными анемометрами, бывшим в употреблении таймером и глиняными шариками.
    4. Пусть каждая группа выберет другое место, где они хотят измерить скорость ветра.
    5. Попросите команды положить глину для лепки на устойчивую горизонтальную поверхность (например, на деревянную ограду, стол для пикника, стену или плоский камень). Попросите их воткнуть заостренный конец карандаша в горку глины так, чтобы карандаш стоял вертикально, а анемометр мог свободно вращаться.
    6. Поручите группам измерить и записать скорость ветра, подсчитав количество оборотов анемометра за 1 минуту.(Примечание: чтобы упростить задачу, посоветуйте им считать один оборот каждый раз, когда цветная чашка проходит мимо карандаша.) Попросите группы провести по крайней мере три измерения скорости ветра в своих местах.
    7. Предложите учащимся рассчитать среднюю скорость ветра для своих мест. Рассмотрите также расчет среднего класса. Обсудите минимальную, максимальную и среднюю скорость ветра во время измерения.
    8. Предложите учащимся заполнить рабочий лист и проверить свои ответы с другим человеком в своей группе.
    9. Проведите после оценивания действие «задать вопрос», как описано в разделе «Оценка».

    Оценка

    Предварительная оценка

    Мозговой штурм: Обсудите с учащимися некоторые преимущества и недостатки использования энергии ветра. Запишите их идеи на классной доске.

    Встроенная оценка активности

    Запись данных:  Попросите группы измерить и записать скорость ветра, подсчитав количество оборотов анемометра за одну минуту, и сделать это не менее трех раз в каждом месте.(Примечание: помогает подсчитать, сколько раз цветная чашка проходит мимо карандаша.)

    Расчеты: Предложите учащимся рассчитать среднюю скорость ветра для своих местоположений. Рассмотрите также расчет среднего класса. Обсудите минимальную, максимальную и среднюю скорость ветра во время измерения.

    Оценка после активности

    Рабочий лист Power Math: Предложите учащимся индивидуально заполнить Рабочий лист Power Math и проверить свои ответы с другим человеком в группе.

    Задать вопрос: Дайте учащимся список приведенных ниже вопросов без ответов. Предложите им работать в своих командах и подбрасывать мяч или пачку бумаги туда-сюда. Ученик с мячом задает вопрос, а затем бросает мяч кому-то, чтобы получить ответ. Если ученик знает ответ, он бросает мяч вперед, пока кто-нибудь не получит его. В конце пройдитесь по ответам.

    • Как наша модель анемометра измеряет скорость ветра? (Ответ: Ветер, ударяющий о чашечки анемометра, заставляет анемометр вращаться.Скорость вращения анемометра связана со скоростью ветра.)
    • Почему инженеры должны использовать анемометры при принятии решения о том, где разместить ветряные турбины? (Ответ: Ветрогенераторы производят гораздо больше электроэнергии там, где скорость ветра выше.)
    • Где инженерам разместить небольшой ветряк, используемый для выработки электроэнергии для одного дома? (Ответ: На холме у дома, на его крыше или где-нибудь высоко над домом, где ветер не будет блокироваться домом, другими строениями или деревьями.)
    • Откуда дует ветер? (Ответ: Неравномерный нагрев атмосферы вызывает ветер. Воздух нагревается, и его плотность уменьшается, что приводит к его подъему. Это приводит к образованию области низкого давления. Более холодный и плотный воздух создает область высокого давления и движется под теплым воздухом. движение создает ветер.)
    • Является ли ветер возобновляемым или невозобновляемым ресурсом? Почему? (Ответ: ветер является возобновляемым ресурсом, потому что он образуется естественным образом в атмосфере. Это означает, что всегда будет существовать ветер , из которого можно использовать энергию.)

    Вопросы безопасности

    Посоветуйте учащимся быть осторожными, чтобы не потерять канцелярские кнопки; это помогает просто раздать по одной булавке каждой команде.

    Советы по устранению неполадок

    Соберите и испытайте образец анемометра, прежде чем выполнять это упражнение со студентами.

    Модель анемометра, которую учащиеся строят в этом упражнении, дает приблизительное значение скорости ветра.Настоящий анемометр точнее измеряет скорость ветра.

    Проследите, чтобы учащиеся сделали из картонных полосок четный знак плюс, то есть чтобы каждая ножка знака плюса была одинаковой длины. Ось анемометра должна располагаться точно в центре картонного знака плюс. Некоторым учащимся может быть сложно определить точный центр картонного знака плюс.

    Расширения деятельности

    • Организуйте экскурсию на ближайшую ветряную электростанцию.
    • Предложите учащимся исследовать эффект Бернулли.
    • Предложите учащимся построить разные флюгера.
    • Предложите учащимся определить с помощью анемометров скорость воздушного потока, создаваемого вентилятором.
    • Исследование скорости ветра в разное время суток
    • Предложите учащимся вести учет скорости ветра в выходные дни, измеряя ее утром, днем ​​и вечером. Всем классом сравните измерения учащихся. Сильно ли меняется скорость ветра в течение дня? Сильно ли меняется скорость ветра от места к месту? Какое влияние оказывают конструкции на ветер?
    • Постройте ветряк и испытайте генератор.См. соответствующую деятельность Энергия ветра! Проектирование ветряной турбины для получения инструкций по проектированию/сборке.

    Масштабирование активности

    Попросите учащихся 4-х классов построить анемометры, как описано, и попросите их выяснить, как быстро дует ветер в нескольких местах. Ветер дует меньше, когда он находится рядом со зданием или заблокирован деревом?

    Для учащихся 5 класса попросите учеников рассчитать скорость ветра в милях в час.Кроме того, попросите их вычислить скорость ветра, которую они измерили. Не забудьте обсудить тот факт, что это не очень точные измерения, но это может дать их приблизительное значение.

    частота вращения анемометра — число оборотов в минуту (об/мин).

    скорость ветра (v) — дюймы/секунду или сантиметры/секунду

    диаметр — длина картонных полосок в дюймах или сантиметрах.

    *не забудьте проверить свои юниты. Вы можете попросить их конвертировать это в мили в час.

    Кроме того, попросите старших школьников рассчитать измеренную ими кинетическую энергию ветра. Не забудьте обсудить тот факт, что это не очень точные измерения, тем более, что погрешность их скорости ветра теперь возводится в квадрат.

    масса движущегося воздуха m, в фунтах или кг

    скорость ветра –v, в милях/час или метрах/секунду

    *не забудьте проверить свои единицы измерения

    Предложите учащимся выполнить вычисления Power Math. Обсудите результаты.Предложите учащимся использовать свои значения кинетической энергии (указанные выше) для расчета мощности на основе их измерений активности (опять же с пониманием того, что они довольно неточны).

    Предложите учащимся провести мозговой штурм по поводу способов повышения точности своих моделей. Они могут даже захотеть изменить модель анемометра и повторить эксперимент.

    использованная литература

    Сделай анемометр! Калифорнийская энергетическая комиссия (мероприятие адаптировано из деятельности этого научного проекта) Комиссия.Ранее было доступно по адресу: http://www.energyquest.ca.gov/projects/anemometer.html

    .

    Американская ассоциация ветроэнергетики  http://www.awea.org/

    Хьюитт, Пол Г. Концептуальная физика. Бостон, Массачусетс: Addison Wesley Publishing Company, 2004.

    .

    Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии  http://www.nrel.gov/

    Анимация ветряной турбины . Энергосбережение, Министерство энергетики США.Ранее было доступно по адресу: www.energysavers.gov/your_home/electricity/index.cfm/consumer/your_home/electricity/index.cfm/mytopic=10501

    «Жуки могут заклеить ветряные турбины». Опубликовано 5 июля 2001 г. Ассошиэйтед Пресс, USA Today . По состоянию на июль 2011 г. http://usatoday30.usatoday.com/news/healthscience/science/enviro/2001-07-05-wind-power-bugs.htm

    Другая связанная информация

    Найдите фотографии ветряных электростанций, ветряных турбин и ветрогенераторов на http://www.nrel.gov/.

    авторское право

    © 2005 Регенты Колорадского университета

    Авторы

    Эми Коленбрандер; Джессика Тодд; Малинда Шефер Зарске; Джанет Йоуэлл

    Программа поддержки

    Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж Колорадского университета в Боулдере

    Благодарности

    Содержание этой учебной программы цифровой библиотеки было разработано в рамках грантов Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.С. Министерство образования и Национальный научный фонд (грант ГК-12 № 0338326). Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вы не должны исходить из того, что оно одобрено федеральным правительством.

    Последнее изменение: 5 января 2022 г.

    Как построить собственную систему ветряного генератора

    Ветряной генератор можно построить дома, в основном, используя общедоступные предметы домашнего обихода, для производства электроэнергии.Ветряные генераторы работают, используя силу ветра для вращения лопастей; это круговое движение используется для вращения двигателя, который, в свою очередь, заставляет его вырабатывать электричество.

    Для этого ветрогенератора нужно будет специально купить двигатель и аккумулятор, так как сделать их очень сложно.

      Изготовление лопастей системы ветрогенератора. Они будут ловить ветер, заставляя лопасти вращаться, вращая двигатель и вырабатывая электричество.

      Лопасти можно просто изготовить из отрезка ПВХ-трубки, например, из тех, что используются для водосточных желобов.Согласно «вашей зеленой мечте», ширина трубы из ПВХ должна быть на 20% больше ее длины, чтобы обеспечить достаточную прочность на ветру. Длина лопастей зависит от габаритных размеров ветрогенераторной системы. Для базовой системы домашнего ветрогенератора длина примерно от 18 до 20 дюймов является хорошим размером.

      Разрежьте эту трубку на четыре равные части вдоль, а затем придайте каждой из этих частей форму лезвия, разрезав их пополам по диагонали, чтобы получились длинные треугольники.

      Прикрепите эти лезвия к ступице, которую можно сделать из зубца или небольшого круглого куска металла.Убедитесь, что отверстие в середине этой втулки подходит к двигателю.

      Лопасти могут быть прикручены болтами или винтами к втулке на одинаковом расстоянии по ее окружности. Отверстие в середине ступицы должно быть прорезано на двигателе, чтобы, когда ветер двигает лопасти, крепление на двигателе вращалось и вырабатывалось электричество.

      Прикрепите двигатель к одному концу 2×4 длиной примерно 1 ярд. Накройте двигатель пластиковой пленкой, чтобы защитить его от непогоды.

      Прикрепите прямоугольный кусок металла или жесткого пластика к другому концу 2×4; это будет действовать как хвост. Хвост будет подхвачен ветром, поэтому лопасти ветрогенератора будут двигаться в наиболее эффективном направлении для получения наибольшей мощности.

      Просверлите отверстие сразу за двигателем для прохождения проводов. Под этим отверстием прикрепите кронштейн трубы. В этот кронштейн трубы, а также ниже отверстия, вставьте трубу немного меньшего размера. Эта труба должна иметь возможность свободно перемещаться внутри кронштейна, чтобы лопасти, двигатель и хвостовая часть ветрогенератора могли поворачиваться навстречу ветру.Пропустите провода от двигателя вниз через эту трубу.

      Закрепите систему ветрогенератора на прочном основании, например на большом куске дерева. Ветрогенератор должен оставаться в вертикальном положении при сильном ветре и других погодных условиях, поэтому эту базу можно прикрепить к земле или другому объекту для дополнительной поддержки.

      Проложите провода от двигателя в верхней части системы ветрогенератора в сухое место, например, в сарай. Убедитесь, что провода закрыты во всех точках от непогоды и животных, которые могут их погрызть.

      Подсоедините провода, идущие от двигателя к аккумулятору. Это позволит хранить выработанную электроэнергию для последующего использования. С этой системой ветрогенератора можно использовать более одной батареи; просто замените батареи, когда одна полностью заряжена или используется для питания других приборов.

    10 лучших ветряных турбин 2021 года для чистой энергии дома

    Энергия ветра использовалась в течение нескольких поколений для получения механической энергии в водяных насосах, зернодробилках, обработке специй и т. д.В настоящее время ветряные турбины используются для преобразования кинетической энергии ветра в электроэнергию с использованием той же технологии, что и большие ветряные турбины.

    Использование энергии ветра становится все более популярным в отрасли возобновляемых источников энергии. С небольшой ветроэлектрической системой домовладельцы в США могут частично или полностью компенсировать ежемесячные счета за электроэнергию или даже жить вне сети.

    Если вы хотите узнать больше об энергии ветра, эта статья для вас. Здесь вы узнаете, что такое ветряк, его мощность для бытовых целей, а также стоимость ветряка.Мы даже составили топ-10 лучших бытовых ветряных турбин. Для тех, кто хочет узнать больше о солнечной и ветровой энергетике, мы добавили очень интересный раздел, в котором сравниваются обе технологии.

    Что такое домашняя ветряная турбина?

    Бытовая ветровая энергия вырабатывается путем преобразования кинетической энергии ветра в электричество с помощью бытового ветряного двигателя, установленного на высоте более 6 метров (20 футов), чтобы в полной мере использовать преимущества преобладающих ветров. Эти турбины используют тот же принцип, что и большие ветряные турбины, установленные на крупных ветряных электростанциях по всему миру.

    Рис. 1. Установка на идеальной высоте для ветряных генераторов (Источник: Руководство пользователя Automaxx Windmill)

    Первая ступень ветрогенератора для дома и работы заключается в его лопасти. Лопасти турбины имеют форму, из-за которой давление воздуха течет неравномерно с обеих сторон, что, в свою очередь, заставляет лопасть вращаться с определенной скоростью, пропорциональной скорости ветра. Эти лопасти заставляют ротор турбины вращаться с определенной скоростью, выраженной в оборотах в минуту (об/мин).Хотя оборотов большинства роторов недостаточно для выработки электроэнергии, для бытового ветрогенератора это не проблема.

    Для повышения скоростного КПД ветряных турбин для выработки ветровой энергии турбины имеют внутреннюю шестерню, которая увеличивает скорость вращения, воспринимаемую вращателем, позволяя турбине полностью преобразовывать кинетическую энергию ветра в энергию постоянного тока.

    Рисунок 2. Компоненты ветряных турбин (Источник: Ecoplanet Energy)

    Ветряные турбины для дома подключены к контроллеру заряда MPPT, который управляет потоком энергии от турбины к аккумуляторной батарее и к инвертору, который преобразует энергию постоянного тока в энергию переменного тока для электроприборов.

    Важные термины, которые необходимо знать о скорости ветра

    При выборе домашнего ветряка из 10 лучших моделей в списке есть некоторые термины, которые вы должны знать заранее, чтобы понять характеристики каждой модели.

    • Скорость включения – Скорость ветра, при которой генератор начинает производить ветровую энергию
    • Номинальная скорость ветра – Оптимальная испытанная скорость для выработки генератором установленной мощности ветряная турбина должна выдерживать меры предосторожности

    Может ли ветряная турбина питать дом?

    Бытовые ветряные турбины могут частично компенсировать счет за электроэнергию или покрыть потребление нагрузки для дома в зависимости от его размера.Чтобы узнать, может ли ветряная турбина питать дом, вы должны сначала узнать, сколько энергии производит ветряная турбина, и сравнить это с потреблением энергии домохозяйством.

    Средний дом в США потребляет в среднем 10 649 кВтч в год, 877 кВтч в месяц или до 29,23 кВтч в день. В топ-10 небольших ветряных турбин для дома вы найдете модели разных форм, размеров и генерирующей мощности, которые могут варьироваться от 200 до 2000 Втч при номинальной скорости ветра 10,5–20 м/с (23,48–44,73 мили в час). .В то время как эти бытовые ветряные турбины могут частично компенсировать счет за электроэнергию, чтобы полностью компенсировать среднемесячное потребление 877 кВтч и жить вне сети, вам следует установить систему, состоящую из нескольких ветряных турбин для вашего дома.

    При установке системы ветряных турбин вы также должны учитывать коэффициент мощности для жилых ветряных турбин в США, который является параметром, определяющим реальную годовую выработку энергии для этих ветряных турбин по отношению к их мощности.

    Учитывая, что средний коэффициент мощности на суше в США составляет 16–20%, жилая ветровая турбина с установленной мощностью 7 700–6 100 Вт может покрыть среднегодовое потребление энергии 10 649 кВтч.

    Сколько стоит ветряная турбина?

    Если вас интересуют преимущества энергии ветра для вашего дома, возможно, вам уже интересно, сколько стоит ветряная турбина.

    Стоимость ветряной турбины для жилых помещений варьируется в зависимости от производителя, качества турбины и ряда других факторов, но основным фактором является мощность. Стоимость ветряка малой мощности 200 Вт составляет примерно 250–300 долларов, жилого ветряка средней мощности 1000 Вт — около 1000–1200 долларов, а жилого ветряка большой мощности 2000 Вт — около 2000 долларов.

    При планировании бюджета следует учитывать основные компоненты, такие как инвертор постоянного/переменного тока и ветряная турбина. Вам также следует учитывать цены на второстепенные компоненты, такие как проводка и разрешения, поскольку они составляют часть стоимости ветроэнергетических систем.

    Энтузиасты экологически чистой энергии, заинтересованные в энергии ветра с небольшим бюджетом, или те, кто хочет испытать ветряную турбину, могут узнать, как построить ветряную турбину для домашнего использования, следуя этому проекту домашней ветряной турбины своими руками.После того, как вы построите свою собственную ветряную турбину и проверите, что технология и производительность удовлетворительны, вы можете получить реальную сделку по электроснабжению своего дома.

    В чем разница между солнечной энергией и энергией ветра для вашего дома?

    Солнечная и ветровая энергия становятся основными возобновляемыми источниками энергии для граждан США. Здесь мы сравниваем обе технологии, анализируя, насколько эффективны ветряные турбины по сравнению с солнечными панелями, какая технология является лучшей и насколько хорошо они работают в сочетании.

    Энергия ветра или солнечная энергия: какая из них более эффективна?

    Основное различие между солнечной и ветровой энергией заключается в том, что солнечная энергия вырабатывается с помощью солнечных панелей, которые преобразуют солнечное излучение в электричество в солнечные часы, в то время как ветроэнергетика использует ветряные турбины для использования кинетической энергии сильного ветра в течение всего дня.

    Учитывая средний коэффициент мощности ветроэнергетики в США, небольшой ветряк для дома вырабатывает 16–20% своей мощности в год.Чтобы оценить, сколько энергии производит ветряная турбина в вашем доме, вы можете установить регистрирующий анемометр на высоте 6 метров (20 футов), сравнивая скорость ветра с кривой производительности ветряной турбины.

    Солнечные панели полагаются на солнечное излучение для каждого состояния. Большинство панелей имеют коэффициент мощности 10–25%, а их ежедневная выработка энергии эквивалентна 4–6 часам при выработке полной мощности в зависимости от индекса солнечной радиации для каждого штата.

    Учитывая годовую выработку энергии ветра и солнца, эффективность обеих технологий относительно одинакова.Основное различие заключается в общем времени, в течение которого оборудование вырабатывает электроэнергию, и соотношении скорости ветра и солнечной радиации в зависимости от состояния. В некоторых штатах более быстрые ветры, что делает ветряные турбины разумным выбором, в то время как в других есть большая солнечная радиация, что делает их идеальными для солнечных батарей. Лишь немногие из них идеально подходят как для жилых солнечных, так и для ветряных систем.

    Эффективное использование пространства

    Для солнечных панелей требуется место только на крыше дома. Портативные солнечные панели на жилых автофургонах могут использовать как крышу, так и прилегающие к автомобилю территории.Ветряные турбины, с другой стороны, требуют земельного пространства для установки ветряной башни, достаточно высокой, чтобы использовать преобладающие ветры, что делает ее подходящей только для домов с большими дворами и местными разрешениями, разрешающими эти башни на идеальной высоте 6 метров (20 футов). ).

    Сравнение энергии ветра и солнечной энергии

    Есть несколько ключевых аспектов каждой технологии, которые стоит сравнить, как показано ниже.

    Ветер энергия солнечная энергия
    может генерировать день власти и ночь может только генерировать мощность во время часов солнечного света
    генерирует электричество даже на облачных днях
    Требует регулярного обслуживания Требует минимального обслуживания
    Требуется дополнительное пространство для установки Требуется только место на крыше
    позволяет устанавливать солнечные батареи на крышах
    Турбины вырабатывают 16–20% своей мощности в течение дня Панели вырабатывают свою полную мощность за 4–6 пиковых солнечных часов в течение дня
    Цены упали на 23% за последние 10 лет Пр лед выпал на 73% за последние 10 лет

    Можно ли сочетать солнечную и ветровую энергию?

    Домовладельцы в штатах с большой скоростью ветра и пиковыми солнечными часами (эквивалентное количество часов в день, когда солнечные панели генерируют максимальную мощность) могут выбрать установку гибридных генераторных систем, сочетающих как ветряные, так и солнечные технологии.Гибридные генераторы устанавливаются компаниями солнечного ветра, специализирующимися на установке и интеграции солнечных панелей и ветряных генераторов для домов.

    Технология солнечного ветра может быть эффективной и дешевой, тем более что некоторые основные компоненты для обеих систем могут быть общими, например, литиевые, залитые или AGM батареи, инвертор постоянного/переменного тока и другие. Гибридная генераторная система может быть особенно полезна для автономных домов, поскольку солнечные батареи могут производить солнечную энергию в периоды низкой скорости ветра в светлое время суток, а ветряные турбины могут генерировать электроэнергию ночью или в пасмурные дни.

    Аккумуляторный блок для гибридных систем

    Поскольку солнечным и ветровым генерирующим системам требуются системы накопления энергии, то же самое необходимо сделать и с гибридными системами. Эти комбинированные солнечные и ветряные системы накапливают избыточную энергию в аккумуляторной батарее, чтобы использовать ее позже, когда выработка электроэнергии невелика из-за погодных условий.

    Хотя может возникнуть соблазн установить аккумулятор для мотоцикла или гольф-кара из-за низкой цены и высокой емкости, они не подходят для жилых солнечных и ветряных энергосистем.Для бытовых систем накопления энергии требуется батарея с жидкостным электролитом или батарея солнечных батарей, поскольку это батареи глубокого цикла, работающие от 12–24 вольт, идеально подходящие для этих систем.

    Раздел обзора

    – 10 лучших ветряных турбин для дома

    Чтобы помочь вам найти лучший ветряной генератор для домашних установок, мы составили список из 10 лучших ветряных турбин для жилых помещений. Здесь вы найдете турбины малой и большой мощности по самым разным ценам, с различными характеристиками и т. д., что позволит вам найти идеальный вариант для вашего дома.

    1. Ветряная мельница Automaxx 1500 Вт, 24 В, 60 А, ветряной генератор, комплект

    Номинальное напряжение: 24 В/48 В | Номинальная сила тока: 60 А | Номинальная мощность: 1500 Вт | Номинальная скорость ветра: 14 м/с (31,31 мили в час) | Диаметр ротора: 1,22 м (48,03 дюйма) | Вес: 33 фунта. | Скорость ветра при включении: 2,5 м/с (5,59 мили в час) | Выживание Скорость ветра: 50 м/с (110 миль в час) | Контроллер заряда MPPT: Внешний (в комплекте) | Тип генератора: 3-фазный переменный ток

    Ветряной генератор Automaxx представляет собой ветряную турбину средней и высокой мощности, изготовленную из стекловолокна и лопастей из полипропилена и имеющую прочную конструкцию.Эта турбина вырабатывает 1500 Вт при номинальной скорости ветра 14 м/с (31,31 мили в час), имеет скорость ветра при включении 2,5 м/с (5,59 мили в час) и скорость ветра для выживания 50 м/с (110 миль в час). миль/ч).

    Эта турбина оснащена системой Bluetooth, позволяющей контролировать выработку электроэнергии, скорость ветра, соединения с аккумулятором или включать/отключать тормоза через приложение Windmill.

    Плюсы

    • Встроенный контроллер заряда MPPT
    • Прочная конструкция с высокой скоростью ветра
    • Мощность средней и высокой мощности 1500 Вт
    • Относительно низкий уровень шума 40 дБ при 32.8’

    Минусы

    • Высокая скорость ветра при включении 3 м/с (6,7 мили в час)

    2. Комплект ветрогенератора Tumo-Int 1000 Вт с 3 лопастями и контроллером усиления ветра (24 В)

    Номинальное напряжение: 24 В/48 В | Номинальная сила тока: 40 ампер | Номинальная мощность: 1000 Вт | Номинальная скорость ветра: 12,5 м/с (27,96 миль/ч) | Диаметр ротора: 2,4 м (94,48 дюйма) | Вес: 66 фунтов. | Скорость ветра при включении: 2.5 м/с (5,6 миль/ч) | Выживание Скорость ветра: 40 м/с (90 миль в час) | Контроллер заряда MPPT: Внешний (в комплекте) | Тип генератора: 3-фазный переменный ток

    Ветрогенератор Тумо-Инт – это надежная и качественная турбина с лопастями из армированного стекловолокна. Он включает в себя систему управления усилением ветра, которая регулирует направление турбины в сторону наветренного угла, чтобы использовать преимущества самого быстрого ветра.

    При относительно низкой скорости ветра при включении 2.5 м/с (5,6 миль/ч), эта модель вырабатывает до 1000 Вт при номинальной скорости ветра 12,5 м/с (27,96 миль/ч). Это модель с самым большим диаметром ротора в списке.

    Плюсы

    • Ротор большого диаметра, позволяющий лучше использовать кинетическую энергию ветра
    • Относительно низкая скорость ветра при включении
    • Включает контроллер Wind Boosting

    Минусы

    • Максимальная скорость ветра для выживания всего 40 м/с

    3.Ista Breeze i-2000 48 В ветрогенератор ветрогенератор из

    Номинальное напряжение: 48 В | Номинальная сила тока: 40 ампер | Номинальная мощность: 2000 Вт | Номинальная скорость ветра: 12,5 м/с (27,96 миль/ч) | Диаметр ротора: 2,25 м (98,42 дюйма) | Вес: 52,9 фунта. | Включение Скорость ветра: 2 м/с (4,47 мили в час) | Выживание Скорость ветра: Н/Д | Контроллер заряда MPPT: Внешний | Тип генератора: 3-фазный переменный ток

    Домашние ветряные генераторы Ista Breeze i-2000 являются одной из самых мощных моделей в списке с выходной мощностью 2000 Вт при скорости ветра 12.5 м/с (27,96 миль/ч). В этой турбине используется алюминиевый корпус и лопасти из армированного стекловолокна, создающие при вращении относительно низкий уровень шума 60 дБ. Для турбины требуется низкая скорость ветра при включении 2 м/с (4,47 мили в час), что идеально подходит для безветренной погоды. При скорости выше 15 м/с (33,5 мили в час) его эффективность быстро снижается.

    Плюсы

    • Один из самых мощных ветрогенераторов в списке
    • Алюминиевый корпус, обеспечивающий более быстрое охлаждение
    • Требуется низкая скорость ветра при включении
    • Создает низкий уровень шума, учитывая его мощность

    Минусы

    • Эффективность быстро снижается при скорости ветра более 15 м/с (33.5 миль в час).
    • Контроллер заряда MPPT не входит в комплект.

    4. 11-лопастная ветряная турбина Missouri General Freedom II мощностью 2000 Вт

    Номинальное напряжение: 12 В/24 В/48 В | Номинальная сила тока: 160 А при 12 В/80 А при 24 В/40 А при 48 В | Номинальная мощность: 2000 Вт | Номинальная скорость ветра: Н/Д | Диаметр ротора: 1,57 м (62 дюйма) | Вес: 46,95 фунта. | Включение Скорость ветра: 2,68 м/с (6 миль в час) | Выживание Скорость ветра: 55.88 м/с (125 миль/ч) | Контроллер заряда MPPT: Внешний | Тип генератора: 3-фазный с выходом постоянного тока

    Ветряная турбина General Freedom II мощностью 2000 Вт с 11 лопастями
    • Металлические компоненты полностью оцинкованы горячим способом, ступица оцинкована — Не ржавеет — Нет необходимости в покраске или специальном покрытии на срок до 50 лет при нормальных условиях ломаться при нормальном использовании.
    • Генератор с постоянными магнитами имеет ротор из 28 редкоземельных металлов внутри и наш наклонный сердечник статора для легкого вращения — максимальная мощность до 2000 Вт!

    Ветряная турбина Raptor G4 Freedom II с 11 лопастями — одна из самых интересных и своеобразных турбин в списке мощностью 2000 Вт. Этот ветрогенератор имеет одну из самых прочных и высокопроизводительных лопастей, изготовленных из углеродного волокна, что придает ему великолепный эстетический вид.

    Этот ветряк имеет скорость ветра 2.68 м/с (6 миль/ч) и относительно небольшой вес, учитывая количество лопастей и грузоподъемность. Благодаря качественному дизайну и прочным материалам, эта ветряная турбина может выдерживать высокие скорости ветра до 55,88 м/с (125 миль в час).

    Плюсы

    • Относительно легкая турбина.
    • Эта турбина с 11 лопастями лучше использует кинетическую энергию ветра.
    • Выдерживает самые быстрые ветры выживания для турбин в списке.
    • Высокая мощность 2000 Вт.

    Минусы

    • Относительно высокая скорость ветра при включении по сравнению с другими турбинами из списка
    • Не включает MPPT. Контроллер заряда

    5. Комплект генератора ветряной турбины Dyna-Living 400 Вт

    Номинальное напряжение: 12 В | Номинальная сила тока: 30 ампер | Номинальная мощность: 400 Вт | Номинальная скорость ветра: 13 м/с (29,08 миль/ч) | Диаметр ротора: 1,4 м (55,11 дюйма) | Вес: 16.12 фунтов | Включение Скорость ветра: 2 м/с (4,47 мили в час) | Выживание Скорость ветра: 50 м/с (111,84 мили в час) | Контроллер заряда MPPT: Внешний (в комплекте) | Тип генератора: 3-фазный переменный ток

    Для домовладельцев, которые ищут небольшую ветряную турбину для дома, чтобы частично компенсировать счета за электроэнергию, комплект генератора ветряной турбины Dyna-Living является одним из лучших вариантов с мощностью 400 Вт и включенным контроллером заряда MPPT. Эта модель имеет относительно низкую включаемую скорость ветра 2 м/с (4.47 миль в час) и одна из самых высоких скоростей ветра для выживания 50 м / с (111,84 миль в час), что идеально, учитывая его размер.

    Плюсы

    • Один из самых легких ветряков в списке.
    • Включает контроллер заряда MPPT.
    • Отличное включение при скорости ветра 2 м/с (4,47 мили в час).
    • Создает мало шума.
    • Включает в себя систему управления с автоматической регулировкой, которая постоянно направлена ​​на турбину в наветренном направлении.

    Минусы

    • Требуется сильный ветер со скоростью 13 м/с (29.08 миль в час) для достижения полной генерации.

    6. ECO-WORTHY 800W 12V/24V Солнечная ветряная турбина генератор комплект

    Номинальное напряжение: 12 В/24 В | Номинальная сила тока: 60 А при 12 В/30 А при 24 В | Номинальная мощность: 400 Вт (ветряная турбина) + 400 Вт (солнечные панели) | Номинальная скорость ветра: 10,5 м/с (5,6 мили в час) | Диаметр ротора: 1,2 м (47,2 дюйма) | Вес: Н/Д | Скорость ветра при включении: 2,5 м/с (5,6 мили в час) | Выживание Скорость ветра: 35 м/с (78 миль в час) | Контроллер заряда MPPT: Внешний (в комплекте) | Тип генератора: 3-фазный переменный ток

    Для энтузиастов возобновляемых источников энергии, желающих уменьшить свой углеродный след с помощью жилых солнечных и ветряных систем, Eco-Worthy 800 W является лучшим предложением.Это комплект 2-в-1, включающий ветряную турбину мощностью 400 Вт и две солнечные панели мощностью 195 Вт каждая. У этого ветряного генератора самая низкая номинальная скорость ветра в списке — всего 10,5 м/с (5,6 мили в час).

    Плюсы

    • Включает турбогенератор мощностью 400 Вт и солнечную систему мощностью 400 Вт
    • Включает гибридный контроллер, управляющий выходной мощностью панелей и турбины
    • Идеально подходит для штатов с сильным солнечным излучением и сильными ветрами
    • Требуется самая низкая номинальная скорость ветра в списке для достижения максимальной генерации

    Минусы

    • Самая низкая скорость ветра для выживания в списке

    7.Nature Power 70701 Ветряная турбина-2000 Вт, морской класс

    Номинальное напряжение: 48 В | Номинальная сила тока: 40 ампер | Номинальная мощность: 2000 Вт | Номинальная скорость ветра: 12,5 м/с (27,96 миль/ч) | Диаметр ротора: 1,77 м (69,9 дюйма) | Вес: 38 фунтов. | Включение Скорость ветра: 3 м/с (6,7 мили в час) | Выживание Скорость ветра: 49,2 м/с (110 миль в час) | Контроллер заряда MPPT: Встроенный | Тип генератора: 3-фазный переменный ток

    Ветряная турбина Nature Power 70701-2000 Вт, морского класса, черная
    • Всепогодное высококачественное морское покрытие и конструкция обеспечивают универсальность как на суше, так и на море. t
    • Не требующая технического обслуживания конструкция с корпусом из литого под давлением алюминия промышленной прочности и лопастями из углеродного волокна, разработанными для малошумной работы

    Nature Power 70701 — ветряная турбина морского класса со встроенным контроллером заряда MPPT и превосходной мощностью генерации 2000 Вт при номинальной скорости ветра 12.5 м/с (27,96 миль/ч). Эта турбина имеет самую высокую скорость ветра при включении 3 м/с (6,7 мили в час), но для морских применений этого довольно легко достичь.

    Плюсы

    • Один из самых мощных ветряков в списке.
    • Встроенный контроллер заряда MPPT.
    • Разработан для применения в морских условиях.

    Минусы

    • У него самая высокая скорость ветра в списке.

    8. Ветряная турбина Pikasola 200 Вт

    Номинальное напряжение: 12 В | Номинальная сила тока: 16 ампер | Номинальная мощность: 200 Вт | Номинальная скорость ветра: 11 м/с (24.06 миль в час) | Диаметр ротора: 1,3 м (51,18 дюйма) | Вес: 26,2 фунта. | Скорость ветра при включении: 1,5 м/с (3,35 мили в час) | Выживание Скорость ветра: 45 м/с (100,6 миль в час) | Контроллер заряда MPPT: Внешний (в комплекте) | Тип генератора: 3-фазный переменный ток

    Ветряная турбина Pikasola имеет пять лопастей с вертикальной осью и обеспечивает низкую скорость ветра при включении 1,5 м/с (3,35 мили в час). Каждая лопасть изготовлена ​​из высококачественного нейлонового волокна, конструкция которого позволяет лопастям двигаться под действием ветра в любом направлении.Этот ветрогенератор обеспечивает максимальную выработку 200 Вт при номинальной скорости ветра 11 м/с (24,06 мили в час) и включает в себя контроллер заряда MPPT, который управляет потоком энергии к батареям и отключает генерацию, когда батареи полностью заряжены.

    Плюсы

    • Требуется низкая номинальная скорость ветра 11 м/с (24,06 мили в час).
    • Самая низкая скорость ветра при включении в списке.
    • Контроллер заряда
    • MPPT в комплекте.
    • Конструкция с вертикальной осью, которая движется при любом направлении ветра.
    • Ветряная турбина Pikasola имеет один из лучших эстетических эффектов.

    Минусы

    • Наименьшая емкость в списке.
    • Он относительно тяжелый, учитывая его грузоподъемность.

    9. Ветряная турбина HappyBUY 600 Вт 12 В Генератор ветряной турбины

    Номинальное напряжение: 12 В | Номинальная сила тока: 50 ампер | Номинальная мощность: 600 Вт | Номинальная скорость ветра: 12,0 м/с (26,84 мили в час) | Диаметр ротора: 0.90 м (35,43 дюйма) | Вес: 27,2 фунта. | Включение Скорость ветра: 2 м/с (4,47 мили в час) | Выживание Скорость ветра: 45 м/с (100,6 миль в час) | Контроллер заряда MPPT: Внешний (в комплекте) | Тип генератора: 3-фазный переменный ток

    Ветряная турбина HappyBUY — одна из лучших ветряных турбин с вертикальной осью для дома с лопастями, изготовленными из армированного пластика, 30% углеродного волокна и материалов, устойчивых к ультрафиолетовому излучению. Эта турбина имеет мощность от малой до средней 600 Вт, которая может питать батареи и частично компенсировать ваши счета за электроэнергию при номинальной скорости ветра 12.0 м/с (26,84 миль/ч). Турбина имеет относительно низкую скорость ветра при включении 2 м / с (4,47 мили в час).

    Плюсы

    • Лопасти с вертикальной осью, использующие ветры любого направления
    • Качественный дизайн из материалов, устойчивых к ультрафиолетовому излучению
    • Большая мощность для ветряной турбины с вертикальной осью такого размера и веса
    • Относительно низкая скорость ветра при включении
    • Внешний контроллер заряда MPPT в комплекте

    10.Комплект ветрогенератора Windmax HY400 500 Вт макс., 12 В, 5 лопастей,

    Номинальное напряжение: 12 В/ 24 В / 48 В | Номинальная сила тока: 30 А при 12 В/15 А при 24 В/7,5 А при 48 В | Номинальная мощность: 400 Вт | Номинальная скорость: 12,0 м/с (26,84 миль/ч) | Диаметр ротора: 1,55 м (61,01 дюйма) | Вес: 48,5 фунтов. | Скорость ветра при включении: 2,5 м/с (5,6 мили в час) | Выживание Скорость ветра: 50 м/с (111,84 мили в час) | Контроллер заряда MPPT: Внешний (в комплекте) | Тип генератора: 3-фазный переменный ток

    Windmax HY400 — это ветряная турбина мощностью 400 Вт, рассчитанная на скорость 12.0 м/с (26,84 миль/ч), но он начинает генерировать энергию ветра при скорости 2,5 м/с (5,6 миль/ч), а мощность достигает 500 Вт при быстром ветре. HY400 имеет электромагнитный тормоз и лопасти с аэродинамическим тормозом, защищающие турбину от быстрых ветров, обеспечивая скорость ветра 50 м/с (111,84 мили в час).

    Плюсы

    • Одна из ветряных турбин с более высокой скоростью ветра для выживания.
    • Включает в себя контроллер заряда M.P.P.T.
    • Подходит для систем 12 В/24 В/48 В
    • Качественный и прочный дизайн.
    • Имеет конструкцию с 5 лопастями, которая правильно использует кинетическую силу ветра.

    Минусы

    • Относительно большой вес с учетом генерирующей мощности.

    Подходит ли мне домашняя ветряная турбина?

    Прежде чем инвестировать в домашнюю ветряную турбину, важно рассмотреть некоторые аспекты, чтобы знать, сможете ли вы в полной мере воспользоваться преимуществами производства энергии ветра. Здесь мы объясним самые важные вещи, которые следует учитывать перед установкой ветряной турбины.

    Разрешено ли вам устанавливать ветряную турбину там, где вы живете?

    Хотя в большинстве штатов допускается установка ветряных турбин в жилых помещениях, в некоторых действуют законы, ограничивающие аспекты, связанные с этой установкой. Например, идеальная высота для установки ветряной турбины составляет чуть более 6 метров (20 футов). Поскольку в большинстве мест есть ограничение по высоте 35 футов, это может не быть проблемой.

    Уровень шума может быть еще одним ограничением. Проверьте дБ, которые производит турбина во время работы, и убедитесь, что они разрешены в вашем районе.

    Изучите ветровые ресурсы в вашем штате

    Чтобы в полной мере использовать энергию ветра, скорость ветра в вашем штате должна быть от 10,5 до 14 м/с (5,6–31,31 мили в час). Эти скорости ветра гарантируют, что большинство турбин, установленных в вашем доме, смогут полностью вырабатывать свою мощность. Установка анемометра в вашем месте позволит вам измерять скорость ветра, чтобы позже сравнить эти данные с кривой производительности ветряных турбин в списке.

    Подсчитайте и сделайте правильный звонок

    Наконец, вы должны сравнить имеющуюся информацию для вашего штата со спецификациями для желаемого ветряка из 10 лучших турбин в списке и сделать выбор.

    Например, давайте рассчитаем выходную мощность 11-лопастной ветряной турбины General Missouri мощностью 2000 Вт с учетом коэффициента мощности 20%. Используя приведенную ниже формулу, мы можем оценить среднюю производительность.

    Как видно выше, турбина будет генерировать около 2 803,2 кВтч в год, легко компенсируя около 26% счетов за электроэнергию при среднем годовом потреблении по стране в 10 649 кВтч.

    Чтобы полностью жить вне сети при таком потреблении, вам нужна система большей мощности, объединяющая 3–6 таких турбин в небольшую ветрогенерационную систему.При рассмотрении каждого аспекта затрат вы также должны учитывать финансовые стимулы ветроэнергетики, а также налоговые льготы и кредиты в вашем штате.

    Заключение

    Энергия ветра является одним из основных способов выработки электроэнергии, частично или полностью компенсирующей счета за электроэнергию, даже позволяя вам жить вне сети. Установка жилой ветряной турбины позволит вам производить чистую, возобновляемую энергию и получать от этого финансовые стимулы и доходы.

    Принимая во внимание высокую эффективность ветряных турбин и солнечных панелей в настоящее время, становится ясно, почему домовладельцы становятся более экологичными с помощью гибридной солнечной и ветровой системы.Вы также можете начать пользоваться преимуществами возобновляемой энергии, выбрав ветряную турбину из списка 10 лучших и питая свой дом энергией ветра.

    Самые продаваемые солнечные ветряные электростанции для жилых помещений

    Северо-Западный институт возобновляемых источников энергии — Обучение техников по ветряным турбинам

    Из-за COVID-19 мы приняли гибридный стиль обучения. Лаборатории будут проводиться в кампусе, а занятия в классе останутся онлайн.

    Безопасность — наш главный приоритет.

    Добро пожаловать в Северо-западный институт возобновляемых источников энергии!

    Вы готовы начать свою карьеру? Пройдите обучение в Северо-Западном институте возобновляемых источников энергии всего за 6 месяцев!

    Вы хотите начать карьеру в сфере возобновляемых источников энергии? Северо-западный институт возобновляемых источников энергии i — идеальное место, чтобы начать свое будущее с нашей программы обучения техников ветряных турбин.Получите навыки, обучение и сертификаты, необходимые для выхода на рынок труда всего за 6 месяцев. Наша команда Career Services поможет вам начать работу и подать заявку на работу по всей стране и по всему миру.

    Учебная программа NWREI готовит и присуждает студентам сертификаты, необходимые для работы в отрасли экологически чистых технологий. Студенты должны сдать практический экзамен, чтобы получить сертификаты. Наша онлайн-программа обучает студентов необходимым книжным работам и ведет их к практической части программы, где студенты лазают и работают на реальном оборудовании.Этот гибридный стиль занятий уникален и предназначен для повышения качества обучения и опыта, которые получают наши студенты.

    Вас ждет захватывающее будущее! NWREI здесь, чтобы помочь вам начать работу!

    «Наша цель — обеспечить техническое обучение, необходимое вам для начала карьеры в отрасли возобновляемых источников энергии».

    Наша миссия и философия

    Миссия Северо-Западного института возобновляемых источников энергии (NWREI) заключается в обеспечении технической подготовки, инструктажа, наставничества и поощрения наших студентов, чтобы они были безопасными и успешными в своей новой карьере.

    Наша философия преподавания основана на убеждении, что учащиеся добиваются успеха, если их профессиональная подготовка сосредоточена на передовых отраслевых практиках наряду с развитием навыков. Учась у привлекательных и поддерживающих инструкторов, наши студенты вырабатывают безопасные и продуктивные рабочие привычки. Наше обучение подчеркивает важность мягких навыков и профессионализма. Наконец, наша программа обучения техников по ветряным турбинам в значительной степени включает теорию, подкрепленную обширной практической практикой.

    40 лет опыта

    NWREI является частью семьи технических школ Международной академии авиации и гостеприимства.Мы предоставляем нашим студентам качественную профессиональную подготовку с 1979 года. Международная академия авиации и гостеприимства аккредитована Комиссией по аккредитации профессиональных школ и колледжей (ACCSC).

    Познакомьтесь с Николасом Марточчи

    Преподаватель Северо-западного института возобновляемых источников энергии.

    Николас делится информацией о программе, студентах и ​​о том, как стать техником по ветряным турбинам.

    Узнать больше

    Сертификаты

    Сертификат HYTORC Bolting

    После завершения письменного экзамена и практической демонстрации навыков учащиеся получают этот сертификат.

    Безопасный доступ и спасение при работе на высоте

    Этот обязательный сертификат выдан ENSA North America, ведущим органом в области обучения технике безопасности при работе на высоте и спасательных работ. Этот сертификат демонстрирует умение пользоваться средствами личной безопасности и спасательными средствами, такими как ремешки, привязи для защиты от падения, оборудование для позиционирования и т. д.

    Первая медицинская помощь/CPR/AED

    Учащиеся должны применять все необходимые навыки оказания первой медицинской помощи, CPR и AED полностью и без посторонней помощи, чтобы получить этот сертификат.

    OSHA 10

    Чтобы получить этот сертификат, учащиеся должны продемонстрировать понимание политик, процедур и стандартов OSHA.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *