Створюємо вітряну електростанцію своїми руками. Вітрогенератори для дому: види, приблизні ціни, виготовлення своїми руками Як зробити вітряк ефективнішим

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

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

Три маленькі секрети

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

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

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

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

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

Найпростіша конструкція

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

Власна електростанція для дачі

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

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

Отже, практично все готове, залишилося виконати такі дії:

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

Всі. Виготовлений власноруч вітрогенератор готовий до роботи.

Електрична схема

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

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

Підведемо підсумки

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

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

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

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

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

Вітер, як нескінченне джерело енергії, знаходить все більшого поширення. Особливою популярністю таке джерело альтернативної енергії користується у віддалених регіонах (наприклад, Тайзі) на полярних станціях. Крім того, все частіше побутові вітрогенератори виготовляють заміські жителі. Які види вітряків існують і як зібрати пристрій для перетворення вітрової енергії своїми руками читайте нижче.

Вітрова генерація – це здатність отримувати електроенергію з енергії вітру. Вітрогенератор - це, по суті, сонячний генератор: вітри утворюються через нерівномірне прогрівання поверхні Землі сонцем, обертання планети та її рельєфу. Генератори використовують рух повітряних мас і перетворюють їх на електрику за допомогою механічної енергії.

В середньому, один вітряк на 20 кВт може забезпечити електроенергією одне невелике селище.

На основі принципу вітрогенерації може бути побудована ціла електростанція, так і зведені автономні пристрої для забезпечення електрикою окремих районів і навіть будинків. На сьогодні, 45% усієї енергії виробляється за допомогою вітряних генераторів. Найбільша вітроелектростанція знаходиться в Німеччині, і щороку виробляє до 7 млн. кВт енергії на годину. Тому все частіше власники заміських будинківу далеких регіонах та селах замислюються про використання вітрової енергії з побутовою метою. При цьому вітряки можуть використовуватися як єдиний, так і .

Вітряний генератор: принцип роботи, види пристроїв

Більшість вітряків є сталевою вежею – щоглою, на вершині якої закріплено три лопаті. Сучасний побутовий вітровик на 5 kw другої величини може легко генерувати до 5000 Вт електроенергії. Цього цілком вистачає задля забезпечення електрикою житлового будинку, дачі. Аксіальний генераторвидає до 500 Вт/год. Найпотужніший у світі вітряний генератор – 8 МВт.

Сучасна вітротурбіна може мати:

• Горизонтальну вісь обертання;
• Вертикальну вісь обертання.

Горизонтальний вітровик має вісь, яка обертається паралельно землі (як звичайний млин). Вертикальні вітрогенератори можуть мати як лопаті, так і ротори, які рухаються паралельно до землі.

Енергозберігаючі труби просто незамінні. Вони дозволяють зберігати енергію і ваш бюджет. Повна інформація у нашій статті:

Ротори можуть відрізнятися за формою та розмірами, і поділяються на:

• Пристрої Савоніуса (ротори виконані у вигляді напівциліндрів);
• Ротори Угринського (покращені ротори напівцілендрієського типу);
• Ротори Дар'ї (можуть бути гвинтоподібні, вигнуті та Н-подібні);
• Багатолопатеві вітрогенератори (використовуються у вітряках карусельного типу);
• Гелікоїдні ротори (мають конусний ротор).

Часто вертикальні вітрогенератори юла-подібні (прикладом може бути роторний вітрогенератор “Чінгісхан”). Найбільш ефективним пристроєм своєї групи вважається багатолопатева конструкція типу дзига.

Саморобний вітрогенератор: переваги та недоліки

Встановлення вітряка може знадобитися в тому випадку, якщо до вашої ділянки не підведено електрику, в мережі електропередач постійно виникають перебої або ви хочете заощадити на оплаті електроенергії. Вітряк можна придбати, а можна виготовити самотужки.

Саморобний вітрогенератор має такі переваги:

• Він дозволяє заощадити кошти на покупку заводського пристрою, адже виготовлення найчастіше виготовляється з підручних деталей;
• Ідеально підходить під ваші потреби та умови експлуатації, адже потужність пристрою ви розраховуєте самостійно, враховуючи щільність та силу вітру у вашому регіоні;
• Краще гармонує з оформленням будинку та ландшафтним дизайномадже зовнішній виглядвітряка залежить тільки від вашої фантазії та вмінь.

До недоліків саморобних пристроївможна віднести їхню ненадійність і недовговічність: часто саморобки роблять із старих двигунів від побутових приладіві машин, тому вони швидко виходять із ладу. Разом з тим, щоб вітродвигун був ефективним, необхідно правильно зробити розрахунок потужності пристрою.

Як зробити вітряк своїми руками

Для того, щоб зробити вітряний генератор своїми руками, слід точно знати, які деталі в його конструкції існують, і за що вони відповідають. Так можна буде зрозуміти, чим замінити деякі деталі, які важко знайти в домашніх умовах.

Будь-яка вітроустановка має у своїй конструкції:

• Лопаті, що обертаються;
• Виробляє змінний струм електрогенератор;
• Контролер – пристосування, яке перетворює механічну енергію від лопат у струм;
• Інвертор - пристрій, який перетворює постійний струм на змінний;
• Акумуляторні батареї;
• Щогла.

Простий маленький вітрячок можна виготовити, взявши за основу вентилятор побутовий. Деякі умільці пристосовують під міні-вітер старий комп'ютерний кулер. Щоправда потужність такого вітродуйка не перевищуватиме і 100 Вт. Коли для енергопостачання невеликих будинків середнього розміру потрібен вітрогенератор з потужністю в 5 кВт, а для комерційних об'єктів - в 10 кВт.

Електрогенератор своїми руками: розрахунок потужності пристрою

Виготовлення будь-якого вітряка для приватного використання починається з попереднього етапу - розрахунку потужності пристрою. Так, наприклад, для роботи водяного опалення потрібно буде встановити вітряк заввишки не менше ніж 5-6 метрів. При цьому використовувати для обігріву лише енергію вітру не вийде: швидкість вітру досить мінлива. А ось як додаткове джерело, яке дозволить заощадити кошти, використовувати вітер можна.

Для цього можна скористатися численними формулами, що представлені в мережі. Найбільш простим рішеннямбуде використовувати калькулятор, який розраховує силу вітру самостійно. Вам при цьому потрібно буде лише вбити в програму потрібні значення. Найчастіше це: площа, на яку дме вітер, щільність та швидкість вітру.

Дізнатися середню швидкість повітряних мас у своєму регіоні, можна звернувшись до метеослужби.

Крім того, для роботи знадобиться електрична схемавітряка, докладні креслення конструкції, які можна намалювати на звичайному аркуші паперу або візуалізувати комп'ютерною програмою для тривимірного моделювання.

Який вибрати генератор для вітряка

Побутові вітряки мають бути малошумні. Тому краще використовувати як генератор для вітроустановок малооборотний (тихохідний) двигун. Такий двигун здатний здійснювати від 350 до 700 обертів за хвилину. Крім того, низькооборотний двигун можна використовувати навіть на однолопатевому вітряку. Також малооборотний генератор можна робити з крокового двигуна.

Щоб підвищити оберти вітряка, можна використовувати мультиплікатор: він дозволить прискорити обертання лопатей у 5-10 разів.

Особливою популярністю користуються дискові двигуни на неодимових магнітах. Магніти, причому, можуть бути різних розмірів і, відповідно, потужності. Виготовляється такий генератор досить просто, але його собівартість досить висока.

Для того, щоб запустити пропелер, можна використовувати педальний велогенератор.

Багато хто робить малопотужний генератор з бензогенератора, автомобільного або тракторного генератора, акумулятора від шуруповерта. При цьому слід враховувати, що на конструкцію з генератором з тракторного та автогенератора потрібно буде встановити редуктор, що знижує оберти.

Вітрогенератори своїми руками на 220

Для того, щоб зібрати вітровловлювач нам знадобляться: генератор на 12 вольт, акумуляторні батареї, перетворювач з 12 v на 220 в, вольтметр, мідні дроти, кріплення (хомути, болти, гайки).

Виготовлення будь-якого вітряка передбачає наявність таких етапів як:

1. Виготовлення лопатей. Лопаті вертикального вітрогенератора можна зробити з бочки. Нарізати деталі можна за допомогою болгарки. Гвинт для невеликого вітряка можна виготовити з труби ПВХз перетином 160 мм.
2. Виготовлення щогли. Щогла має бути висотою не менше 6 метрів. При цьому, для того, щоб зусилля, що крутить, не зірвало щоглу, її необхідно закріпити її на 4 розтяжки. Кожну розтяжку, при цьому, потрібно намотати на колоду, яку слід закопати глибоко в землю.
3. Встановлення неодимових магнітів. Магніти наклеюються на диск ротора. Краще вибирати прямокутні магніти, магнітні поляу яких зосереджуються по всій поверхні.
4. Намотування котушок генератора. Намотування виконується мідною ниткою з діаметром не менше двох мм. При цьому мотків має бути не більше 1200.
5. Фіксація лопат до труби за допомогою гайок.

За наявності потужних акумуляторних батарей та інвертора, отриманий пристрій зможе виробити таку кількість електрики, якої буде достатньо для використання побутової техніки(наприклад, холодильника та телевізора). Відмінно підійде такий генератор для підтримки роботи систем освітлення, опалення та вентиляції невеликого. дачного будиночка, теплиці.

Вітряки своїми руками 5 кВт (відео)

Вітроустановка – це безпечне, сучасний пристрійщо дозволяє трансформувати енергію вітру в електрику, необхідну для роботи побутових приладів, систем опалення, водопостачання, вентиляції. Провівши невеликі розрахунки, можна побудувати вітрогенератор без професійної допомоги. Допомогти в цьому зможе представлена ​​вище докладна інструкція, картинки та рекомендації щодо вибору комплектуючих!

Приклади вітряків (фото)

У цій статті докладно розберемо, як зробити вітрогенератор своїми руками. Адже побут сучасної людинибез електроенергії – важко уявимо. І навіть невеликі перебої в подачі електрики стають часом паралізуючим моментом для нормального життя у власному будинку. А такі неполадки, доводиться визнати, для деяких заміських селищ чи населених пунктів у сільській місцевості – на жаль, не рідкість. Отже, необхідно якимось чином убезпечити себе від неприємностей, придбати резервне джерело енергії. А якщо взяти до уваги ще й тарифи, що постійно зростають, то наявність власного джерела, та ще й працюючого практично «безкоштовно», стає заповітною мрією багатьох власників будинків.

Одним із напрямків розвитку «безкоштовної енергетики» у наш час є використання енергії вітру. Багато хто, напевно, бачив вражаючі картини величезних вітряків, які успішно застосовують у деяких країнах Європи – де-не-де частка виробленої вітром енергії вже сягає кількох десятків відсотків від загального обсягу. Ось і виникає спокуса - а чи не спробувати і мені зробити вітрогенератор своїми руками, щоб раз і назавжди здобути незалежність від електромереж?

Питання резонне, але слід відразу трохи охолодити запал «мрійника». Щоб створити дійсно якісну, продуктивну установку з вироблення електроенергії, потрібні чималі знання з механіки та електротехніки. Потрібно бути дуже досвідченим майстромна всі руки - чекає ціла низка операцій високої складності, що вимагають точного проектування та кваліфікованого підходу у виконанні. За сукупністю цих причин, як можна судити з обговорень на форумах, багато «здобувачів» або не отримали очікуваного результату, або взагалі відмовилися від задуманого проекту.

Тому в цій статті буде дана оглядова картина, що показує загальні проблемита напрями їх вирішення у процесі створення вітрогенераторів. Можна буде приблизно оцінити масштабність робіт та тверезо зважити свої можливості – чи варто братися самому.

Що це таке вітрогенератор? Загальний пристрій системи

Існує кілька способів отримання електричної енергії – за рахунок впливу потоком фотонів (світловий, наприклад, сонячні батареї), за рахунок певних хімічних реакцій (широко застосовується в елементах живлення), за рахунок різниці температур. Але найширше в даний час використовується перетворення кінетичної енергії в електричну. Це перетворення відбувається у спеціальних пристроях, які й називаються генераторами.

Принцип роботи генератора перетворювача кінетичної енергії на електричну, розкритий і описаний ще в XIX столітті Фарадеєм.

Принцип пристрою найпростішого електричного генератора

Він полягає в тому, що якщо провідну рамку розмістити в магнітному полі, що змінюється, то в ній буде індукуватися електрорушійна сила, яка при замиканні ланцюга призведе до появи електричного струму. А зміна магнітного потоку можна домогтися обертанням цієї рамки в магнітному полі, або створюваному постійними магнітами, або збудження, що з'являється в обмотках. При зміні положення рамки змінюється величина магнітного потоку, що перетинає її. І чим вища швидкість зміни, тим більші показники та наведеної ЕРС. Таким чином, чим більше оборотів передається ротору (частини генератора, що обертається), тим більшої напруги можна досягти на виході.

Схема, безумовно, показана з великими спрощеннями, просто з'ясування принципу.

Передача обертання на ротор генератора може здійснюватись по-різному. І один із шляхів знайти безкоштовне джерело енергії, яке приведе в рух кінематичну частину пристрою – це «зловити» силу вітру. Тобто приблизно так само, як це вдалося зробити колись творцям вітряків.

Таким чином, пристрій вітрового генератора має на увазі наявність генеруючого пристрою та механізму передачі його статору обертального руху, тобто вітряка. Крім того, обов'язковою умовою стає конструкція, що забезпечує надійну установку системи, так як її часто доводиться розміщувати на чималій висоті, щоб повноцінному «лові вітру» не заважали природні або штучні перешкоди. У ряді випадків використовується ще й кінематична передача, призначена підвищення кількості обертів ротора.

Один із прикладів підвищує передачі обертання від вітряка на генератор

Але і це ще не все. Наявність та швидкість вітру – величини найчастіше вкрай непостійні. І ставити споживання виробленої енергії у залежність від «капризів погоди» – справа нерозумна. Тому вітрогенератор зазвичай працює у зв'язці із системою акумуляції енергії.

Вироблений струм випрямляється, стабілізується і через спеціальний пристрій-контролер або надходить безпосередньо на подальше споживання, або перенаправляється на зарядку включених до схеми потужних акумуляторів. З акумуляторів через інвертор, що перетворює постійний струм у змінний потрібної напруги та частоти, живлення надходить до точок споживання. Акумулятори стають своєрідною буферною ланкою: якщо поточне навантаження менше поточної (дуже залежної від сили вітру) потужності генератора, або якщо протягом якогось часу зовсім не підключені прилади споживання, то йде зарядка батарей. Якщо навантаження стає вище потужності, що виробляється - батареї розряджаються.

Цікавий момент – саме ця особливість вітрової енергетичної установки дозволяє планувати потужність самого генератора, не виходячи з пікових показників навантаження (за це відповідатиме більшою мірою інвертор), а відштовхуючись від споживання енергії, що прогнозується, протягом певного періоду (наприклад, місяця).

Безумовно, у побуті можуть використовуватись і більше прості схеми. Наприклад, вітрова установка просто обслуговує якесь низьковольтне освітлювальне обладнання тощо.

Плюси та мінуси вітрових електростанцій

Наприклад подивимося спочатку на найпростішу конструкцію вітрогенератора, яку зможе зібрати навіть школяр середніх класів. Практичне застосуваннятакий «електростанції» – не особливо широке, але просто щоб розширити своє розуміння і набути деяких навичок – чому б і ні?

Нерідко виникають ситуації, коли електроенергія в найближчій лінії передач стає недоступною або невиправдано дорогою, і в таких випадках може допомогти тільки саморобний вітряк. Давайте розглянемо варіанти автономного постачання заміського будинкуелектрикою.

Вітряні генератори – яка модель краща?

Дуже часто хочеться заощадити на електроенергії або одержати її там, де ще не проходять вежі ЛЕП. Також можливий варіант, коли просто немає можливості приєднання до цієї вежі через відсутність вільної потужності. У будь-якому з перерахованих випадків виникає необхідність знайти доступне джерело електроенергії, причому бажано поновлюваний, тобто без застосування пального. Тому забудемо на час існування бензинових і дизельних генераторів і спробуємо використовувати силу вітру для отримання електрики.

Вітряки існують досить давно, ще кілька століть тому активно використовувалися вітряні млини. Так, під час штилю від такого пристосування мало толку, а під час бурі може відмовити навіть найнадійніший механізм. найкращому випадку). Але при всій своїй ненадійності вітровий генератор для дому своїми руками виготовити найпростіше, він вважається найбільш ефективним, особливо якщо немає доступу до річки швидкою течієюдля встановлення колеса. І слід пам'ятати, що вежа вітряка не повинна заважати сусідам ні шумом, ні вібрацією, ні тіньою, що навіть відкидається, згідно з правилами будівництва житлового будинку на ділянці.

Основних видів вітряків існує лише 2: з вертикальною та горизонтальною віссю обертання. Млини, які колись використовувалися повсюдно, належали до механізмів, лопаті яких насаджувалися на горизонтально орієнтовану вісь. Також більшість вітряків сьогодні виготовляються саме за цим принципом, оскільки такий варіант забезпечує найбільший ККД. Однак вітряні генераториз вертикальною віссю для будинку, зроблені своїми руками, працюють при найслабшому вітрі, який не зрушить лопаті пропелерних моделей. Для них досить легких поривів від 1-2 метрів за секунду. Щодо виготовлення - набагато простіше зробити вертикальний вітряк, який приймає вітер з будь-якого боку.

Розрізняють генератори і типу лопатей, які є в обох зазначених вище видів. Здебільшого основним чинником поділу за типами є конструкція: жорстка чи вітрильна. Вже залежно від того, який варіант є кращим для конкретної моделі, вибирається матеріал для виготовлення лопатей уловлювача вітрових потоків. Це може бути фанера, жерсть або тонка листова сталь, пластик, композит – для легкої жорсткої конструкції, а для вітрильної підійде будь-який гнучкий, але міцний матеріал, включаючи шовк, банерну тканину або навіть тонкий брезент.

Відмінності генераторів формою лопатей – порівняння ефективності

Найпростіший варіант горизонтального типу – вітрильна конструкція, тобто просто розташування площин пропелера під невеликим кутом до площини обертання. Жорсткі лопаті вимагатимуть точного розрахункувигину їх поверхонь, або досягати максимальної продуктивності потрібно буде досвідченим шляхом. Недостатнє викривлення "крила" дасть у результаті зниження ККД через погане захоплення повітряного потоку, а занадто сильне саме буде створювати опір обертанню через тертя повітря.

Що стосується генераторів з вертикальною віссю, їх уловлювачі вітру можуть мати різні форми, та розробки нових контурів та вигинів продовжуються постійно. Найпростіший варіант – із лопатями у формі жолобів, так звана конструкція Савоніуса. Їх кількість зазвичай роблять парним – 2 або 4. Хоча буває і більше, коли виготовляють своїми руками саморобні вертикальні багатолопатеві вітрогенератори на 30 кВт, з додатковими статичними екранами на зовнішньому кільці. Ці екрани спрямовують та концентрують вітер на певні ділянки розташованого всередині кільця ротора, де встановлені безпосередньо лопаті. Їх, залежно від діаметра диска основи, може начитуватись від 8 до 16 штук.

Існують ще ортогональні пропелери, які розташовані на вертикально встановлених осях і обертаються в горизонтальній площині, але їхній основний недолік у надзвичайно низькому ККД. Також подібні генератори не працюють при слабких поривах вітру, потрібна швидкість щонайменше 4 метри на секунду. І найрідше використовуються моделі вітряків Дор'є, у тому числі гелікоїдний, з гвинтоподібним загином лопатей, дугоподібними уловлювачами вітру та конструкцією типу "Н". Вони надійні та ефективні, але їх складно робити в домашніх умовах.

Плюси та мінуси різних типів – розбираємо та оцінюємо

Як уже було сказано, продуктивність набагато вища у моделей з горизонтальною віссю обертання. Однак вони потребують сильного вітру, такий зазвичай буває на висоті понад 10–15 метрів, і саме такої довжини встановлюють щоглу, яку вінчає поворотна гондола з лопатями. Ще однією позитивною якістю можна вважати відсутність згинального навантаження на вал, що має місце у вітряків з вертикальною віссю. До мінусів ж можна віднести той факт, що у поворотних пропелерних моделей 2 вала, а значить більше вузлів, що зношуються, і вище ймовірність поломки.

Що стосується вертикальних систем, їх переваги та недоліки залежать від моделі. Наприклад, вітряки Савоніуса найпростіші і можуть бути зроблені для дому своїми руками, як з консервної банки, так і з металевої або пластикової бочки. Заводяться вони за наявності 4 лопатей від найлегшого подиху вітру, особливо якщо встановлені якісні деталі, тоді відбуватиметься саморозкручування за рахунок інерції навіть при поривчастому вітрі. Але якщо лопаті тільки 2 або 3, самостійне обертання неможливо, тому ставлять 2 таких модуля один на інший, маючи уловлювачі вітру кожного під кутом 90 градусів по відношенню до іншого. Парусність цього типу велика, а тому дуже високий бічний тиск на вісь при сильному штормі.

У ортогональних вітряків, крім малої потужності, є ще ряд недоліків. По-перше, це досить сильна вібрація через нерівномірний тиск на різні ділянки лопаті крилоподібної форми. Як наслідок швидко псується підшипник, встановлений на вертикальному валі. Крім того, подібні генератори видають при обертанні досить сильний і неприємний шум, тому можуть стати причиною невдоволення сусідів на найближчих ділянках. Гелікоїдні, якщо їх придбати готові, заводської комплектації, обходяться дуже дорого, так само, як і багатолопатеві конструкції, у яких дуже велика кількість деталей.

Будь-який вітрогенератор для підвищення ефективності може бути встановлений у трубі, що повертається.

Принцип роботи вітряків – як улаштована система?

Незалежно від типу вітряка, сам він енергію виробити неспроможна, йому потрібен генератор, обертання валу якого забезпечуватиметься лопатями. Якщо у вас конструкція із горизонтальною віссю обертання, для передачі руху на вал знадобиться редуктор. Далі підключається контролер, який перетворює електрику, що отримується на котушках генератора, в постійний струм, що надходить потім в акумулятори. Далі можна підключити світлодіодну лампочку, але якщо ви хочете зарядити якийсь пристрій або підключити ноутбук, знадобиться ще й інвертор, який перетворить накопичений заряд батареєю в змінний струм.

Слід враховувати, що кожну зміну струму зі змінного на постійний і навпаки зменшує підсумкову кількість енергії на 10–15 %.

Установка з вертикальною віссю обертання зручна тим, що вал може бути досить довгим, і це дозволяє помістити генератор в нижній частині щогли, тобто в зоні прямого доступу. Нерідко в ланцюг встановлюють автоматичний перемикач, у тих випадках, коли вітряк працює у комплексі із сонячними батареями або водяним колесом. Також у деяких моделях ставлять гальмо, яке потрібне на той випадок, якщо акумулятор повністю заряджений. На лопатях вітряків із горизонтальною віссю обертання можуть бути передбачені шарніри, які складають уловлювачі вітру при штормі. Дуже потужний вітрогенератор на 5 кіловат, зроблений власноруч, іноді доповнюється поворотним електромотором, який спрацьовує від датчика напряму потоків повітря.

Виріб на неодимових магнітах – коротка інструкція

Довірити складання ротора та статора для вітряка краще спеціалістуАле якщо ви вирішили зробити вітряк для приватного будинку з нуля своїми руками, необхідно знати, як виготовляється генератор. Почати слід з основи, для якої найкраще використовувати маточину автомобіля, оскільки на ній вже є підшипники. На диск через рівні проміжки наклеюються неодимові магніти, полюси яких звернені лицьовою стороною до вас повинні чергуватись. Причому в однофазній моделі кількість різнополюсних сторін має збігатися. Що стосується трифазних генераторів, там рекомендується дотримуватися пропорцій 2:3 або 3:4.

Далі слід зайнятися намотуванням котушок для статора. Це завдання теж краще довірити спеціалісту або використовувати спеціальні пристрої, які допоможуть впоратися із завданням акуратніше, ніж якщо все робити вручну. Для того щоб успішно заряджати батарею на 12 Ватт, знадобиться сумарна кількість витків у всіх котушках, що дорівнює 1000. Загалом для розрахунку витків можна використовувати найпростішу формулу ω = 44/(T*S), де 44 - постійний коефіцієнт, Т - індукція Тесла, а S - перетин дроту квадратних сантиметрах. Індукцію Тесла визначаємо за таблицею для різних типівпровідників:

Намотані котушки (їм краще надавати прямокутну або трапецієподібну форму для зручності розташування по колу) закріплюємо клеєм на нерухомій підставі статора. При цьому форма та розміри внутрішнього простору котушки повинні відповідати контурам магніту. Те саме стосується і товщини. Всі кінці провідників виводимо і з'єднуємо так, щоб вийшло два загальні пучки "+" і "-". Серцевини котушок заливаємо тим же клеєм, що використовувався для фіксації, можна ізолювати повністю дроти, покладені на диск статора. Тепер, якщо магніти при обертанні ротора поєднуватимуться з котушками, різниця потенціалів полюсів створить умови для вироблення електрики.

Виготовлення вітряка на основі готового електромотора

Зазвичай домашні майстри намагаються використати автомобільні генератори, проте підходять далеко ще не все, а лише самовозбуждающиеся, наприклад, такі, які використовувалися у деяких моделях тракторів. Більшість же вимагають появи струму наявності підключеного акумулятора. Однак як основа для вітряка можна використовувати і мотор-колесо для самоката або скутера. Це дозволить зробити малошумні вертикальні вітрогенератори на 5 кВт, які матимуть дуже високий ресурс за рахунок найпростішої конструкціїз мінімумом деталей.

Також можна використовувати як генератор практично будь-який електромотор від побутових верстатів, головне, щоб в основі були відсутні щітки, як, наприклад, в або дрилях - такі генератори вам не підійдуть. Для малопотужного варіанта годиться і кулер від комп'ютера, але лише зарядки невеликих електронних пристроїв. Якщо ви хочете отримати вертикальний вітрогенератор, виготовлений своїми руками, хоча б на 2 кВт, краще взяти за основу двигун від потужного вентилятора.

Потужності саморобного вітрогенераторабуде достатньо для заряджання акумуляторних батарей різноманітної техніки, забезпечення освітлення та в цілому роботи побутових електроприладів. Встановивши вітрогенератор, ви позбавите себе витрат на електроенергію. За бажання аналізований агрегат можна зібрати своїми руками. Потрібно лише визначитися з основними параметрами вітрогенератора та зробити все відповідно до інструкції.

Конструкція вітрогенератора включає кілька лопатей, що обертаються під впливом вітряних потоків. Внаслідок такого впливу створюється енергія обертання. Енергія, що утворилася, за допомогою ротора надходить на мультиплікатор, який у свою чергу передає енергію на електрогенератор.

Також є конструкції вітрогенераторів без мультиплікаторів. Відсутність мультиплікатора дозволяє істотно підвищити продуктивність установки.

Вітрогенератори можна встановлювати як окремо, так і групами, об'єднаними у вітропарк. Також вітродвигуни можна комбінувати з дизельними генераторами, що дозволить економити паливо та забезпечити максимально ефективну роботу системи електрозабезпечення будинку.

Що потрібно знати до початку збирання вітрогенератора?

Перед початком збирання вітрогенератора вам потрібно визначитися з рядом основних моментів.

Перший крок. Виберіть відповідний тип конструкції вітродвигуна. Установка може бути вертикальною та горизонтальною. В разі самостійного складаннякраще віддавати вибір на користь вертикальних моделей, т.к. вони більш прості у виготовленні та балансуванні.

Другий крок. Визначте відповідну потужність. У цьому моменті все індивідуально – орієнтуйтесь на потреби. Для більшої потужності потрібно збільшувати діаметр і масу робочого колеса.

Збільшення цих характеристик призведе до виникнення певних складнощів на етапі закріплення та балансування колеса вітрогенератора. Враховуйте Наразіта об'єктивно оцінюйте свої можливості. Якщо ви новачок, розгляньте варіант з установкою декількох вітрогенераторів середньої потужності замість одного дуже продуктивного агрегату.

Третій крок. Подумайте, чи зможете ви самостійно виготовити всі елементи вітрогенератора. Кожна деталь повинна бути точно прорахована та зроблена у повній відповідності до заводських аналогів. За відсутності необхідних навичок краще придбати готові елементи.

Четвертий крок. Виберіть відповідні акумулятори. Від автомобільних акумуляторів краще відмовитись, т.к. вони недовговічні, вибухонебезпечні та вимогливі у догляді та обслуговуванні.

Найкращим варіантом є герметичні акумулятори. Вони коштують у кілька разів дорожче, зате служать у кілька разів довше і загалом відрізняються вищими характеристиками.

Окрему увагу приділіть вибору потрібної кількості лопатей. Найпопулярнішими є вітрогенератори з двома і трьома лопатями. Однак у подібних установок є низка недоліків.

При роботі генератора з двома або трьома лопатями мають місце потужні відцентрові та гіроскопічні сили. Під впливом згаданих сил суттєво зростає навантаження на основні елементи вітрогенератора. При цьому в деяких моментах сили діють на противагу одна одній.

Щоб нівелювати навантаження, що надходять, і зберегти конструкцію вітрогенератора в цілісності, потрібно виконати грамотний аеродинамічний розрахунок лопатей та виготовити їх у точній відповідності до розрахункових даних.Навіть мінімальні похибки у кілька разів зменшують ККД установки та підвищують ймовірність швидкої поломки вітрогенератора.

При роботі швидкохідних вітродвигунів створюється багато шуму, особливо якщо йде мовапро саморобні установки. більший розмірматимуть лопаті, тим сильнішим буде шум. Цей момент накладає низку обмежень. Наприклад, встановити таку галасливу конструкцію на даху будинку вже не вийде, якщо, звичайно, власнику не подобається відчуття життя в умовах аеродрому.

Враховуйте, що зі збільшенням кількості лопатей підвищуватиметься рівень вібрації, що утворюється під час роботи вітрогенератора. Дволопатеві установки складніші в балансуванні, особливо для недосвідченого користувача. Отже, шуму та вібрації від вітряків із двома лопатями буде дуже багато.

Віддайте вибір на користь вітрогенератора на 5-6 лопат.Практика показує, що такі моделі є найбільш оптимальними для самостійного виготовлення та використання у домашніх умовах.

Гвинт рекомендується робити діаметром близько 2 м-коду.З роботою з його складання та балансування впорається практично будь-хто. Набравшись досвіду, можете спробувати зібрати та встановити колесо з 12-ма лопатями. Складання такого агрегату вимагатиме більше зусиль. Витрата матеріалів та тимчасові витрати теж збільшаться. Однак 12 лопат дозволять навіть при несильному вітрі в 6-8 м/с отримувати потужність на рівні 450-500 Вт.

Зважайте на те, що при 12 лопатях колесо буде досить тихохідним, а це може призвести до різних проблем.Наприклад, вам доведеться зібрати спеціальний редуктор, складніший і найдорожчий у виготовленні.

Таким чином, найкращим варіантомдля початківця домашнього майстрає вітрогенератор із колесом діаметром 200 см, оснащеним лопатями середньої довжини в кількості 6 штук.

Комплектуючі та інструменти для збирання

Складання вітряка вимагатиме наявності безлічі різних комплектуючих і додаткових пристроїв. Зберіть та купіть все необхідне заздалегідь, щоб вам не довелося відволікатися на це у майбутньому.

Залежно та умовами конкретної ситуації перелік необхідних інструментівможе трохи змінюватись. У цьому моменті ви самостійно зорієнтуєтеся під час виконання роботи.

Покроковий посібник зі збирання вітрогенератора

Складання та встановлення саморобного вітрогенератора виконується в кілька етапів.

Перший етап. Підготуйте триточкове бетонна основа. Глибину та в цілому потужність фундаменту визначайте відповідно до типу ґрунту та кліматичних умов у місці будівництва. Дайте бетону набрати міцність протягом 1-2 тижнів і встановіть щоглу. Для цього зарийте опорну щоглу на землю приблизно на 50-60 см і зафіксуйте за допомогою розтяжок.

Другий етап. Підготуйте ротор та шків. Шків є фрикційним колесом. По колу такого колеса розташована канавка чи обід. При виборі діаметра ротора необхідно орієнтуватися на середньорічне значення швидкості вітру. Так, при середній швидкості 6-8 м/с ротор діаметром 5 м буде більш ефективний, ніж ротор на 4 м.

Третій етап. Виготовте лопаті майбутнього вітрогенератора. Для цього візьміть бочку і розділіть її на кілька однакових частин відповідно до вибраної кількості лопатей. Розмітте лопаті за допомогою маркера, а потім виріжте елементи. Для різання чудово підійде болгарка, також можна використовувати ножиці по металу.

Четвертий етап. Скріпіть днище бочки зі шківом генератора. Для кріплення використовуйте болти. Після цього вам потрібно відігнути лопаті на бочці. Не переборщіть, інакше готове встановленняпрацюватиме нестабільно. Встановіть потрібну швидкість обертання вітрогенератора шляхом зміни вигинів лопатей.

П'ятий етап. Підключіть дроти до генератора та зберіть їх у ланцюг у дозі. Закріпіть генератор на щоглі. Провід підключіть до генератора та щогли. Зберіть генератор у ланцюг. Також підключіть акумулятор до ланцюга. Враховуйте той факт, що максимально допустима довжина проводів у разі такої установки становить 100 см. Підключіть навантаження за допомогою проводів.

На складання одного генератора йде в середньому 3-6 годин, залежно від наявних навичок і в цілому працездатності та майстра.

Вітрогенератор вимагає регулярного доглядута обслуговування.

1. Через 2-3 тижні після встановлення нового генератора потрібно демонтувати прилад та переконатися у надійності наявних кріплень. З метою власної безпеки перевіряйте кріплення виключно за слабкого вітру.
2. Змащуйте підшипникищонайменше 1 раз на 6 місяців. При появі перших ознак порушення балансування колеса відразу ж зніміть його та усуньте несправності. Найчастішою ознакою розбалансування є нехарактерне тремтіння лопатей.
3. Не менше ніж раз на 6 місяців перевіряйте щітки струмоприймача. Кожні 2-6 років фарбуйте металеві елементиустановки. Регулярне фарбування захистить метал від руйнування під впливом корозії.
4. Слідкуйте за станом генератора. Регулярно перевіряйте, чи не перегрівається генератор під час роботи. Якщо поверхня установки нагрівається до такого стану, що на ній стає дуже важко тримати руку, віднесіть генератор до майстерні.
5. Контролюйте стан колектора. Будь-які забруднення необхідно у найкоротші терміни видаляти з контактів, т.к. вони значно знижують ефективність роботи установки. Слідкуйте за механічним станом контактів.Перегрів агрегату, обмотки, що згоріли та інші подібні дефекти – все це повинно відразу ж усуватися.

Таким чином, у збиранні вітрогенератора немає нічого складного. Достатньо лише підготувати все необхідні елементи, зібрати установку за інструкцією та підключити готовий агрегат до електромережі. Правильно зібраний вітрогенератордля дому стане надійним джерелом безкоштовної електроенергії. Дотримуйтесь отриманого керівництва і все вийде.

Вдалої роботи!

Відео – Вітрогенератори для дому своїми руками