Самодельный ветряк для домика в горах.

Энергия солнца и ветра

Самодельный ветряк для домика в горах.

Как сделать ветрогенератор своими руками.

Задавшись целью собрать самодельный ветрогенератор своими руками, я начал с поиска в Google. Нашлось огромное разнообразие конструкций, схем, чертежей, видео вертикальных и роторных ветрогенератораторов. Все они имели пять общих черт:
1. Генератор
2. Лопасти
3. Монтаж установки, которая превратит ветер в энергию
4. Башня, чтобы поднять установку и поймать ветер
5. Батареи и электронная система управления

Я уменьшил проект создания всего к пяти маленьким системам. Если за раз рассматривать только один из пунктов, проект не кажется слишком трудным.

Генератор ветряка - как выбрать и где купить

Многие, оказалось, использовали для создания своего ветряка старые компьютерные моторы с ленточным приводом(раритет времен, когда компьютеры имели большие катушечные ленточные накопители). Лучшие, по-видимому, варианты моделей такого двигателя были у компании Ametek. Самый подходящий, по-моему, из них - 99 вольтный движок постоянного тока, который прекрасно работает как генератор небольшой электростанции. К великому сожалению, ныне их почти невозможно найти . Хотя есть немало похожих аналогов, которые еще можно отыскать, например, на Ebay.

Как вы уже догадались, найдется немало других доступных подходящих моделей. Такие магниты постоянного тока могут прилично работать, но они не были предназначены для ветряной установки изначально. Двигатели приходится раскручивать гораздо быстрее, чем их номинальная скорость, чтобы произвести что-нибудь схожее с их номинальным напряжением. Итак, я искал модель, рассчитанную на высокое напряжение постоянного тока, низкие обороты и высокий ток, воздерживаясь от низкого напряжения и высоких оборотов. Нужен был движок, который выведет более 12 вольт при довольно низких оборотах. Так, к примеру, от двигателя рассчитанного на 325 оборотов за минуту 30 вольт можно ожидать выработки 12+ вольт при разумно-низких оборотах. С другой стороны, двигатель мощностью 7200 оборотов за минуту 24 вольт, вряд ли будет производить 12 вольт, пока он крутится со скоростью несколько тысяч оборотов за минуту, что слишком быстро для ветряной установки.

Мне удалось прикупить один из подходящих движков Ametek 30 вольт на Ebay всего за 26$. Они стоят дешево, т.к. большинство охотится за более мощными. Можно найти также других изготовителей, так что не волнуйтесь о цене Ameteks. Во всяком случае, мой приобретенный мотор был в хорошем состоянии и работал отменно. Даже при простом толчке руками он набирал достаточно оборотов, чтоб зажечь лампу 12 вольт достаточно ярко. Я устроил ему настоящее испытание на своем сверлильном станке, подключив к соответственной нагрузке, убедился, что если смогу пристроить хорошие лопасти, он будет производить большое количество энергии.

Лопасти к ветрогенератору. Как и из чего сделать.

Очередные онлайн исследования показали, что многие люди вырезали крылья ветряка из дерева, а другие домашние мастера использовали трубы ПВХ. Последний вариант выглядел более простым.

Сначала нужно было определить необходимую длину. Рекомендуется использовать пластиковые трубы, диаметр которых составляет 1/5 от длины. Например, если вам нужны лопасти длиной 50 см, то труба должна иметь диаметр 10 см. С одного отрезка трубы получится четыре штуки.

Для своего самодельного ветрогенератора использовал черную трубу, которую смог найти в местном магазине, диаметром 15 см, длиной 60 см. Сначала разрезал трубу вдоль на четыре равных части. Затем вырезал одну лопасть, удалив квадрат примерно 5 см у основания, где она будет крепиться, срезал лишнее вдоль по диагонали. Прежде чем вырезать квадрат, просверлите отверстие в углу, до которого нужно сделать надрез. Это необходимо, чтобы улучшить структурную целостность материала и не порезать дальше требуемого.

Вырезанное крыло послужило шаблоном следующим. Итого у меня получилось четыре штуки (3 для моей установки, плюс одна запасная).

Затем немного сгладил края на шлифовальном станке и чуток наждаком. Не знаю, насколько это улучшит работу моего аппарата, но выглядит не плохо.

Монтаж ветроголовки самодельного ветряка

Довольный результатом, я приступил к сборке своей электростанции из полученных запчастей.

Покопавшись в своей мастерской, обнаружил зубчатый шкив крепления вала двигателя, но он оказался слишком мал диаметром, чтобы закрепить лопасти болтами. Среди своего металлолома также нашел алюминиевый диск 13 см диаметром – достаточного размера, но его не как прикрепить к валу двигателя. Самым простым решением было, конечно, скрепить эти две части вместе. Для этого просверлил требуемые отверстия в дисках.

Закрепил болтами лопасти и диски.

В местном магазине нашел этот колпак для винта.

Теперь нужно установить турбину. Я решил поставить ее на деревянной подставке. Размер досточки был рассчитан путем высокого научного метода да выбора наиболее подходящего куска из имеющегося хлама под рукой. Отрезал кусок пластиковой трубы диаметром 10 см, чтобы сделать щит двигателю, защищающий его от дождя. Для хвостовой части, поворачивающей винты по направлению ветра, просто использовал кусок тяжелого алюминиевого листа. Я переживал, что хвост не достаточно большого размера, но на практике оказалось, работает очень хорошо. Хвост поворачивает ветряную установку прямо навстречу ветру каждый раз, когда он меняет направление.

Тем, кому интересны точные чертежи и схемы, указал основные размеры хвостовой части на фото. Хотя думаю вряд ли какие-то из этих размеров являются критическими.

Мачта для установки самодельного ветряка

Процесс создания подошел к установке моего ветряка на башню, которая позволит ей свободно вращаться навстречу ветру. После некоторых размышлений и штурма местных магазинов, наконец, пришел к решению, которое, кажется, должно хорошо работать.

Железная труба диаметром 2.5 см дает хорошее скольжение внутри 3 см стальной ЕМТ электрического трубопровода. Можно было бы использовать длинный кусок трубопровода как башню и 2.5 см фитинги труб с обоих концов. Главному устройству подключил 2.5 см железный фланец по центру, 19 см от конца генератора, ввернул конец железной трубы. Провода будут проходить через отверстие по центру трубы, а затем выходить у основания башни.

Чтобы сделать основание башни вырезал из фанеры диск диаметром 60 см. Сделал U-образную форму сборки из 2.5 см трубопроводной арматуры. По середине поставил 3.5 см тройник. Теперь он может свободно поворачиваться, а также позволяет поднимать и опускать башню. В деревянном диске просверлил отверстия для стальных вставок, чтобы зафиксировать его к земле.

Фотография показывает верхнюю часть с креплением основания. Думаю, вы уже догадались, как они будут стыковаться вместе. Представьте себе трех метровую трубу, соединяющую обе части.

Так как строил ветрогенератор дома, а использовать собирался в горном домике, решил повременить с покупкой опорной трехметровой трубы, пока не приеду к месту. Это означало, что сделанный ветряк будет собран лишь частично, а поэтому провести надлежащее испытание перед установкой на месте не получится. Конечно, такой поворот меня немного беспокоил, поскольку до последнего момента не мог быть уверен до начала испытаний, действительно ли подтвердятся все мои расчеты и система заработает надлежащим образом.

Затем покрыл все деревянные части несколькими слоями белой краски, оставшейся у меня после ремонта, чтобы защитить древесину от дождя и гниения. Прикрутил крылья, добавил к хвостовой части противовес, чтобы сбалансировать систему.

Батареи и электронная система управления

Ветровая электростанция состоит из ветровой турбины, одной или нескольких батарей хранения энергии, произведенной генератором, блокирующего диода, предотвращающего вращение двигателя от запасенной электроэнергии аккумулятора, балластной нагрузки избыточной энергии, когда батареи полностью заряжены, контроллера заряда для запуска всей системы.

Есть много контроллеров солнечных и ветряных электростанций. Anyplace предоставляет механизмы систем получения альтернативной энергии, которые продаются на Ebay. Я решил все же попробовать сделать контроллер своими руками. Погуглив немного, нашел много информации, в том числе некоторые полные схемы контроллера, которые показались не сложными, поэтому довольно легко сделал свой блок.

Решите ли вы купить готовый контроллер, или сделать его самостоятельно, он обязательно необходим для ветроустановки, так как должен контролировать напряжение батареи, либо направлять энергию туда для подзарядки, или балласту избыточной энергии, когда аккумулятор полностью заряжен (чтобы предотвратить чрезмерную зарядку и поломку батареи).

Так выглядит мой контроллер, который я сделал сам. При первоначальном тестировании просто закрепил его болтами к фанере. Впоследствии закрою защищенным от непогоды корпусом.

Транспортировка и монтаж ветряка у домика в горах

Все элементы моей системы готовы. Осталось отвезти их в мой домик в горах и установить. Все части устройства аккуратно упаковал, собрал необходимые инструменты, приготовился к поездке с надеждой на этот раз получить электричество для своего удаленного домика. После прибытия на место моей первой задачей было создание, а затем крепления несущей башни ветряка. В ближайшем магазине приобрел трубу три метра длиной, 35 мм толщиной, чтобы сделать стояк. Сборка прошла быстро. Я использовал нейлоновые веревки и деревянные колья, чтобы с четырех сторон закрепить стояк своего самодельного ветрогенератора.

Это крепление верхней части башни. Немного подумав, приспособил металлические скобы для крепления веревок к трубе. Позже планирую заменить веревку стальными тросами. Но чтобы проверить работоспособность системы это было более чем достаточно.

Диск у основания башни лежит прямо на земле. Провод от ветровой установки выведет через отверстие наружу для подключения турбины к контроллеру. Чтобы протянуть провод через трубу, воспользовался жесткой проволокой – одним концом проволоки прикрутил провод, вставил проволоку в трубу, затем протянул провод.

Заработало! Хотя ветерок этим днем был совсем небольшим, лопасти отлично разогнались.

Фото остальных устройств: контроллер, аккумулятор, электроника. 120 ватный инвертор подключен к батарее, а также мультиметр для отслеживания напряжения батареи и выходного напряжения из ветрогенератора. Помимо этого, к инвертору подключено зарядное устройство, преобразующее 120 вольт переменного тока.

Крупным планом использованная электроника. По данным мультиметра, ветряк вырабатывает 13,32 вольт. Электробритва и зарядное устройство – тестовые приборы, обеспечивающие нагрузку на систему через инвертор переменного тока.

Разумеется, оставлять всю электронику вот так вот на фанерной доске под открытым небом довольно опасно. При таком то высоком напряжении тока, да множестве соединений проводов опасность короткого замыкания слишком высока. После первого тестирования подберу хороший удлинитель и перенесу устройства в защищенное место.

Наконец установка моего самодельного ветряка закончена! У меня есть электричество! Теперь смогу зарядить свой телефон, фотоаппарат, подключить ноутбук и прочую бытовую технику. Теперь я не завишу от традиционных источников питания, по крайней мере, пока дует ветер.

Во сколько обошлась сборка самодельного ветрогенератора

Практически вся система была действительно собрана из подручных материалов, которые годами валялись в гараже. Но кое-что, разумеется, пришлось докупить. Впрочем, эти расходы не идут ни в какое сравнение со стоимостью промышленных генераторов. А времени было потрачено не так уж много. Так что, абсолютно уверен, собрать такую штуковину под силу каждому.

Так во сколько же обошлась мне сборка ветряка? Вот список всего, что пришлось купить для этого устройства:

  • мотор/генератор - 26.00$ (на Ebay)
  • труба для лопастей - 12,84$
  • кабель питания - 0 $ (использовал старый удлинитель)
  • труба для стояка - 19,95 $
  • веревка и крепление - 18,47 $
  • крепление для трубы и переходники на разъемах - 41,49 $
  • прочие железные детали - $ 8.00
  • древесина и алюминиевый лом - 0 $ (нашел на своей свалке)
  • электронные компоненты - 0 $ (уже были у меня)
  • части реле - 13,87 $
  • аккумулятор - 0 $ (заимствовал из моих UPS)
  • инвертор - 0 $ (уже был)
  • краска - 0 $ (уже был)

    Итого: 140,62 $

Не так уж и плохо. Не думаю, что смог бы найти промышленный ветрогенератор аналогичной мощности с контроллером заряда и готовой башней меньше чем за тысячу долларов, даже б/у.

Изменения ветрогенератора после испытания в работе.

После первых испытаний я также внес некоторые изменения в свой аппарат. Например, установил новые лопасти промышленного изготовления, которые купил по интернету. Они более эффективны, чем мои самодельные, к тому же позволяют ветряку вращаться при более низкой скорости ветра. После этого мне пришлось еще увеличить хвост турбины, чтоб создать необходимый противовес, так как новые лезвия более тяжелые. Улучшения установки действительно отлично работают. Теперь мой ветряк производит гораздо больше энергии даже в легкие порывы ветра.

Вдобавок к этому хочу сделать солнечную батарею, которая будет обеспечивать электричеством в ясную безветренную погоду. Еще планирую заменить контроллер, добавить несколько новых функций и дополнительный блок предохранителей для внешних нагрузок.

Поделиться статьёй с друзьями:

Другие статьи раздела "Советы, идеи, решения":

  1. 20.08.13 Вертикальный ветрогенератор своими руками
  2. 19.08.13 Самодельный ветряк для домика в горах.
  3. 28.07.13 Основные принципиальные схемы солнечных установок для нагрева воды
  4. 27.07.13 Устройство и подключение светодиодной ленты
  5. 22.07.13 Солнечная электростанция своими руками. Подбор компонентов.
Страница: 01 02 03 04 05 06 07 08 09