Загальний принцип роботи

Основним робочим органом вітрогенератора є лопаті, які обертають вітер. Залежно від розташування осі обертання вітрогенератори поділяються на горизонтальні та вертикальні:

• Горизонтальні вітрогенераторинайбільш поширені. Їхні лопаті мають конструкцію, аналогічну пропелеру літака: у першому наближенні це — похилі щодо площини обертання пластини, які перетворюють частину навантаження від тиску вітру на обертання. Важливою особливістю горизонтального вітрогенератора є необхідність забезпечення повороту лопатевого вузла відповідно до напрямку вітру, оскільки максимальна ефективність забезпечується при перпендикулярності напряму вітру до площини обертання.
• Лопаті вертикального вітрогенераторамають опукло-увігнуту форму. Так як обтічність опуклої сторони більша, ніж увігнутою, такий вітрогенератор завжди обертається в одному напрямку незалежно від напрямку вітру, що робить непотрібним поворотний механізм на відміну від горизонтальних вітряків. Разом з тим, за рахунок того, що у будь-який момент часу корисну роботу виконує лише частина лопатей, а решта лише протидіє обертанню, ККД вертикального вітряка значно нижче, ніж горизонтальногоЯкщо для трилопатевого горизонтального вітрогенератора цей показник доходить до 45%, то у вертикального не перевищить 25%.

Оскільки середня швидкість вітрів у Росії невелика, навіть великий вітряк більшу частину часу обертатиметься досить повільно. Для забезпечення достатньої потужності електроживлення повинен з'єднуватися з генератором через редуктор, що підвищує, ремінний або шестерний. У горизонтальному вітряку блок лопаті-редуктор-генератор встановлюється на поворотній головці, яка дає їм можливість йти за напрямом вітру. Важливо врахувати, що поворотна головка повинна мати обмежувач, що не дає їй зробити повний оборот, так як інакше проводка від генератора буде обірвана (варіант з використанням контактних шайб, що дозволяють голівці вільно обертатися більш складний). Для забезпечення повороту вітрогенератор доповнюється спрямованим уздовж осі обертання робочим флюгером.

Найбільш поширений матеріал для лопатей - це ПВХ-труби великого діаметра, що розрізаються вздовж. По краю до них приклепуються металеві пластини, приварені до маточини лопатевого вузла. Креслення такого роду лопат найбільш широко поширені в Інтернеті.

На відео розповідається про вітрогенератор, виготовлений своїми руками

Розрахунок лопатевого вітрогенератора

Оскільки ми вже з'ясували, що горизонтальний вітрогенератор є значно ефективнішим, розглянемо розрахунок саме його конструкції.

Енергія вітру може бути визначена за формулою
P=0.6*S*V³, де S — це площа кола, що описується кінцями лопатей гвинта (площа кидання), виражена в квадратних метрах, а V — розрахункова швидкість вітру в метрах за секунду. Також потрібно враховувати ККД самого вітряка, який для трилопатевої горизонтальної схеми складе в середньому 40%, а також ККД генераторної установки, що становить на піку 80% токошвидкісної характеристики для генератора з збудженням від постійних магнітів і 60% - для генератора з обмоткою збудження. Ще в середньому 20% потужності витратить редуктор, що підвищує (мультиплікатор). Таким чином, остаточний розрахунок радіусу вітряка (тобто довжини його лопаті) для заданої потужності генератора на постійних магнітах виглядає так:
R=√(P/(0.483*V³))

Приклад: Приймемо необхідну потужність вітроелектростанції 500 Вт, а середню швидкість вітру - 2 м/с. Тоді за нашою формулою нам доведеться використовувати лопаті завдовжки щонайменше 11 метрів. Як бачите, навіть така невелика потужність вимагатиме створення вітрогенератора колосальних габаритів. Для більш-менш раціональних в умовах виготовлення своїми руками конструкцій з довжиною лопаті не більше півтора метра вітрогенератор зможе видавати лише 80-90 ват потужності навіть на сильному вітрі.

Недостатньо потужності? Насправді все трохи інакше, оскільки насправді навантаження вітрогенератора живлять акумулятори, вітряк лише заряджає їх у міру своїх можливостей. Отже, потужність вітроустановки визначає періодичність, з якою зможе здійснювати подачу енергії.

Вітроенергетичні ресурси у російському сегменті займає неоднозначне становище. Застосування таких пристроїв розглядається із двох сторін. З одного саморобний вітряк - це відмінне рішення для економії електроенергії механічним шляхом. Цьому сприяють безмежні рівнини, де є постійна швидкість вітру і набирається достатня потенційна енергія, що перетворюється надалі за допомогою вітряка на кінетичну. Однак у деяких регіонах неосяжної країни вітри відрізняються слабким потенціалом через нерівномірний та повільний вплив. У північних районах виділяють третій бік, де бешкетують буйні і непередбачувані вітри. Кожен власник будинку може містити в господарстві власний вітряк. Купувати такий пристрій дороге задоволення, тому краще створити вітровий генератор своїми руками. Визначимося: який конкретний тип вітряка підійде більше і з якою метою він вибирається?

Незалежно від того, чи виберіть вітрогенератор вертикальний, роторний вітряк або інший тип, схематичний пристрій виробу має такі схожі складові деталі:

• Генератор струму (використовується доступний варіант).
• Лопаті (виготовляються з жорсткого матеріалу, нездатного до корозії та деформацій у процесі роботи)
• Витяг баштового типу необхідний для підняття установки на потрібний рівень.
• Опційно встановлюються додаткові акумуляторні батареї із системою електронного керування.

Легше та дешевше збирати вітрогенератори своїми руками з ротором чи аксіальною конструкцією на магнітах. Щоб вибрати відповідний, вивчимо пристрій кожного.

Вітряк 1 - конструкція роторного типу

Саморобний вітрогенератор із роторною турбіною виготовляється з двох, рідше чотирьох, лопатей. Відрізняється нескладною конструкцією, через що виготовляється самостійно із підручних матеріалів. Такий вітрогенератор для будинку не забезпечить необхідною кількістю електроенергії двоповерховий заміський котедж. Потужності вітрового генератора вистачить на постачання електрики маленького. Вітряк для приватного будинку використовується для подачі освітлення на господарські будівлі, що прилягають до домоволодіння, прибудинкові ліхтарі, світильники, обігрівач вітерець, фен, холодильник та інші.

Підготовка деталей та розхідників

Залежно від того, яку потужність розраховується вітряний генератор своїми руками, підбирають відповідний генератор для вітряка. Ми розглянемо вітряки своїми руками потужністю до 5 кВт. Зробити вітрогенератор своїми руками із ротором легко. Для цього підготуємо такі матеріали:

1. Автомобільний 12 вольт. Для створення пристрою використовують кислотний або гелієвий акумулятор від автомобіля.
2. Регулятор напруги перетворення змінних струмів: 12 –> 220 вольт.
   Саморобний регулятор напруги для перетворення змінних струмів: 12 -> 220 вольт
3. Габаритна ємність. Відповідні варіанти: каструля з нержавіючої сталі або відро з алюмінію.
4. Зарядний пристрій. Використовуємо зняте з автомобіля реле.
5. Вимикач на 12 вольт.
6. Лампа заряду з контролером.
7. Болти М16×70 мм із гайками та шайбами.
8. Простий вольтметр будь-якої конфігурації з вимірювального пристрою, що не використовується.
9. Кабель трижильний електричний з перетином не менше 2,5 мм 2 .
10. з гумовою підкладкою. Знадобляться при кріпленні генератора до матчу, що несе.

Щоб зробити електрогенератори на 220 своїми руками знадобиться стандартний набір монтажних інструментів: болгарка з дисками, маркер, шуруповерт, дриль із свердлами, ножиці по металу, набір накидних ключів, газові ключі №1,2,3, кусачки, рулетка.

Хід конструкторських робіт

Для створення конструкції вітряка спочатку готують ротор. На наступному етапі модифікують шків генератора. У ролі ротора використовується металева ємність: каструля чи відро. За допомогою рулетки та маркера відміряємо чотири рівні частини. Потім проробляємо отвори на кінцях розкреслених ліній, щоб поділ на складові було легше. Розрізаємо ємність ножицями по металу. За відсутності таких проробляємо самі дії болгаркою. З отриманих частин вирізаємо лопаті майбутнього ротора, але не до кінця прорізуючи заготовку.

Не допускається різання ємностей або виробів з тонкими жерстяними стінками, оскільки матеріал перегрівається та деформується.

Щоб вітряк із автомобільного генератора правильно працював, лопаті ротора повинні відповідати між собою за розміром. Як варіант створюють генератор зі стартера своїми руками. Тому виміри потребують ретельних перевірок.

Тепер готуємо генератор для вітряка своїми руками. Насамперед визначаємо бік обертання шківа. Для цього зворотно-поступальними рухами руки крутимо його ліворуч – праворуч. За стандартом він обертається за годинниковою стрілкою, але трапляються винятки із правил. На наступному етапі з'єднуємо роторну частину із генератором. За допомогою дриля виготовляємо рівні отвори в днище ємності та шківі генератора.

Отвори повинні розташовуватись по симетрії. Інакше виникає ризик дисбалансу у русі ротора.

Краї лопатей трохи вигинаємо збільшення швидкості обертання від вітру. Чим більший кут вигину, тим ефективніше роторна установка сприймає потоки повітря. Лопаті ротора виготовляють не лише з ємності. Можна зробити лопаті для вітрогенератора своїми руками у вигляді окремих деталей, які з'єднуються з металевою заготовкою у формі кола. У таких моделях легше проводити ремонтні роботи з відновлення окремих крильчаток.

Щоб підключити генератор, беремо ємність із виготовленими лопатями та надійно кріпимо до шківа генератора ботами М16×70 мм або меншого діаметру. Тепер зібрана конструкція повністю встановлюється на щоглі. Фіксуємо у доступних місцях металевими хомутами. Монтуємо електричну проводку та збираємо замкнутий ланцюг. Кожен контакт приєднується у відповідний роз'єм. При необхідності попередньо записуємо маркування та колір кожного дроту окремо. Дрітом кріпимо проводку до щогли.

Після повного складання механічної конструкції залишається лише приєднати інвертор (перетворювач напруги), акумулятор і навантаження (приладова частина і освітлення). Для підключення акумулятора та інвертора використовуємо електричний кабель перетином 3 мм 2 довжиною 1 метр, а для решти периферійних навантажень підійде кабель з перетином 2 мм 2 . Зібраний вітряк своїми руками готовий до експлуатації.

Переваги та недоліки такої моделі

При правильній збірці всіх складових елементів вітрогенератори своїми руками з автомобільного генератора співслужать тривалий термін без жодної проблеми. Конструкція, що живиться 75-амперним акумулятором із встановленим перетворювачем на 1000 W, видасть кількість електроенергії для стабільної роботи вуличного освітлення або приладів відеоспостереження. До переваг також відносять: порівняно низька ціна на комплектуючі для вітряка, ремонтопридатність, відсутність додаткових умов для коректного функціонування та низька шумність конструкції. Наприклад, малошумні вертикальні вітрогенератори 5 кВт працюють тихіше, ніж сучасні холодильники.

Недоліки очевидні: слабка електрична продуктивність, низькі показники міцності, залежність від різких змін швидкості вітру, що призводить до частої поломки лопатей.

Вітряк 2 - аксіальна конструкція на магнітах

Вітрогенератори на 220в своїми руками з неодимовими магнітами отримали назву аксіальні вітряки. Влаштування таких конструкцій засноване на не залізних статорах з прикріпленими магнітами. Зважаючи на те, що вартість останніх впала в кілька разів, виготовити генератор на магнітах своїми руками стало простіше. Модель цього вітряка дозволить отримати більше електричної енергії, ніж створені роторні електрогенератори своїми руками.

Що потрібно підготувати?

Головний елемент механічної конструкції аксіального генератора – маточина колеса легкового автомобіля разом із гальмівними дисками, яка стане майбутнім ротором. Якщо деталь використовувалася раніше за своїм призначенням, слід її підготувати. Для цього розбираємо маточину на складові частини та металевою щіткою відчищаємо внутрішні та зовнішні стінки елемента від іржі. Кожен підшипник ретельно змащуємо. Тепер збираємо маточину у зворотному порядку.

Розподіл та закріплення магнітів

Для закріплення неодимових магнітів на гальмівних дисках ротора готуємо 20 одиниць прямокутної форми з розмірами 25×8 мм.

У магнітах з круглою структурою магнітне поле розташоване в центрі, а прямокутні по довжині.

Точна кількість магнітів утворює полюси. Маємо їх, по всій області дисків чергуючи через один. Для того щоб з'ясувати, де у магніту плюс і мінус, береться один з них, а решту тулимо до нього спочатку однією, а потім іншою сторонами. Якщо вони намагнічуються, то маркером ставимо на цьому боці плюс і навпаки. При збільшенні кількості полюсів керуємося такими правилами:

1. Для однофазних генераторів сума полюсів дорівнює кількості магнітів.
2. Для трифазних дотримується співвідношення пропорції 4/3 по одиницях магнітів та полюсів, а також 2/3 по полюсах до котушок відповідно.

Щоб точно розподілити магніти по колу гальмівного диска, використовуємо шаблон, намальований на аркуші паперу. Магніти клеїмо за допомогою сильного клею, а потім фіксуємо епоксидною смолою.

Трифазні та однофазні генератори

Статор з однією фазою порівняно гірший, ніж трифазні аналоги. Зважаючи на непостійність при віддачі струму, виникають високі коливання амплітуди в електромережі, тому однофазні пристрої видають вібрацію. У трифазних генераторах відбувається компенсація навантаження струму з однієї фази до іншої. Завдяки цьому потужність у такій мережі завжди постійна. Вібраційні впливи негативно впливають на конструкцію в цілому, отже термін використання однофазних генераторів значно менше, ніж у трифазних. Ще одна перевага трифазної моделі – відсутність шуму під час роботи.

Процес намотування котушок

Перш ніж приступити до намотування дроту на котушки генератора, робимо момент початку заряджання акумулятора 12 вольт має відбуватися при номінальній величині 110 об/хв. Використовуючи ці дані, обчислюємо необхідну кількість витків в окремій котушці: 12*110/N, де N – число котушок. Для обмотки використовуємо виключно дроти з великим перетином. Це зменшить одиниці опору та збільшить силу струму.

Щогла та гвинт

Висотні показники щогли мають становити близько 6-12 метрів. Під основу щогли заливається опалубка, а потім бетонується. До верхньої частини кріпимо гвинт, який можна виготовити із труб ПВХ діаметром 160 мм і довжиною не менше 2 метрів. З неї вирізаємо шість двометрових пластин. Фіксуємо отриманий фінт на вершині щогли. Саму щоглу зміцнюємо за допомогою тросів, прибитих з одного боку, а з іншого – до тіла конструкції.

ПОДИВИТИСЬ ВІДЕО

Особливості експлуатації вітряків

Будь-який з двох представлених моделей вітряків підходить для використання як альтернативне джерело електроенергії. При виготовленні такого пристрою може використовуватись будь-який генератор 220в. Наприклад, сконструйований вітрогенератор своїми руками має велику тривалість експлуатації. Вітрогенератор із шуруповерта – один із найпростіших варіантів вітряка. Власники заміських будинків гідно оцінять такий винахід. Кожен тип вітрогенераторів має набір індивідуальних переваг та недоліків. Ступінь ефективності окремо взятої конструкції може відрізнятися для різних регіонів нашої країни. Таке джерело електрики не завадить, тим більше якщо таке обладнання буде використовувати на рівнинній місцевості з високою інтенсивністю вітру.

Як зробити вітрогенератор із автомобільного генератора своїми руками?

Вітрогенератори на сьогоднішній день є одними з найдешевших джерел альтернативної енергії. Вони мають менше поширення, ніж сонячні батареї. Але, у разі останніх, електрична енергія, що виробляється, виходить у кілька разів дорожче. Тому вітряна установка у приватному господарстві може виявитися дуже корисним та ефективним джерелом додаткової електроенергії. Особливо він може бути вигідним, якщо Ви не станете купувати готову установку, а зробіть його самостійно з автомобільного генератора. Саморобний вітряний генератор обійдеться значно дешевше, ніж фабричне виріб. У цьому матеріалі ми поговоримо про те, як зробити вітрогенератор із автомобільного генератора своїми руками.

На сьогоднішній день розроблено багато різноманітних вітрогенераторів і в мережі можна знайти різноманітні креслення виготовлення. У будь-якій конструкції є такі елементи, як генератор, лопаті, акумуляторна батарея, щогла, блок керування. Необхідним елементом є система управління і подачі електричної енергії в мережу. Перед встановленням системи бажано зробити схему монтажу.

Розташування осі у вітряних генераторах може бути горизонтальне та вертикальне. Найбільш поширене горизонтальне, яке забезпечує у 2 рази більший ККД та менші витрати на встановлення. Вертикальні ротори через їхню масивну конструкцію і велику вагу доводиться монтувати внизу. А внизу швидкість вітру у кілька разів нижча, ніж нагорі. Тому сильно знижується ККД.

Вітряні установки з вертикальною віссю зазвичай використовуються там, де потрібний менший шум, невелика залежність від орієнтації вітру. Їм потрібна невелика стартова швидкість, а також зручність експлуатації. Деякі спеціалісти виготовляють спеціальні напрямні для барабанних вітрогенераторів вертикального типу. Це збільшує продуктивність і унеможливлює рознесення від вітру. Природно, що це ускладнює конструкцію та підвищує її вартість.

Щодо лопатей, то їх зазвичай буває не більше 3. Лопаті заводського виготовлення можуть змінювати кути повороту. Це дозволяє настроювати швидкість обертання та знизити шум. Вітрогенератор потужністю 1 кВт коштує щонайменше 70 тисяч рублів. Тому багато хто прагне самостійно виготовити вітрогенератор з автомобільного генератора.

Щогла для встановлення обладнання може виконуватися як з кріпленням на розтяжках, так і без них. Конструкція може передбачати можливість опускання для ремонту та профілактики. Принцип роботи вітрогенератора можна описати п'ятьма основними етапами:

• Розкручування лопатей та ротора вітром;
• З'єднання ротора та електрогенератора;
• Отримана електрична енергія надходить на контролер заряду, звідки передається в накопичувальний акумулятор (и);
• Далі за допомогою інвертора електроенергія перетворюється з 12 (24, 36, 48) 220 вольт;
• Подача електрики до мережі.

Вітрогенератор з автогенератора у приватному господарстві дозволить забезпечити електроенергією освітлення території, сигналізацію та інші подібні системи. Важливо пам'ятати про те, що вітряні установки окупаються тільки в тих місцях нашої планети, де річна швидкість вітру 5 м/с і вище. Інакше термін окупності наближається до терміну експлуатації.

Доробка автомобільного генератора

Тепер про те, як зробити вітрогенератор із автомобільного генератора. Для виготовлення генератора вітряної установки, в принципі, підійде автомобільний генератор від будь-якої машини. Конструкції автогенераторів приблизно однакові на різних автомобілях. Переробка їх у генератор для вітрогенератора зводиться до перемотування дроту статора. А також виготовляється ротор на основі неодимових магнітів. Отвори для кріплення магнітів свердляться у полюсах ротора. Потім магніти встановлюються із чергуванням полюсів. Простір між магнітами заповнюється епоксидною смолою, а сам ротор обертається папером.

Подібним способом умільці переробляють двигуни від пральних машин під генератор вітряної установки. Такі варіанти також трапляються в інтернеті, але там магніти закріплюють на роторі під кутом. Це робиться для того, щоб не відбувалося магнітного залипання. При магнітному залипанні вал стає складно зрушити з місця. Щоб цього уникнути, магніти приклеюють із невеликим перекосом. З цієї причини лопаті робляться максимально більшого розміру.

Деякі радять зменшення магнітного поля повністю перебрати статорні пластини. Спочатку вони поділяються, а потім вирівнюються на ковадлі. Після цього проводиться їх складання на оснастці, де пластини стягуються струбцинами.

Фахівці радять робити нову обмотку на зуб статора по котушці. Існують також варіанти із всипною обмоткою. Намотування котушки проводиться за трифазною схемою в одному напрямку. Ефективність генератора підвищується із збільшенням числа витків.

Ті, хто переробляв автомобільний генератор під вітряну станцію, кажуть, що треба орієнтуватися на таку цифру. Якщо ви зробили 300 оборотів обмотки, то генератор має видавати приблизно 30 вольт. Статор автомобільного генератора перемотується таким чином, що число витків збільшується приблизно в 7 разів, а діаметр зменшується. Це робиться для того, щоб збільшити вироблення електричної енергії на малих обертах. Адже в автомобілі обертання відбувається набагато більшою швидкістю, ніж вітер крутитиме лопаті.

Найчастіше для виготовлення вітряної установки подібного плану умільці використовують автомобільні генератори з тракторів, вантажівок чи потужних легкових автомобілів.

Лопаті є однією з ключових частин вітрогенератора. Робота решти вузлів багато в чому залежить від конструкції лопатей. Коли виготовляється саморобний вітрогенератор з автомобільного генератора, умільці використовують різні матеріали. Це може бути проста каналізаційна труба із пластику. Такий матеріал мало важить, легко обробляється, стійкий до дії навколишнього середовища та коштує недорого.

Діаметр лопаті з труби та її довжина співвідносяться, як 1 до 5. Тобто, при виготовленні двометрової лопаті слід брати трубу діаметром 40 см. При цьому відрізається шматок труби потрібної довжини, а потім вона розрізається вздовж на 4 частини. З одного шматка можна виготовити шаблон, за яким ви виріжете всі інші лопаті. Після виготовлення лопатей, потрібно прибрати всі задирки на зрізах.

Потім лопаті фіксуються на алюмінієвому диску, який має для кріплення спеціальні смуги. І вже цей диск кріпиться до генератора, який вироблятиме електричний струм.

Після того, як лопаті будуть встановлені, потрібно зробити перевірку точності обертання. Лопаті обов'язково повинні обертатися в одній площині. Перекосу не повинно бути, а допустима похибка становить 2 мм.

Щогла

Як щогли саморобний вітрогенератор з автомобільного генератора може мати різні конструкції і матеріали. Ті, хто виготовляє вітряну станцію своїми руками, часто використовують як щоглу використані водопровідні труби. При цьому варто врахувати, що довжина труби повинна бути не менше ніж 7 метрів, а її діаметр приблизно 3 дюйми.Якщо поруч із місцем встановлення вітряної станції є житлові приміщення, то висоту щогли слід збільшити.

Щоб гарантувати ефективну роботу вітрогенератора, його лопаті повинні бути підняті вище за всі навколишні перешкоди, як мінімум на 1 метр. Щогла встановлюється на розтяжки, а її основа та місця закріплення розтяжок заливаються бетоном. Розтяжки являють собою оцинкований трос та хомути з болтами. Діаметр троса для розтяжок слід брати щонайменше 6 мм. Оскільки вся конструкція виходить досить важкою, може знадобитися якийсь підйомник для встановлення її на висоті.

Одним із найбільш ефективних джерел альтернативної енергії є вітрогенератор. Стають популярними сонячні батареї, але поки що електроенергія, що виробляється ними, в 3 рази дорожча, ніж у вітряної електростанції. Крім того, сонце світить не цілодобово, похмура погода знижує продуктивність у 5 разів, а ККД сонячних батарей знижується на 5% щорічно.

Як виглядає вітрогенератор з автомобільного генератора

Вибір конструкції вітряка

Вітрогенератор може мати два розташування осі. Перевага віддається горизонтальній через менші витрати і в 2 рази більший ККД.

Вид вітрогенератора з горизонтальною віссю

Вертикальні ротори доводиться встановлювати внизу через велику вагу і габарити, де швидкість вітру в 2 рази нижче, що знижує потужність установки в 8 разів. У ряді випадків їх застосовують через менший шум, відсутність орієнтації на вітер, малу стартову швидкість і зручність експлуатації.

Якщо для барабанних вертикальних агрегатів виготовити спеціальні напрямні, продуктивність збільшиться, а рознесення від сильного вітру буде виключено. Конструкція виходить складною, але результат того вартий.

Кількість лопатей найчастіше вибирають не більше трьох, завдяки високій швидкості обертання та меншому шуму. При великому вітрі можуть зруйнуватися, але у промислових зразках кути повороту лопатей змінюються, що дозволяє регулювати швидкість і зменшувати гул.

Вітрогенератор на 1 кВт промислового виготовлення разом із комплектацією коштує близько 50 тис. руб. і вище. Для більшості користувачів ця сума є надто великою.

Переробка автогенератора

В даний час вітряк з автомобільного генератора ґрунтовно розроблений для виготовлення своїми руками. У багатьох автолюбителів він може лежати без діла у гаражі. Навіть якщо у нього є якась несправність, деталі можуть стати в нагоді, оскільки все одно знадобиться ґрунтовна переробка. Для генератора потрібні великі обороти, які зможуть забезпечити лише сильні вітри. При переважанні слабкого вітру цей пристрій як вітрогенератор не підходить навіть з переробкою на менші оберти.

Перед тим, як почати виготовляти вітрогенератор своїми руками, треба мати на увазі, що для нього додатково знадобляться контролер, АКБ та інвертор, послідовно розташовані один за одним.

Як виглядає вітроустановка у повному комплекті

Загалом конструкція обійдеться недешево. Крім того, батареї доведеться час від часу міняти на нові.

Виготовлення ротора

Ротор автогенератора має обмотку електромагнітного збудження, для чого потрібна додаткова електроніка керування та щітки з колектором.

Якщо зробити його власноруч під постійні магніти, конструкцію можна спростити, прибравши колектор. Крім того, треба перемотати обмотки статора, щоб пристрій із швидкохідного перетворився на тихохідне. Також слід переробити залізний ротор, який замикає магнітні лінії на себе і в результаті струм у котушках статора не генеруватиметься. На малюнку нижче зображено розібраний автогенератор.

Автогенератор у розібраному вигляді

Немагнітна насадка на старий вал ротора виточується з алюмінію. Потім на неї надягається з натягом бандаж зі сталевої труби. На ньому робиться розмітка, і суперклеєм приклеюються прямокутні неодимові магніти з чергуванням полюсів. Між ними заливається епоксидна смола, після чого поверхня вирівнюється.

Ротор з неодимовими магнітами, зроблений своїми руками

Генератор виробляє достатньо енергії при обертанні зі швидкістю близько 6000 об/хв. Щоб він був ефективним при 600 об./хв., слід перемотати статорну обмотку, збільшивши кількість витків в 5 разів. Перетин дроту при цьому треба зменшити.

Щоб отримати потужне джерело енергії, знадобиться саморобний генератор для вітряка на неодимових магнітах.

Недоліком генераторів на супермагнітах є магнітне залипання, коли складно зрушити вал із місця.

Для зменшення магніти наклеюють з невеликим перекосом. Крім того, лопаті також слід виконати більшого розміру. Магнітне поле зменшиться, якщо перебрати всі пластини статора, відокремлюючи їх за допомогою ножа та молотка. Потім вони вирівнюються на ковадлі гумовим молотком. Складання статора проводиться на спеціальному оснащенні зі стягуванням пластин струбцинами.

Вітрове колесо своїми руками

Лопаті робляться з пластикової або алюмінієвої труби, діаметр якої становить 20% від метражу. Метрову трубу діаметром 20 см розрізають уздовж 4 рівні частини. З однієї частини робиться крило, а за ним – наступні, використовуючи його як шаблон. Краї лопатей округляються і шліфуються до видалення задирок. Лопаті кріплять на старий диск від циркулярної пилки, стікаючи з нього зуби і просвердливши отвори для встановлення.

Лопаті із сегментами зазвичай застосовуються для стисканих середовищ. Профіль для повітряного середовища повинен мати складну форму, щоб забезпечити високу продуктивність. Основну роботу виконують зовнішні кінці лопатей. Умільці роблять їх на шпильках, оскільки внутрішня частина біля ротора не працює. На малюнку нижче зображено таку конструкцію, де лопаті приварюються до круглих сталевих стрижнів.

Вигляд чотирилопатевого вітрового колеса

Вітроколесо встановлюють горизонтально на штативі і роблять балансування, підточуючи лопаті до рівноваги конструкції. Вони повинні обертатися в одній площині з перекосом не більше ніж 2 мм.

Складання вітряка

Діаметр валу вітрового колеса має бути не менше 20 мм. Якщо у генератора він менший, вали слід встановити співвісно, ​​з'єднавши їх муфтою. Вітрове колесо встановлюється на шпонку та додатково кріпиться гайкою, накрученою на вісь.

Рама пристрою виготовляється із профільної труби. Вісь повороту являє собою трубу, встановлену у двох підшипниках. Вона кріпиться нагорі щогли. Флюгер вирізають із оцинкованої жерсті 40х60 см і кріплять болтами. Довжина хвоста становить 1,5 м. Відстань від лопат до щогли робиться не менше 25 см, щоб при вигині від сильного вітру вони не розбилися.

Генератори працюють на підзарядку акумулятора, який має постачати побутову техніку на 220В.

Для перетворення напруги потрібний інвертор. При швидкому обертанні батарея може вийти з ладу через велику величину зарядного струму. Щоб цього не відбувалося, слід встановити контролер напруги. Його можна купити чи зробити самостійно.

Вітрогенератор обслуговують таким чином:

1. регулювання, чищення та мастило струмозйомника через кожні 2 місяці;
2. ремонт лопатника при виникненні розбалансування та вібрації;
3. фарбування металевих частин через 3 роки;
4. перевірка та регулювання кріплень.

Відео. Вітрогенератор своїми руками.

Автогенератор без переробки під вітрогенератор не підходить, тому що для нього потрібна велика швидкість обертання. Редуктор не вирішує проблеми, оскільки збільшується опір обертанню. Без певного досвіду зробити ефективний агрегат власноруч складно. Якісно виготовлений вітряк без проблем вироблятиме потужність до 1 кВт.

Перед початком роботи необхідно визначитися, який саме пристрій хочете зробити, оскільки існує декілька видів вітрогенераторів:

• роторний;
• аксіальний, на магнітах і т.д.

Буває два розташування осі:

• горизонтальне – найпоширеніше, ККД у такого виду вдвічі більше;
• вертикальне - встановлюється внизу, оскільки має велику вагу. А вітер унизу тихіше вдвічі і, отже, потужність пристрою зменшується разів у 8. Перевага – у меншому шумі та зручності використання.

Незалежно від типу конструкції, для виготовлення саморобного вітрогенератора слід запастися:

• автомобільним генератором;
• вольтметром;
• реле заряджання акумулятора;
• регулятором напруги змінного струму;
• матеріалом для виготовлення лопат;
• акумулятором кислотним або гелієвим;
• коробкою для закривання дроту;
• ємністю (нержавіюча каструля або відро з алюмінію);
• вимикачем на 12 вольт;
• електричним трижильним кабелем (перетин не менше 2,5 мм кв.);
• старою водопровідною трубою (діаметр не менше 15 мм, довжина 7 м);
• лампочкою-зарядкою;
• чотирма болтами з гайками та шайбами;
• металевими хомутами для кріплення.

Крім того, необхідно мати для роботи спеціальні інструменти:

• болгарку із дисками;
• маркер;
• шуруповерт;
• дриль та свердла;
• ножиці по металу;
• набір накидних ключів;
• газові ключі різних номерів;
• кусачки;
• рулетки.

Роторний вітряк

Роторний вітряк (найпростіший у виготовленні) зазвичай монтують із двох або чотирьох лопатей. Конструкція його нескладна, тому вітряк з автомобільного генератора, без особливих переробок і витрат зможе виготовити кожен. Потужності такого приладу вистачить для постачання енергії невеликого садового будинку.

Генератор для вітряка підбирається відповідно до бажаної потужності. Якщо брати за основу генератор 12 вольт, то пристрій вийде до 5 кВт. Лопаті у ротора повинні бути однієї величини, тоді вітряк з автомобільного генератора працюватиме добре.

Крім того, потужність конструкції залежатиме від вітру – від того, з якою швидкістю він дутиме на лопаті. Вітряк починає обертатися при 2 м/см, а з більшою продуктивністю він працюватиме за 12 м/сек. На ефективність його роботи впливає розмір лопат, у які дме вітер. Виміри потрібно робити точні.

Як зробити вітрогенератор

1. Перший етап – це підготовка ротора. Береться ємність із металу (каструля, відро). За допомогою маркера та рулетки відзначаються чотири однакові частини. Місткість розрізається на лопаті ножицями по металу або болгаркою, не дорізаючи до кінця. Лопасті по краях злегка вигинаються, так зростає швидкість обертання. Не можна використовувати для лопатей матеріали з жерсті з тоненькими стінками або брати оцинковану ємність - ці матеріали при навантаженні здатні деформуватися та нагріватися.
2. Визначається сторона, у яку обертається шків. Обертальним рухом повертати його вправо та вліво. Зазвичай шків крутиться за годинниковою стрілкою, але буває й проти.
3. З'єднати ротор із генератором. За допомогою дриля робляться дірочки в дні ємності та шківі генератора. Вони повинні бути симетричні, щоб не виник дисбаланс під час руху лопатей. Прикріпити ємність з лопатями до генератора (шківа) болтами відповідного діаметра.
4. Пристрій, що вийшов, поміщається на щоглі, яка робиться з припасенной старої труби. За наявності будівель на відстані 30 м від конструкції висоту щогли необхідно збільшити. Необхідно, щоб вона була вищою на 1 м цих споруд, тоді вітряк краще працюватиме, адже там не буде перешкоди для вітру. Фіксуємо його металевим хомутом.
5. Потім проводиться монтаж електричної проводки та збирається замкнутий ланцюг. Усі контакти з'єднуються із відповідними роз'ємами. Проведення закріплюється на щоглі.
6. На останньому етапі приєднується інвертор, акумулятор, приладова частина та освітлення. Приєднувати інвертор і акумулятор слід за допомогою кабелю (перерізом 3 мм кв. і розміром 1 метр), а для частин, що залишилися, достатньо з діаметром 2 мм кв.

Саморобний вітрогенератор із автомобільного генератора готовий.

Переваги та недоліки конструкції

Як і всі пристрої, вітрогенератор має свої позитивні та негативні сторони.

Обслуговування пристрою

Щоб зроблений вітряк працював довгі роки і без перебоїв, необхідно проводити періодичний технічний контроль та обслуговування.

1. Чистити, змащувати та регулювати струмозйомник потрібно раз на 2 місяці.
2. Ремонтувати лопаті, якщо виникає вібрація та розбалансування під час обертання.
3. Раз на 3 роки фарбувати антикорозійною фарбою металеві елементи.
4. Перевіряти та регулювати кріплення та трос щогли.

Ефективність роботи приладу впливає місцевість, де встановлено вітрогенератор (пустир, наявність вітрів). Але в будь-якому випадку мати дане джерело енергії, незалежне від стаціонарного електропостачання, ніколи не буде зайвим.