Мощный ветродуй своими руками. Тихоходный ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора
Цена на электроэнергию неизменно растёт и, естественно, каждый хозяин старается оптимизировать расходы на её оплату. Здесь все средства хороши — начиная от средств экономии, техники с низким индексом потребления энергии, энергосберегающих ламп, и заканчивая использование многотарифных счётчиков электричества. Тем не менее, всегда останется заманчивой перспектива получения электричества не от государства, а от природы. Одним из самых эффективных подобных устройств остаётся ветрогенератор, который используется на Западе уже фактически наравне, а то и более широко, чем классические ТЭС или АЭС.
Цена и эффективность генератора
Естественно, самым практичным решением для получения электричества из энергии ветра, станет мощное устройство, способное вырабатывать необходимое количество энергии для обеспечения потребителей во всем доме. Ветрогенераторы своими руками на 220В могут быть разной мощности и мы рассмотрим принципы изготовления каждого возможного устройства из того, что может оказаться под руками у каждого рачительного хозяина.
Но для начала стоит провести хотя бы предварительный расчёт ветрогенератора и его рентабельности. К примеру, бытовой прибор на 800 кВт российской сборки обойдётся в полторы тысячи долларов США за один киловатт. Дорого. Китайская продукция, не отличающаяся надёжностью и точностью номиналов выльется в $900 за 1кВт. Тоже дорого. Заметьте, что это только сам генератор, без периферийного оборудования. Это фактически неподъемная цена для частника, поэтому постараемся использовать все, что есть под руками и сделать собственную автономную систему.
Как определиться с мощностью ветряка
Расчёт мощности ветрогенератора — это сложный и трудоёмкий процесс, который применим к определённому генератору-исходнику. Самый простой вариант — задействовать динамо-машину от трактора или автомобиля. Такое устройство фактически не требует доработок и может применяться в системе энергообеспечения «как есть». Безусловно, можно долго разговаривать об устройствах на неодимовых магнитах, только, к примеру, в деревне Архиповка Орловской области их не было в жизни и не будет никогда, а списанных тракторов — тьма.
Самый важный показатель любого генератора — это его КПД. К сожалению, у автотракторного устройства он не слишком высок. У неодимового генератора он может достигать 80%, а у нашего — не более 55-60%, но и с этими данными, без дополнительных доработок устройство может выдавать около 300 Вт. Это немного, но вполне достаточно, чтобы обеспечить электричеством постоянного тока светодиодные светильники, системы видеонаблюдения, а при условии применения преобразователя тока, телевизор с низким классом энергопотребления, однокамерный холодильник. И это только одна генераторная установка, но ведь никто не мешает сделать их три или пять штук. Теперь о движителе, который будет вращать динамом
tileinfo.ru
Ветрогенератор на базе стартера
Идея изготовления ветрогенератора появилась при наступлении ранних осенних ночей. Решил попробовать использовать энергию ветра для хозяйственных нужд. Пусть ветер заряжает аккумулятор, от которого будет освещаться садовый туалет, стоящий на краю участка.
Тянуть сетевой провод к этому объекту затратно, менять батарейки в китайском фонаре надоело, а тут даровая, периодически возобновляемая энергия пропадает. Так как яркое освещение на этом объекте не требуется, чтение книг и прессы не планируется, то для решения этой задачи достаточно малых мощностей. А практически, это генератор мощностью в несколько ватт и аккумулятор небольшой емкости. В течении суток аккумулятор запасается энергией ветра, а в темное время суток отдает ее по мере необходимости. Для таких ветрогенераторов практически нет смысла выполнять сложнейшие расчеты и изготовлять специальные лопасти. Будут прекрасно работать и простейшие конструкции. Все это значительно упрощает и удешевляет ветрогенератор, появляется смысл его изготовления и использования.
Для применения в качестве маломощного ветрогенератора можно использовать готовый шаговый двигатель. Для максимальной отдачи, при возможности выбора, желательно использовать двигатель с минимально возможным залипанием вала (есть у них такой неприятный эффект) и с максимально большим числом шагов на один оборот.
Возможен вариант переделки электродвигателя в генератор. Различные варианты переделки описаны в интернете.
В нашем случае, был выбран вариант переделки отработавшего свое стартера 923.3708 от легендарной «Оки».
Применение этого стартера обусловлено следующими факторами:
• малые габариты и вес стартера;
• возбуждение стартера осуществляется от постоянных магнитов;
• простота переделки при отсутствии вложений для изготовления генератора.
Процесс переделки стартера в генератор
1. Разбираем стартер: Отсоединяем провод питания и удаляем детали тягового реле. Освобождаем и удаляем корпус и вал обгонной муфты, встроенный планетарный редуктор.
2. Аккуратно снимаем крышку щеточного узла. При этом следим за сохранностью опорного шарика в подшипнике крышки.
Разбираем и удаляем щеточный узел. Извлекаем ротор. Для дальнейшего использования остаются три узла.
3. С помощью кусачек и плоскогубцев удаляем старую обмотку ротора стартера. Механически удаляем коллектор ротора. Очищаем вал и пазы на пластинах ротора от остатков лака. На фото, справа от нового ротора, остатки старой обмотки.
4. Выполняем механическую обработку ротора
b. Между набором роторных пластин и обработанным участком, на половину диаметра, сверлим радиальное отверстие диаметром 4мм. Твердость вала незначительна и доступна для обработки быстрорежущим инструментом.
c. На токарном станке или вручную дрелью, со стороны обработанного участка, сверлим осевое отверстие диаметром 4мм, до совпадения с радиальным. Получаем отверстие для вывода обмотки ротора. Такая схема вывода позволяет отказаться от скользящих контактов для съема тока и повысить надежность генератора.
Для большей наглядности, расположение отверстий и вывод обмотки показаны на готовом роторе.
5. Наматываем обмотки катушки в пазы ротора, до заполнения. Расположение в статоре шести постоянных магнитов с чередующимся расположением полюсов определило расположение катушек обмотки.
Ширину каждой катушки (количество пазов 5) определило расстояние между соседними магнитами. Витки каждой из катушек, расположенные в соседних пазах противоположно, при вращении ротора, одновременно пересекают магнитное поле двух магнитов с разными полюсами. При этом ток индукции в катушке складывается. Три аналогичных группы (по 5 катушек), катушка – магниты, работают одновременно. Все катушки соединены последовательно и дополняют друг друга. Смена полюса магнита относительно катушки, при вращении, дает переменный ток. Так как ротор имеет 31 паз, то 1 паз остался свободным.
Для исключения повреждения изоляции провода при намотке и эксплуатации применен многожильный провод МГТФ диаметром сердечника 0,30 мм. Возможно применение другого изолированного провода.
6. В связи с отсутствием в используемой части стартера второго подшипника для ротора (один находится в крышке щеточного узла, а второй остался в снятом планетарном редукторе) изготовим новый бронзовый подшипник скольжения. Наружный посадочный диаметр подшипника определяется диаметром отверстия в перегородке корпуса (фото ниже), а внутренний диаметр подшипника и длины наружных ступенек – фактическим диаметром и длиной обработанного участка вала ротора (п.4а).
7. Устанавливаем изготовленный подшипник в корпус, а сохраненный шарик на дно подшипника в крышке.
8. Устанавливаем обработанный участок ротора в изготовленный подшипник и собираем ротор с корпусом. Перед сборкой смазываем все трущиеся части.
9. Устанавливаем крышку щеточного узла, совместив вторую опору вала ротора с подшипником крышки и опорным шариком. Совмещаем отверстия корпуса и крышки, устанавливаем монтажные шпильки из комплекта.
10. Собираем генератор. Свободный конец вала ротора (с выводом обмотки) используем для установки и закрепления генератора. На свободную часть шпилек (над крышкой) установим ветроколесо роторного типа.
11. Для защиты внутренней части генератора от пыли и влаги, закроем все свободные отверстия с помощью термоклея. Для испытания, дополнительно уплотнил стыки изолентой.
12. Изготавливаем опору для установки генератора на объект.
13. Измеряем выходные данные генератора на средних оборотах (вращение от руки). Генератор дает напряжение 1…5 в и ток 0,2…1,1 а.
14. Для испытания ветрогенератора, изготовлена турбина роторного типа.
Преимущества роторного ветродвигателя:
• При порывистом ветре у роторных ветряков отмечается большая стабильность в работе, чем у винтовых.
• Бесшумность и работа вне зависимости от того, куда дует ветер.
• Вращение вала осуществляется более стабильно, без резких скачков скорости.
• легкость конструкции;
• простота изготовления и монтажа.
15. Внешний вид ветрогенератора.
Доставка новых самоделок на почту*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.usamodelkina.ru
принцип работы и технология сборки
Желанием каждого дачника либо собственника частного дома является сокращение затрат на электроэнергию, затраты на которую занимают существенную часть расходов на коммунальные услуги. Альтернативным источником энергии может стать ветровая энергия, от которой работают ветрогенераторы. Собрать простой ветрогенератор своими рукам из автомобильного генератора можно без особых навыков.
Условия работы ветрогенератора
Ветряная электростанция — это устройство, преобразующее ветряную энергию в электроэнергию. Есть 2 вида ветряных электростанций:
- где ротор расположен горизонтально;
- где ротор расположен вертикально.
Чаще всего применяются генераторы первого типа. Они отличаются высоким коэффициентом полезного действия (КПД — до 50%). Их основными недостатками являются:
- высокая степень шума и вибрации;
- их установка требует большого количества свободного пространства (до 100 м) или наличие мачты от шести метров высотой.
КПД ветрогенератора с вертикальным ротором в три раза меньше, чем у горизонтального аналога.
Схема вертикального ветрогенератора своими руками
Работа генератора ветра состоит из 5 ключевых стадий:
- Под воздействием ветра лопасти ветрогенератора начинают крутиться.
- В результате начинают работать электрогенератор и ротор.
- Произведенная энергия передается на конвертер заряда, а потом на автоаккумулятор.
- Потом энергия поступает к инверторам и происходит ее преобразование из 12 (24) Вольт в 220 (380) B.
- Электроэнергия передается в электросеть.
Составные части ветрогенератора
Чтобы сделать ветрогенератор, необходимо знать, из каких частей он состоит. Ветровой генератор состоит из следующих составляющих:
Устройство и конструкция ветрогенератора
- инверторы;
- мачта для установки;
- ротор с лопастями;
- электрогенератор;
- автомобильный аккумулятор;
- конвертер заряда;
- электрический кабель, по которому передается электроэнергия.
В некоторых случаях возможно сделать ветрогенератор с мачтой, опускающейся при проведении профилактических либо ремонтных работ аппаратуры. Ветряк большой мощности рационально использовать в местности, где дуют постоянные ветра. Иначе ее окупаемость может затянуться на длительный срок.
Ветряная электростанция из автомобильного генератора имеет следующие технические характеристики:
- максимальная мощность оборудования — 1500 Вт;
- максимальное напряжение — 28 B;
- наибольшая мощность тока — 54 A;
- при правильной балансировке уровень шума составляет менее 57 децибел;
- минимальная/максимальная скорость вращения — 1200/4500 об/минуту;
- вес головки конструкции — не более 25 кг.
Конструкция и технические характеристики ветроэнергетической установки
Достоинства ветрогенератора
К основным достоинствам ветрогенератора можно отнести:
- быстрота сборки;
- дешевизна сооружения;
- возможность осуществления профилактических работ;
- бесшумный режим работы;
- стабильность напряжения в электросети;
- сделать прибор можно из простого автомобильного генератора на 12 В.
Преимущества ветряных электростанций
Технология сборки
Генераторы являются не только экономичными, но и экологичными устройствами. При их работе не используется бензин или иное топливо, в связи с этим они не производят загрязнение атмосферы.
Для конструирования ветряка подойдет генератор от трактора серии ДТ, модель AT-700. Его максимальное количество оборотов вращения достигает 6 тыс. об/мин. Для генератора ветровой энергии, применяемой в частном хозяйстве, эта частота вращения очень большая. Существует два варианта для устранения этой проблемы:
- применение такого редуктора-мультипликатора, который дает нужное передаточное отношение;
- перемотка имеющейся обмотки тракторного статора под меньшие обороты.
Схема ветрогенератора своими руками
Конструкторы рекомендуют воспользоваться для изготовления ветрогенератора своими руками вторым вариантом. При этом стоит учесть тот факт, что вес этого автомобильного генератора достигает 6 кг. При дополнении генератора редуктором вес головки конструкции увеличится в два раза, что является немаловажным параметром при сборке ветряка. Чем меньше этот показатель, тем лучше. Лопасти нужно сделать из пластиковой или дюралевой трубки диаметром 20 см и длиной 1 метр.
Порядок сборки ветряка заключается в следующем:
Схема основных узлов роторного ветряка
- Вначале разрезают трубу на четыре равные части и из ее одной части вырезают крыло.
- Следующие крылья вырезают по шаблону первого крыла.
- Края крыльев скругляют и шлифуют, чтобы не было заусенцев.
- Прикручивают лопасти к диску от циркулярной пилы, предварительно убрав с него зубья.
- Просверливают отверстия и вставляют полученные лопасти.
Ветряное колесо прикручивают горизонтально на штатив и осуществляют его балансировку, сглаживая края верхней лопасти до равновесия колеса. Перекос допускается не более 2 мм.
Как установить ветрогенератор своими руками
Когда все составляющие будут готовы, следует дождаться безветренной погоды, чтобы установить генератор ветра. Чтобы установить ветряк на крыше дома, необходимо выполнить ряд действий:
Подробная схема подключения ветрогенератора своими руками
- На основании флюгера укрепляют хомутами автотракторный генератор.
- Устанавливают мачту на расстоянии 1,5–2 метра от земли и закрепляют флюгер основным болтом на подшипнике.
- До полной фиксации болта следует пропустить провод от генератора через болт, изнутри трубы до нижней точки выхода.
- Немного ниже основания флюгера устанавливают ограничитель, при помощи которого крутится флюгер на 360°.
- Полностью поднимают мачту и крепят ее тросовыми растяжками.
- Подсоединяют кончики кабеля к приемному аппарату (как правило, через конвертер к аккумулятору).
Генератор энергии ветра собран. Существует еще довольного много отдельных деталей для доработки, которые нужно произвести, чтобы генератор ветра стал радовать дом дешевой электроэнергией.
Видео по теме: Ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора
vtorexpo.ru
