Как сделать ветрогенератор своими руками: устройство, принцип работы – лучшие DIY

Как сделать ветряк своими руками: устройство, принцип работы и лучшие DIY

Трудно не заметить, как стабильное снабжение электроэнергией пригородных объектов отличается от снабжения электроэнергией городских зданий и предприятий. Наверняка, будучи владельцем частного дома или коттеджа, вы не раз сталкивались с отключением электроэнергии, связанными с этим неудобствами и порчей оборудования.

Эти негативные ситуации вместе с их последствиями больше не будут осложнять жизнь любителей природы. И это при минимальных затратах сил и финансовых ресурсов. Для этого достаточно создать генератор ветровой энергии, о котором мы подробно рассказываем в статье.

Мы подробно описали возможности создания полезной домашней системы, исключающей зависимость от энергии. Следуя нашим советам, неопытный домашний мастер может построить ветряк своими руками. Это практичное устройство поможет значительно сократить повседневные расходы.

Легальность ветряной турбины

Альтернативные источники энергии – мечта каждого дачника или домовладельца, чей участок расположен вдали от центральной электросети. Но когда мы получаем счет за электроэнергию, которую используем в городском доме, и смотрим на растущие тарифы, мы понимаем, что ветрогенератор, построенный в домашних условиях, был бы как нельзя кстати.

Прочитав эту статью, вы, возможно, сможете осуществить свою мечту.

Чтобы не тратить зря деньги, силы и время, давайте определимся: есть ли какие-то внешние обстоятельства, которые могут помешать нам в процессе эксплуатации ветрогенератора?

Для обеспечения электроэнергией дачи или небольшого коттеджа достаточно небольшой ветряной турбины мощностью не более 1 кВт. В России эти устройства считаются товарами бытового назначения. Их установка не требует сертификатов, разрешений или каких-либо дополнительных согласований.

Производство электроэнергии, используемой для удовлетворения собственных бытовых нужд, не облагается налогом. Поэтому маломощные ветряные турбины можно легко установить и производить бесплатную электроэнергию, не платя государству никаких налогов.

Однако в качестве меры предосторожности следует проверить, нет ли каких-либо местных индивидуальных правил электропитания, которые могут стать препятствием для установки и эксплуатации данного устройства.

Могут возникнуть претензии со стороны соседей, которым работа ветряной турбины доставляет неудобства. Давайте помнить, что наши права заканчиваются там, где начинаются права других людей.

Поэтому при покупке или изготовлении собственного ветрогенератора для дома обратите особое внимание на следующие параметры:

• Высота мачты. При установке ветрогенератора учитывайте ограничения по высоте отдельных зданий, которые существуют в некоторых странах мира, а также расположение вашего собственного участка земли. Знайте, что вблизи мостов, аэропортов и туннелей запрещены конструкции высотой более 15 метров.
• Шум шестеренок и лопастей. Параметры генерируемого шума можно определить с помощью специального прибора, а результаты измерений задокументировать. Важно, чтобы они не превышали предельно допустимый уровень шума.
• Аэродинамические помехи. В идеале, ветряная турбина должна быть спроектирована таким образом, чтобы предотвратить возникновение телевизионных помех, когда ваше устройство может вызвать такие проблемы.
• Претензии службы охраны окружающей среды. Эта организация может запретить эксплуатацию установки только в том случае, если она мешает миграции перелетных птиц. Однако это вряд ли произойдет.

При самостоятельной сборке и установке устройства необходимо ознакомиться с этими моментами, а при покупке готового изделия обратить внимание на параметры, указанные в его техническом паспорте. Лучше защитить себя заранее, чем потом расстраиваться.

Как работает ветряная турбина

Ветрогенератор или ветротурбина (ВЭП) – это устройство, которое используется для преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию. Полученная механическая энергия вращает ротор и преобразуется в необходимую нам электроэнергию.

Принцип работы и конструкция кинетической ветряной турбины подробно описаны в статье, которую мы рекомендуем прочитать.

Ветряная турбина состоит из:

• лопасти, которые образуют пропеллер,
• вращающийся ротор турбины,
• ось генератора и сам генератор,
• Инвертор, преобразующий переменный ток в постоянный, который используется для зарядки батарей,
• батарею.

Суть работы ветряных турбин проста. Когда ротор вращается, генерируется трехфазный переменный ток, который затем проходит через контроллер и заряжает батарею постоянного тока. Затем инвертор преобразует ток, чтобы его можно было использовать для питания ламп, радиоприемников, телевизоров, микроволновых печей и так далее.

В целом, принцип работы ветряной турбины любого типа и конструкции заключается в следующем: во время вращения на лопасти действуют три типа сил: тормозная, импульсная и подъемная.

Последние две силы преодолевают силу торможения и приводят маховик в движение. В неподвижной части генератора ротор создает магнитное поле, которое позволяет электрическому току протекать по проводам.

Классификация типов генераторов

Ветровые турбины можно классифицировать несколькими способами. О том, как выбрать оптимальный вариант для вашей загородной недвижимости, подробно рассказывается в одной из самых популярных статей на нашем сайте.

Таким образом, ветровые турбины отличаются:

• количество лопастей в пропеллере;
• материалы лезвия;
• положение оси вращения по отношению к земле;
• шаг гребного винта.

Существуют модели с одним, двумя, тремя лезвиями и многолезвийные.

Изделия с большим количеством лопастей начинают вращаться даже при слабом ветре. Они обычно используются в тех случаях, когда процесс отжима более важен, чем выработка электроэнергии. Например, для добычи воды из глубоких скважин.

Лезвия могут быть парусными или жесткими. Парусные лопасти намного дешевле жестких лопастей, которые изготавливаются из металла или стекловолокна. Однако их нужно очень часто ремонтировать: они хрупкие.

В зависимости от положения оси вращения относительно земной поверхности различают вертикальные и горизонтальные ветровые турбины. И здесь у каждого варианта есть свои преимущества: вертикальные ветрогенераторы лучше реагируют на каждое дуновение ветерка, а горизонтальные ветрогенераторы более эффективны.

Ветровые турбины делятся на модели с фиксированным и переменным шагом. Переменный шаг позволяет значительно увеличить скорость вращения, но такая установка отличается сложной и массивной конструкцией. Ветряные турбины с фиксированным шагом проще и надежнее.

Вращающаяся ветряная турбина

Давайте узнаем, как сделать своими руками простую ветряную турбину с вертикальной осью вращения типа ротора. Такая модель может успешно удовлетворять энергетические потребности садового дома, различных хозяйственных построек, а также освещать территорию вокруг дома и садовые дорожки в темное время суток.

Наша цель – сделать ветряную турбину мощностью не более 1,5 кВт.

Для этого нам понадобятся следующие предметы и материалы:

• Автомобильный генератор переменного тока на 12 вольт;
• 12-вольтовая гелиевая или кислотная батарея;
• Полугерметичный кнопочный выключатель на 12 В;
• 700 Вт – 1500 Вт и инвертор 12 В – 220 В;
• Ведро, кастрюля или другая емкость большого объема из нержавеющей стали или алюминия
• контрольная лампа автомобильного аккумулятора или реле зарядки аккумулятора;
• автомобильный вольтметр (подойдет любой вольтметр);
• Винты с гайками и шайбами;
• 4 мм квадратных и 2,5 мм квадратных проводов;
• два зажима для крепления генератора к мачте.

При выполнении работ нам понадобятся: отвертка или ножницы по металлу, строительный карандаш или маркер, рулетка, кусачки, дрель, сверло, гаечные ключи и отвертка.

Мы также можем сами собрать контроллер для системы выработки электроэнергии. Принципы и схемы изготовления контроллера для ветряной турбины описаны в этой статье, которую мы советуем вам прочитать.

Начало строительства ветряной турбины

Создание самодельной ветряной турбины начинается с того, что берется большой цилиндрический металлический контейнер. Обычно для этой цели используется старый чан, ведро или кастрюля. Это будет основой для нашей будущей ветряной турбины.

С помощью рулетки и строительного карандаша (маркера) разметьте площадь: разделите наш контейнер на четыре равные части.

Металл нужно будет разрезать. Для этого можно использовать угловую шлифовальную машину. Не используйте его для резки оцинкованной стали или окрашенной жести, так как этот тип металла может перегреться. В таких случаях лучше использовать ножницы. Срежьте лезвия, но не прорезайте до конца.

Варианты, схемы и советы по изготовлению различных моделей лопастей ветряных турбин смотрите в нашей рекомендуемой статье.

Одновременно с продолжением работы над баком мы будем переделывать шкив генератора. Отверстия для болтов необходимо разметить и просверлить в дне бывшего горшка и в шкиве. К работе на этом этапе следует подходить с особой тщательностью: все отверстия должны быть расположены симметрично, чтобы при вращении блока не возникало дисбаланса.

Разогните лезвия так, чтобы они не сильно выступали. При выполнении этой части работы учитывайте направление, в котором будет вращаться генератор.

Обычно направление вращения – по часовой стрелке. Угол наклона лопастей влияет на площадь воздушного потока и скорость пропеллера.

Теперь ковш с готовыми к использованию лопастями необходимо прикрепить к шкиву. Установите генератор на мачту, закрепив его кабельными стяжками. Осталось соединить провода и собрать схему. Будьте готовы записать схему подключения, цвета проводов и маркировку контактов. Это обязательно пригодится вам в дальнейшем. Прикрепите провода к мачте устройства.

Для подключения аккумулятора используйте провода сечением 4 мм². Достаточно длины в 1 метр. Этого достаточно.

Для подключения нагрузки, включающей, например, освещение и электроприборы, достаточно кабеля сечением 2,5 мм². Установите инвертор (преобразователь). Для этого вам также понадобится кабель с сечением 4 мм².

Преимущества и недостатки модели ротора

Если вы все сделали тщательно и последовательно, то ветряк будет успешно работать. Вы не столкнетесь с какими-либо проблемами во время эксплуатации.

Используя инвертор мощностью 1000 Вт и аккумулятор на 75 А, это устройство может питать оборудование для видеонаблюдения и безопасности и даже уличное освещение.

Преимуществами этой модели являются:

• недорого;
• Компоненты можно легко заменить на новые или отремонтировать;
• Особых условий эксплуатации не требуется;
• Надежность в эксплуатации;
• полный акустический комфорт.

Есть и недостатки, но не слишком много: эффективность этого устройства не очень высока, и это имеет значительную зависимость от внезапных порывов ветра. Воздушные потоки могут просто сдуть импровизированный пропеллер.

Для точного выбора модели ветрогенератора с требуемой мощностью перед началом работ рекомендуется выполнить расчеты по формулам, приведенным в рекомендуемой статье.

Сборка осевой ветровой турбины с неодимовыми магнитами

Поскольку неодимовые магниты появились в России сравнительно недавно, осевые ветрогенераторы с безжелезными статорами стали производиться не так давно.

Появление магнитов вызвало всплеск спроса, но постепенно рынок насытился, и стоимость этого продукта начала снижаться. Он стал доступен ремесленникам, которые сразу же приспособили его к своим различным потребностям.

Если у вас есть старая автомобильная ступица с тормозными дисками, вы можете использовать ее в качестве основы для будущего генератора переменного тока на оси.

Вы хотите предположить, что эта деталь не новая, а уже использовалась. В этом случае разберите его, осмотрите и смажьте подшипники, тщательно очистите от нагара и ржавчины. Не забудьте покрасить готовый генератор.

Размещение и крепление магнитов

Неодимовые магниты должны быть приклеены к дискам ротора. Для нашей задачи мы возьмем 20 магнитов размером 25×8 мм.

Конечно, можно использовать другое количество шестов, но при этом необходимо соблюдать следующие правила: количество магнитов и полюсов в однофазном генераторе должно быть одинаковым, но если мы говорим о трехфазной модели, то соотношение полюсов и катушек должно быть 2/3 или 4/3.

При размещении магнитов полюса чередуются. Важно не совершить ошибку. Если вы не уверены в правильности расположения, сделайте направляющий шаблон или отметьте сектора прямо на доске.

Если у вас есть выбор, покупайте прямоугольные магниты, а не круглые. У прямоугольных моделей магнитное поле сосредоточено по всей длине, а у круглых – в центре.

Противоположные магниты должны иметь разные полюса. Вы ничего не перепутаете, если с помощью маркера пометите их знаком минус или плюс. Чтобы определить полюса, возьмите магниты и держите их напротив друг друга.

Если поверхности притягиваются, поставьте знак плюс; если отталкиваются, обозначьте их знаком минус. При размещении магнитов на дисках меняйте их полюса.

Используйте качественный и максимально прочный клей, чтобы обеспечить надежную фиксацию магнита.

Для более надежного крепления можно использовать эпоксидную смолу. Растворите его в соответствии с инструкцией и покройте им плиту. Эпоксидный клей должен покрывать всю пластину, но не должен стекать с нее. Вы можете предотвратить капание с накопителя, заклеив его лентой или сделав временные барьеры из пластика по периметру накопителя.

Однофазные и трехфазные генераторы

Если сравнивать однофазные и трехфазные статоры, то последние окажутся лучше. Однофазный генератор переменного тока вибрирует под нагрузкой. Причиной вибрации является разница в амплитуде тока, которая возникает из-за колебаний выходного тока с течением времени.

Трехфазная модель лишена этого недостатка. Он имеет постоянную выходную мощность благодаря фазовой компенсации: когда ток повышается в одной фазе, он понижается в другой.

Согласно результатам испытаний, трехфазная модель имеет почти на 50% большую мощность, чем однофазная. Дополнительным преимуществом этой модели является отсутствие ненужных вибраций и повышенный акустический комфорт при работе устройства под нагрузкой.

Это означает, что трехфазный генератор практически не издает шума во время работы. При снижении вибраций срок службы устройства логично увеличивается.

Правила намотки катушки

Если вы спросите эксперта, он скажет вам, что перед намоткой катушки необходимо произвести точные расчеты. В этом вопросе практикующий будет полагаться на свою интуицию.

Мы выбрали не очень быстрый генератор. Наша процедура зарядки двенадцативольтовой батареи должна начинаться со 100-150 оборотов в минуту. Для этих исходных данных необходимо, чтобы общее число витков всех катушек было 1000-1200. Нам нужно разделить это число между всеми катушками и определить, сколько витков будет на каждой катушке.

Низкоскоростная ветряная турбина может иметь большую мощность за счет увеличения количества полюсов. Затем частота тока, колеблющегося в катушках, увеличивается. Если для намотки катушек используется провод большего калибра, сопротивление уменьшится, а сила тока увеличится. Не забывайте, что более высокое напряжение может поглощать ток из-за сопротивления обмотки.

Процесс намотки можно сделать проще и эффективнее, если использовать для этого специальный станок.

Производительность самодельных генераторов сильно зависит от толщины и количества магнитов на дисках. Общая конечная мощность может быть рассчитана путем намотки одной катушки и последующего ее вращения в генераторе. Будущая мощность генератора определяется путем измерения напряжения при определенных оборотах холостого хода.

Вот пример. При сопротивлении 3 Ом и 200 оборотах в минуту выходная мощность составляет 30 вольт. Если из этого результата вычесть 12 В напряжения батареи, то получится 18 В. Разделите этот результат на 3 Ом и получите 6 ампер. 6 ампер будут поступать на аккумулятор. Конечно, при расчете мы не учли потери в проводах и диодном мосту: фактический результат будет меньше расчетного.

Обычно катушки имеют круглую форму. Но если вы немного растянете их, то получите больше меди в секторе, и изгибы будут более прямыми. Если вы сравните размер магнита и диаметр внутреннего отверстия катушки, они должны совпадать, или размер магнита может быть немного меньше.

Толщина статора, который мы делаем, должна быть правильно связана с толщиной магнитов. Если статор увеличить за счет увеличения числа витков, то пространство между дисками увеличится, а магнитный поток уменьшится. В результате напряжение может быть одинаковым, но из-за увеличенного сопротивления катушек мы получим меньший ток.

Для изготовления формы статора использовалась фанера. Однако сектора для катушек можно разметить на бумаге, используя пластилин в качестве границы.

Размещение стекловолокна на катушках на дне формы повышает прочность изделия. Перед нанесением эпоксидной смолы смажьте форму вазелином или воском, чтобы предотвратить прилипание эпоксидной смолы к форме. Некоторые люди вместо жира используют клейкую ленту или фольгу.

Катушки крепятся друг к другу в фиксированном положении. Концы фаз выводятся наружу. Шесть проводов, ведущих наружу, должны быть соединены в звезду или треугольник. Поверните собранный генератор вручную, чтобы проверить его. Если напряжение составляет 40 вольт, ток будет около 10 ампер.

Окончательная сборка

Длина готовой мачты должна составлять около 6-12 метров. При таких параметрах его основание должно быть забетонировано. Сама ветряная мельница будет прикреплена к вершине мачты.

Для обеспечения доступа в случае поломки в основании мачты должен быть предусмотрен специальный кронштейн, позволяющий поднимать и опускать трубу с помощью ручной лебедки.

Для изготовления болта можно использовать трубу ПВХ диаметром 160 мм. С его помощью из поверхности будет вырезан пропеллер длиной два метра с шестью лопастями. Форму лопастей лучше всего определять самостоятельно, экспериментируя. Это делается для увеличения крутящего момента на низких оборотах.

Пропеллер – Пропеллер должен быть защищен от слишком сильного ветра. Для этой задачи используется складной хвост. Вырабатываемая энергия накапливается в аккумуляторах.

Мы предоставляем нашим читателям два варианта самодельных ветряков на 220 В, которые пользуются большой популярностью не только у владельцев загородных усадеб, но и у обычных дачников.

Обе модели ветряных турбин по-своему эффективны. Эти устройства способны показать особенно хорошие результаты в степных районах, где часты и сильны ветры. Они достаточно эффективны, чтобы использоваться в организации альтернативного отопления дома и в снабжении электроэнергией. И их совсем не сложно построить своими руками.

Выводы и полезное видео по теме

В этом видеоролике показан пример ветряной турбины с горизонтальной осью вращения. Автор устройства подробно объясняет нюансы проекта установки, сделанной своими руками, обращает внимание зрителей на ошибки, которые можно допустить в процессе самостоятельного изготовления ветряка, дает практические советы.

Обратите внимание, что дотянуться до устройства, поднятого на приличную высоту, нелегко. Переустановка такой ветряной турбины может быть проблематичной. Поэтому конструкция складной мачты в данном случае будет совсем не лишней.

В этом видеоролике показана ветровая турбина с вертикальной осью ротора. Эта установка размещена низко, оригинально сконструирована и обладает высокой чувствительностью: даже небольшой ветер приводит лопасти устройства в движение.

Если вы живете в районе, где ветер – не редкость, этот источник альтернативной энергии может оказаться для вас наиболее эффективным. Эти примеры ветряных турбин ручной работы доказывают, что сделать ветряные турбины своими руками не так уж и сложно. Энергия ветра – это легкодоступный и возобновляемый ресурс, который можно и нужно использовать.

Заинтересованные лица приглашаются комментировать статью и задавать вопросы по ней.

Ветряной генератор на заднем дворе

Настоящий ветрогенератор слишком дорог, если вы планируете использовать его для простых домашних дел, не требующих большой мощности. Если все, что вам нужно, это немного энергии для светодиодного освещения или проекта на базе Raspberry Pi Zero, то это как-то несопоставимо с довольно серьезными деньгами, которые вам пришлось бы заплатить даже за небольшую ветряную турбину. То же самое касается и школьных экспериментов, время и деньги, потраченные на их организацию, обычно сводятся к минимуму. Школы часто имеют ограниченные средства.

В этом материале мы расскажем, как сделать собственную небольшую ветряную турбину. Мы собираемся сделать его из велосипедных деталей и того, что можно купить в магазине товаров для дома. Стоимость проекта где-то в районе 80-150 долл. На изготовление генератора потребуется от 8 до 16 часов. При ветре чуть сильнее, чем “слабый ветер” по шкале Бофорта, наш генератор способен вырабатывать около 1 ватта энергии. Этого достаточно для зарядки небольшой батареи, что означает, что у нас будет энергия и в безветренную погоду.

Бытовой ветрогенератор

Описанная здесь небольшая ветряная турбина является, по сути, экспериментальным проектом для изучения основ ветроэнергетики. Эту турбину нельзя назвать абсолютно надежным источником энергии. Не ждите от него чудес! Кроме того, необходимо учитывать, что сильные ветры опасны для нашей турбины. Данное устройство не предназначено для нормальной работы при таком ветре. Скорее всего, это приведет к его разрушению. Поэтому в плохую погоду турбину следует убирать. В частности, необходимо учитывать, что обломки, переносимые ветром, могут травмировать человека.

В отличие от типичных коммерческих турбин с горизонтальной осью вращения, с тремя лопастями, прикрепленными к горизонтальному валу, в нашей конструкции используется вертикальный вал ротора. Это устраняет необходимость в механизме, учитывающем направление ветра, и значительно упрощает конструкцию турбины. Наш генератор – это, по сути, велосипедное колесо, установленное на вертикальной стойке, которая подключена к электрогенератору. Лопасти ротора представляют собой восемь “полутруб”, вырезанных из дешевых пластиковых (ПВХ) канализационных труб и прикрепленных к ободу колеса.

Турбина начинает вращаться, когда сила ветра достигает примерно 2 баллов по шкале Бофорта (около 6 км/ч) (см. таблицу ниже). Если сила ветра достигает 5 баллов по шкале Бофорта (около 30 км/ч), турбина выдает около 1 ватта энергии (наше измерение: 147 мАч при 6,7 В).

Шкала Бофорта (от Википедия)

Используемая сегодня шкала силы (скорости) ветра была разработана в XVIII веке британским моряком сэром Фрэнсисом Бофортом (1774 – 1857). Однако его нельзя назвать первым, кто попытался создать такую шкалу. Шкале Бофорта предшествовали другие работы, в частности, характеристика силы ветра по его воздействию на лопасти ветряных мельниц (инженер Джон Смитон, 1759 год). Британский географ и гидрограф Александр Далримпл (1737 – 1808) работал в том же направлении. Еще раньше шкалы силы ветра были созданы астрономом Тихо Браге (1582), натуралистом Робертом Гуком (1663) и Даниэлем Дефо (1704) – торговцем, бунтарем, шпионом и автором романа “Робинзон Крузо”. В 1829 году Фрэнсис Бофорт был назначен гидрографом Британского адмиралтейства и отдавал свои весы всем, кто в них нуждался. С тех пор шкала Бофорта стала стандартным инструментом для измерения силы ветра.

Материалы и инструменты

• Переднее велосипедное колесо диаметром 28 дюймов и электрический генератор. Я купил новый генератор на eBay за 40 евро, но в Европе часто можно найти подержанные генераторы. В США вы можете найти такой на eBay, или купить дешевую динамо-втулку Shimano и установить ее в старое колесо.
• 2 трубы ПВХ 4″ (условное обозначение трубы – 110 мм) длиной 2 метра. Я использовал тонкостенные трубки, но какие они на самом деле, не имеет значения.
• 16 крепежных болтов с гайками и большими шайбами. Длина и диаметр болтов зависят от характеристик колесного диска.
• 1 1/2″ оцинкованная стальная водопроводная труба с резьбой на обоих концах. Его длина (высота мачты ветрогенератора) выбирается самостоятельно и зависит от условий, в которых будет работать генератор.
• Стальные фитинги для водопроводных труб 1 1/2″. Торцевая заглушка (абсолютно необходима) и тройник (необязательно).
• DC-DC преобразователь с buck-boost, например, Mesa #DSN6009 4 ампера. Я рекомендую преобразователь с выходной мощностью 30 Вт.
• 2 электролитических конденсатора, 2200 мкФ, не менее 12 В.
• Мостовой выпрямитель. Минимум 500 мА.
• Диод 1N4007.
• Термоусадочная трубка или клейкая лента.
• Тросы и винты с петлями (опция). Все эти предметы могут понадобиться для закрепления мачты.
• Мешок цемента (необязательно). Может потребоваться для закрепления мачты.

• Пила или лобзик для резки тонких труб из ПВХ.
• Дрель со сверлами для пластика и металла.
• Отвертка и/или гаечный ключ и набор бит, подходящих для используемых болтов, гаек и винтов.
• Паяльник и припой.

Изготовление ветрогенератора из велосипедного колеса

Давайте начнем работать над ветрогенератором. Мы будем использовать мачту из стальной водопроводной трубы, которая, вероятно, будет закреплена в земле бетоном. Принимая решение о высоте мачты и способе ее крепления, стоит учитывать местные правила. В зависимости от условий эксплуатации генератора может потребоваться подвеска мачты.

▍1. Срезание лопастей турбины

Мы использовали тонкостенные канализационные трубы из ПВХ (фото A). В Германии, где я живу, эти трубы окрашены в оранжевый цвет, но в Северной Америке они обычно белые.

Мы, используя пилу, можем вырезать 4 полотна из одной трубы длиной 2 метра (рисунок B). Нам нужно 8 лезвий. Постарайтесь разрезать трубы точно посередине. В идеале все лопасти должны иметь одинаковый вес.

▍2. Крепление лопастей к генератору

В качестве генератора переменного тока мы используем велосипедное колесо (обод) с прикрепленным к нему генератором (рис. C). Лучше всего использовать колеса с алюминиевыми ободами, так как их легче сверлить. Если вы взяли колесо от старого велосипеда, не забудьте снять шину, внутреннюю трубку и тормозные диски.

Прикрепите лопасти к колесу, как показано на рисунке D, с помощью двух болтов, гаек и больших шайб. Лопатки должны быть равномерно расположены на ободе (вам может помочь подсчет количества спиц между лопатками) и выровнены по центру обода.

Сборка мачты

Сделайте мачту из водопроводной трубы из оцинкованной стали с резьбой на обоих концах. Просверлите в колпаке отверстие диаметром 9 мм (рис. E) и прикрутите колесо к колпаку, продев через это отверстие резьбовую ось генератора (рис. F ниже). После того как мачта надежно закреплена (!), к ней можно прикрутить дюбель.

Тройник, прикрученный к той части трубы, которая будет закреплена в земле и залита бетоном, может быть полезен для надежной установки мачты. Тройник позволит надежно закрепить мачту в бетоне. Вес бетона должен быть достаточным для поддержки и закрепления мачты. Вся конструкция должна быть надежно закреплена. Поэтому в случае ожидаемого шторма можно просто открутить нижнюю часть мачты от бетонного основания и убрать турбину в безопасное место.

Нельзя недооценивать силу, с которой ветер воздействует на окружающие предметы. Эта сила увеличивается пропорционально кубу (третьей мощности) скорости ветра! Поэтому при необходимости закрепите мачту ремнями.

▍4. Установка электронных компонентов

Наша ветряная турбина предназначена для зарядки свинцово-кислотного аккумулятора с помощью тока, вырабатываемого динамо-машиной. Используемый нами генератор вырабатывает переменный ток, который мы преобразуем в импульсный постоянный ток с помощью мостового выпрямителя. Чтобы сгладить этот ток, он подается на два электролитических конденсатора емкостью 2200 мкФ.

Затем сглаженный постоянный ток подается на повышающий/понижающий преобразователь (продается на eBay по цене около 10 долларов), который используется в качестве регулятора заряда батареи. Он преобразует входное напряжение, которое варьируется от 1,25 В до 30 В, в заданное напряжение постоянного тока. Мы установили выход преобразователя на 0,7 В выше конечного напряжения заряда батареи (чтобы компенсировать постоянное напряжение диода). Диод 1N4007 необходим для предотвращения обратного тока от батареи к преобразователю.

Например, 6-вольтовая свинцово-кислотная батарея имеет напряжение зарядки 7,2 В. Из-за необходимости добавления напряжения прямого диода, которое составляет 0,7 В, инвертор должен быть настроен на выходное напряжение 7,9 В.

Электрическая нагрузка (это может быть что угодно, например, светодиод) будет подключена к выводам батареи. Обратите внимание, что эта нагрузка должна выдерживать выходное напряжение, установленное на преобразователе. Сам генератор может выдавать лишь небольшой ток, в то время как аккумулятор может выдавать несколько ампер. Последствия короткого замыкания могут быть очень плачевными (может произойти возгорание). Во избежание несчастных случаев необходимо принимать соответствующие меры предосторожности, независимо от того, что подключено к ветряной турбине.

Штормовое предупреждение!

Как только электронные компоненты генератора собраны, все готово для преобразования энергии ветра в электричество! Возможности владения ветряной турбиной теперь открыты для вас.

Однако наш генератор – это лишь экспериментальное устройство, недорогая практическая демонстрация принципов работы ветрогенераторов, которую можно использовать, например, в школах. Эта турбина не предназначена для работы при сильном ветре. Когда турбина не используется, или когда сила ветра превышает 6 градусов по шкале Бофорта, вся конструкция должна быть демонтирована и где-то храниться.

Велосипедные колеса и лопасти из внутренних трубок не предназначены для продолжительной работы, особенно при сильном ветре. Если вы хотите, чтобы ветрогенератор работал постоянно, вы можете самостоятельно укрепить конструкцию. (Хотя я должен признать, что моя конструкция оказалась прочнее, чем я ожидал. Я оставил его в саду, и он работал там в любую погоду – пока один из кабелей не вышел из строя. Затем рухнула мачта и сломалась одна из лопастей турбины).

Если вам интересна тема ветряных турбин, вы можете заглянуть на этот ресурс и посмотреть это видео. Посмотрите эту страницу о генераторе Chispito. А вот некоторые другие полезные ресурсы.

Самодельный ветрогенератор для частного дома: где деньги?

Интернет начинает “лопаться по швам” от хвалебных статей авторов, предлагающих бесплатное электричество всем желающим использовать природную энергию ветра.

Я предлагаю рассмотреть этот вопрос с практической точки зрения, оценить экономический эффект, прежде чем начинать создавать ветряк для частного дома своими руками или даже покупать заводскую модель.

Давайте поговорим о трудностях, с которыми вы столкнетесь: их нужно предвидеть и преодолевать. Тема сложная. Необходимо оценить аэродинамические и механические свойства, провести электрические расчеты.

Промышленные ветряные турбины: пример для подражания

Ни для кого не секрет, что альтернативная энергетика позволяет вырабатывать электричество буквально из ветра. В европейских странах промышленные ветряные турбины занимают огромные площади и работают автономно на благо человека.

Они огромных размеров, расположены в местах, открытых всем ветрам, возвышаются над деревьями и местными зданиями.

А ветряные турбины расположены далеко друг от друга. Поэтому случайные сбои и повреждения одного из них не могут нанести вред соседним конструкциям.

Эти принципы работы ветрогенераторов послужат нам основой для разработки самодельных устройств. Они основаны на научных разработках,
опробованы и проверены в течение длительного времени, и они эффективно работают.

Давайте начнем с анализа характеристик территории, на которой мы планируем создать ветряную электростанцию.

Как определить скорость ветра: достаточен ли его напор для домашнего ветряка?

Этот вопрос обсуждается на основе научных фактов и ошибок, которые уже совершили многие владельцы частных домов.

Теоретическая часть проекта: на что обратить внимание при выборе структуры

Среднегодовую скорость ветра для любой точки России или любой другой страны можно найти на карте ветров. Эти данные широко доступны.

Если рассматривать всю территорию, то у нас не так много мест с энергией ветра 5 м/с и более, как в Европе.

Я объясняю эту ситуацию тем, что теплый воздух Гольфстрима поднимается от нагретой воды и сразу устремляется в более холодные районы. Чем больше разница температур, тем больше скорость.

После нескольких тысяч километров над Европой его сила ослабевает. Наибольшие температурные градиенты весной и осенью приводят к возникновению штормов и ураганов.
Важно понимать, как правильно определить скорость ветра в нашей местности.

Взяв за основу 5 м/с, мы рассчитаем мощность ветра для наиболее распространенного горизонтального осевого генератора.

Считайте, что его лопасти покрывают круглую площадь S (м²) диаметром D (м). Через него проходит ветер со скоростью V (м/с).

Энергия ветра Pv рассчитывается по формуле:

ρ – плотность воздушной массы (кг/куб.м.)

Если мы возьмем средние значения, например, площадь 3 м² и плотность воздуха
1,25 кг/м3 , ветер, дующий со скоростью 5 м/с, может генерировать чуть меньше 2 кВт.

Теперь наша задача – определить, сколько из них можно преобразовать в полезную электроэнергию. Это можно приблизительно оценить в процентах 30÷40%. Конструкция и технологические характеристики ветроколеса просто не позволят ему работать более эффективно.

Более точное определение можно найти с помощью формулы, учитывающей:

• коэффициент ε, который определяет долю энергии ветра, используемую конструкцией ветрогенератора. Максимальное значение, получаемое при быстром проектировании, составляет 40-50%;
• КПД редуктора ∙ максимум около 90%;
• КПД генератора ∙ 85%.

Значения всех этих коэффициентов значительно различаются между различными моделями ветрогенераторов. Я привел значения для промышленных товаров. Для строителей домов они будут значительно ниже.

Если сложить все эти цифры, то даже для заводской ветряной турбины, изготовленной по точным чертежам и на промышленном оборудовании, мы получим менее 700 ватт электроэнергии при скорости 5 м/с и 3 квадратных метрах описанной площади лопастей винта.

Сколько из этого сможет вместить домашняя ветряная турбина, остается только догадываться.

Мировые производители ветряных турбин указывают, что для производства 3 кВт электроэнергии, что является оптимальным значением для частного дома, необходимо:

• чтобы получить около 5,1 кВт от ветряной мельницы;
• диаметр ротора составляет 4,5 метра;
• размещать ветряную турбину на высоте 12 метров и более;
• используйте скорость ветра 10 м/с.

Колесо должно начать вращать генератор уже при скорости 2 м/с. Только тогда можно говорить об окупаемости всей конструкции и эффективном использовании энергии ветра.

Если скорость падает хотя бы до 7 м/с, энергия ветрогенератора снижается на 50%. Теперь посмотрите еще раз на карту ветров России…..

Однако не все так плохо. Теоретические расчеты могут быть проверены на практике. Для продажи в нашем корпусе мы предлагаем множество моделей измерительных приборов – анемометров.

Они стоят недорого, имеют дополнительные функции измерения температуры, индикации текущего времени. Их можно заказать в Китае.

Такой анемометр позволяет реалистично оценить силу ветра в данной местности для анализа вариантов работы будущей ветроэлектростанции (ВЭС). И их как минимум 2:

1. частичное удовлетворение спроса на электроэнергию;
2. полный переход на альтернативные источники энергии.

Скрытая ошибка – плохой ветер: что скрывают продавцы

Первая трудность

Обратите внимание на высоту ветряного колеса по отношению к земле. Подумайте, почему все промышленные ветряные турбины размещаются на высоте 25 метров и более.

Ведь это значительно усложняет их установку, эксплуатацию, обслуживание и ремонт. Приходится использовать дорогое высотное оборудование, создавать прочную платформу, на которую его можно поставить.

Ответ прост: на высоте 25 метров и выше скорость ветра гораздо выше, чем на земле. Все таблицы и руководства с диаграммами ветра в основном созданы для промышленных установок, расположенных на высоте 50-70 м.

Если вы установите свой самодельный ветряк на высоте 10 м, ветер будет дуть слабее, чем указано в инструкции. А на больших высотах без специальных технических мер размещение ветряной турбины весьма проблематично.

Ветряное колесо работает не за счет скорости, с которой движется воздушная масса, а за счет давления, которое она оказывает на лопасти колеса. Она также зависит от веса и плотности атмосферы.

Альтернативные источники энергии уже давно учитывают зависимость, согласно которой удвоение давления ветра увеличивает мощность, вырабатываемую ветряной турбиной, в восемь раз.

Как влияет зона турбулентности

На работу ветровой турбины, расположенной на небольшой высоте, может сильно повлиять зона турбулентности, которая зависит не только от рельефа местности и высоты над уровнем моря, но и от скорости движения воздушных масс.

Молниезащита генератора ветровой турбины

Работающий ротор постоянно трется о воздух, накапливая электростатические заряды, подобно фюзеляжу самолета в полете. Производители самолетов успешно решают эту проблему различными способами.

Промышленные ветряные турбины также оснащены эффективной защитой от молний, которые могут возникнуть в любой момент во время грозы.

Большинство частных домовладельцев даже не задумываются над этой проблемой, и напрасно. В лучшие времена некоторые домовладельцы могут найти защиту от перенапряжения в своих электрощитках, что явно недостаточно.

Разместив над своей крышей железную конструкцию, которая также вырабатывает электричество, они уже создали идеальный громоотвод. Он будет надежно притягивать огромные токи атмосферного разряда.

Если вы не обеспечите эффективное средство отвода их от здания к потенциалу земли, вы будете постоянно испытывать судьбу, подвергая себя неожиданным опасностям.

Как обманывают производители ветряных турбин

Заводские модели испытываются в аэродинамической трубе в условиях идеального ламинарного потока с равномерным направлением и высокой плотностью.

Такие условия просто не существуют в реальном мире частного дома. Они больше подходят для перемещения воздушных масс в промышленных установках, расположенных на больших высотах.

Для домашних ветрогенераторов, установленных даже на высоте 10 метров, турбулентные условия и слабый ветер могут сильно ограничить вращение ротора.

Рельеф местности влияет на удельную мощность. Например, непосредственно под холмом она резко снижается, а на вершине создает идеальные условия, сжимая аэродинамические свойства и увеличивая давление.

Пострадают также хозяйственные постройки, садовые деревья, заборы и соседние здания.

Ветрогенераторы для дома своими руками: обзор проекта

Как вы уже поняли, первой деталью, поглощающей энергию ветра, является ветроколесо. Без него не обходится ни одна схема ветрогенератора для дома.

Его можно сделать:

• с вертикальной осью вращения;
• или горизонтальный.

Вертикальная ветровая турбина

Я покажу вам фотографию одной из простых в изготовлении конструкций, сделанной из обычной стальной бочки.

Эта вертикальная ветряная турбина, сделанная вручную и размещенная над землей, в окружении зданий и растений, не сможет развить нормальную скорость для выработки электроэнергии, достаточной для питания частного дома.

Он сможет выполнять лишь эпизодические задачи для маломощных приборов. А низкая скорость вращения его ротора потребует обязательного использования повышающего редуктора, а это дополнительная трата энергии.

Такие конструкции были популярны в начале прошлого века на паровых судах. Движущей силой служило водяное колесо, лопасти которого располагались вдоль направления движения судна.

Сегодня это редкость и утратило свое значение. В авиации такая конструкция не только не прижилась, но даже не рассматривалась.

Ротор Онипко

Из конструкций тихоходных ветряных мельниц ротор Onipko в настоящее время массово распространяется через Интернет. Рекламные ролики показывают, что он вращается даже при очень слабом ветре.

Однако по какой-то причине я также критически отношусь к этой формуле, хотя повторить ее своими руками не так уж сложно. Я не встретил восторженных откликов покупателей, равно как и научных расчетов экономической эффективности его использования.

Если кто-то из читателей сможет разубедить меня в этом мнении, я буду благодарен.

Горизонтальный ветрогенератор

С самого начала в авиационных двигателях стали использовать пропеллер для движения воздушного потока вдоль фюзеляжа самолета. Его форма и конструкция выбраны таким образом, чтобы использовать реактивный компонент в дополнение к активной тяге.

Именно этот принцип лежит в основе каждого горизонтального ветрогенератора, изготовленного промышленным способом или своими руками. Пример самодельной конструкции показан на фото.

С точки зрения принципа использования энергии ветра, это более эффективная конструкция, но с точки зрения эффективности для бытового электроснабжения это маломощная конструкция.

Небольшой электродвигатель, ротор которого вращает ветряную турбину, может производить лишь небольшое количество энергии в качестве генератора даже при оптимальном давлении и силе ветра. К нему можно подключить слабую светодиодную лампочку.

Подумайте сами, нужно ли устанавливать такое лезвие с подсветкой или нет. С другими задачами такая конструкция не справится. Хотя его все еще можно использовать для отпугивания кротов на участке. Им очень не нравится шум, сопровождающий вращение металлических деталей.

Для полного использования электроэнергии, вырабатываемой ветром, ротор ветряной турбины должен иметь соответствующий размер по отношению к потребляемой мощности. Рассмотрим диаметр около пяти метров.

При его создании вы столкнетесь с технической проблемой: вам придется точно сбалансировать крупные детали. Центр масс должен постоянно находиться в средней точке оси вращения.

Это позволит минимизировать колебания и раскачивание подшипников в конструкции на большой высоте. Однако балансировка ветряной турбины – задача не из легких.

Как установить ветрогенератор: надежная система мачт для монтажа на высоте

Ротор имеет довольно большую массу для нормального производства энергии. Его нельзя установить на обычную мачту.

Вам придется создать прочный бетонный фундамент под металлической мачтой и закрепить анкерные болты. В противном случае вся сильно собранная конструкция может рухнуть в любой неподходящий момент.

Можно изготовить подставку для ветрогенератора, поднятого вверх

1. в виде сборной мачты, собранной из секций с раскосами;
2. или в виде конической трубчатой опоры.

Обе системы необходимо будет усилить против опрокидывания, сделав несколько уровней канатных скоб, которые необходимы для удержания мачты при сильных порывах ветра. Они должны быть надежно закреплены на дюбелях и анкерах.

Современное цифровое телевидение, к счастью, требует гораздо меньших антенн. Их не только легко сделать своими руками, но и несложно починить.

Как сделать мачту для ветряной турбины?

Уделите внимание созданию прочной, безотказной конструкции. Иначе повторится печальный опыт сотрудников “ЯнтарьЭнерго”, с которыми произошел несчастный случай во время грозы: многотонная мачта рухнула, а осколки от лопастей разлетелись по сторонам.

При строительстве мачты необходимо рассчитать количество материалов, необходимых для изготовления конструкции из стальных уголков различного сечения. Форма и размеры выбираются в соответствии с местными условиями.

Он состоит из трех или четырех вертикальных мачт. Каждый из них установлен на упоре в нижней части. На вершине мачты создается платформа для установки ветряной турбины.

Поскольку длина уголков ограничена, мачта собирается из нескольких секций. Жесткость общей конструкции придают боковые ребра, закрепленные раскосами.

В фундамент встроены металлические закладные детали. Они будут использоваться для крепления деталей. Следует обратить внимание на сварку и соединительные болты.

Не следует забывать и о дополнительных ремнях.

Как сделать опору для труб

Телескопические конструкции из стальных труб проще в изготовлении, но они должны быть рассчитаны на прочность. Изгибающий момент, создаваемый тяжелым фронтоном во время шторма, не должен превышать критического значения.

Это затруднит профилактическое обслуживание, осмотр и ремонт собранной подвесной электростанции. Если на мачту можно забраться как по лестнице, то с трубой возникают проблемы. Работа на вершине также очень опасна.

Поэтому следует предусмотреть безопасный способ опускания оборудования на землю и доступный способ его подъема. Это можно сделать с помощью одной из двух схем z:

1. Поворотная ось на главной опоре.
2. Опорный рычаг в нижней части опорной стойки.

В первом случае создается прочный фундамент для монтажа основной опоры. На оси вращения установлена сварная трубчатая конструкция с ветровой турбиной и системой шкивов на стальных тросах.

В нижней части трубы находится противовес, облегчающий работу по подъему и опусканию с помощью ручной лебедки.

Линии безопасности не видны на фотографии. Они просто свисают со своих креплений до земли, когда мачта поднимается и опускается, и крепятся к постоянным бетонированным столбам, чтобы обеспечить устойчивое действие.

Схема сборки и опускания второй версии показана ниже.

Мачта и установленный под прямым углом к ней кронштейн противовеса, усиленный ребрами жесткости, вращаются в вертикальной плоскости с помощью лебедки с системой шкивов.

Ось вращения строящейся конструкции расположена в вершине прямого угла и установлена в направляющих, заложенных в фундамент. При подъеме или опускании мачты тяговые канаты снимаются со стационарных якорей на земле. Их можно использовать в качестве страховочных фалов.

Ветрогенератор: Построение и принцип работы электрической схемы в простых терминах

Промышленные ветряные электростанции спроектированы таким образом, что могут сразу же поставлять электроэнергию в сеть для потребителей. Это невозможно сделать своими руками.

При выборе генератора, который будет приводить в движение ветроколесо, используется принцип обратимости электрических машин. На электродвигатель подается крутящий момент, и обмотка статора возбуждается.

Однако идея вращения ротора трехфазного асинхронного электродвигателя в качестве генератора для выработки электроэнергии напряжением 220/380 вольт реализуется двигателями внутреннего сгорания, напором воды, но не ветром.

Общая конструкция генератора с ротором будет тяжелой, и в противном случае невозможно достичь высоких скоростей вращения вала.

Для низких мощностей вы можете:

• Используйте автомобильный генератор переменного тока, который производит 12/24 вольт;
• Используйте мотор-колесо от электрического велосипеда;
• Построить
  конструкция с использованием неодимовых магнитов с катушками из медной проволоки.

Также можно использовать ветряную турбину, проданную в Китае. Но его следует немедленно проверить: обратить внимание на качество монтажа обмотки, состояние подшипников, прочность лопастей, общий баланс ротора.

Вам нужно будет сделать поправку на то, что выходное напряжение генератора будет значительно отличаться в зависимости от скорости ветра. Поэтому аккумуляторы используются в качестве промежуточного элемента.

Их зарядка должна быть поручена контролеру.

Бытовые приборы от сети 220 В должны питаться переменным током от специального преобразователя – инвертора. Простейшая схема бытовой ветряной турбины выглядит следующим образом.

Его можно значительно упростить, поскольку обычная цифровая электроника: компьютеры, телевизоры, телефоны питаются постоянным напряжением 12 В.

Поэтому я рекомендую сделать отдельные розетки на 12 В и запитать их непосредственно от батарей.

В электрической цепи должен соблюдаться тот же баланс мощности, что и в механической конструкции. Любая подключенная нагрузка должна соответствовать мощностным характеристикам источника питания.

Приборы на 220 В не должны перегружать инвертор. В противном случае встроенная защита сработает, а если не сработает, то просто перегорит. Тот же принцип применим к батареям, силовым контактам контроллера и самому генератору.

Защита автоматического выключателя для бытовой ветряной турбины должна быть предусмотрена в обязательном порядке.

Случайную перегрузку, не говоря уже о возникновении тока короткого замыкания, предсказать невозможно. Поэтому этот модуль обязательно должен быть установлен в качестве основной защиты.

Схема подключения батарей, инвертора и контроллера ветрогенератора практически идентична той, что используется в солнечных электростанциях с легкими панелями.

Поэтому сразу же напрашивается разумный вывод: собрать домашнюю электростанцию, работающую одновременно на ветровой и солнечной энергии. Оба источника хорошо дополняют друг друга, а затраты на строительство одной установки значительно ниже.

На YouTube есть много каналов, посвященных ветряным турбинам для дома. Мне понравилась работа владельца “Солнечных панелей”. Я считаю, что он достаточно объективен в изложении темы. Поэтому я рекомендую вам внимательно изучить этот вопрос.

Аккумуляторы для ветрогенератора: еще одна проблема для домовладельца

Одной из дорогостоящих задач ветряной или солнечной электростанции является вопрос хранения электроэнергии, который решается только с помощью аккумуляторов. Их нужно будет покупать и обновлять, а стоимость довольно высока.

Чтобы выбрать их, необходимо знать рабочие характеристики: напряжение и мощность. Как правило, используются комплексные 12-вольтовые батареи, а количество ампер-часов в каждом случае следует определять экспериментально, исходя из мощности потребителей, времени их работы.

Аккумуляторы для ветряной турбины необходимо выбирать из довольно широкого ассортимента. Я ограничусь не полным обзором, а лишь четырьмя вопросами
распространенные типы кислотных аккумуляторов:

1. обычные стартовые автомобили;
2. Тип AGM;
3. гель;
4. Броненосец.

Поставщики не рекомендуют покупать стартерные батареи для ветряных турбин, так как они предназначены для критических условий эксплуатации автомобиля:

• они должны выдерживать огромные пусковые токи, возникающие при запуске холодного двигателя, хранящегося при отрицательных температурах;
• они подвергаются вибрациям и ударам во время движения;
• зарядка буферизируется генератором переменного тока
  при различных оборотах двигателя во время движения.

• Сервисные батареи, требующие периодического долива уровня электролита и добавления дистиллированной воды, рассчитаны на 100 циклов разряда/заряда.
• Не требует обслуживания – более сложная конструкция и 200 циклов.

Однако батареи ветряных турбин, если они используются внутри дома:

• чаще всего их помещают в подвальное помещение, где температура, поддерживаемая круглый год на уровне +5÷+10 градусов, является оптимальной;
• не подвержены ударам и вибрациям, неподвижны
  постоянно установленные в стационарном состоянии;
• не подвергаются экстремальным нагрузкам при запуске и работают экономно, когда бытовые приборы включаются инвертором;
• они заряжаются от генератора малыми токами, что благотворно влияет на процесс десульфурации пластин.

Все это создает наиболее благоприятные условия для их эксплуатации. Поэтому предлагаю принять этот вариант для тех, кто не ленится периодически проверять напряжение на банках и контролировать
уровень содержания в них электролитов.

AGM аккумуляторы являются более сложными по конструкции. Они имеют те же пластины, но кислота пропитана стеклянными матами, которые также выступают в качестве диэлектрического слоя. Их цикл разрядки/зарядки составляет 250÷400. Перезарядка опасна.

Батареи големов тоже создаются благодаря необслуживаемой конструкции с герметичным корпусом и электролитом гелевой консистенции. Они не любят перезарядку, но более устойчивы к глубокой разрядке. Количество циклов проектирования составляет 350.

Бронированные батареи являются наиболее развитыми. Их электродные пластины защищены полимерами от воздействия кислоты. Диапазон циклов составляет 900÷1500.

Все эти четыре типа батарей существенно различаются по цене и условиям эксплуатации. Если вы учтете рекомендации продавцов, вам придется заплатить довольно приличную сумму денег.

Однако я рекомендую вам сначала прислушаться к полезным советам, которые дает в видеоролике “Как выбрать батареи для ВЭС и солнечной установки” все тот же владелец компании “Солнечные батареи”.

У него есть собственное противоположное мнение по этому вопросу. Как вы к этому относитесь, зависит только от вас. Но изучать информацию из противоположных источников и выбирать из них лучший вариант: лучшее решение для думающего человека.

Как рассчитать экономический эффект: цена ветряной турбины

Одним из маркетинговых ходов продавцов является прайс-лист,
показывая расчет экономии, полученной в результате приобретения клиентами их продукции. Стоит ли им верить?

Я предлагаю вам самим оценить экономическую выгоду от установки ветряной электростанции на вашем участке. Для этого необходимо учесть минимальную сумму, на которую тратятся деньги:

1. изготовление фундамента для мачты, для чего потребуется много бетона и металлической арматуры;
2. создание высокой поддержки для установки
   ветряной мельницы в зоне благоприятного давления ветра. Это будет включать в себя не только
   металлические уголки, трубы и соединители с помощью сварки, но и стоимость всей установки;
3. стоимость покупки готовой ветряной мельницы или
   делать его дома;
4. приобретение инвертора, контроллера, батарей, защитных модулей, кабелей и проводов. Обратите внимание, что батарейный блок необходимо будет заменить несколько раз в течение 10-12 лет;
5. Эксплуатационные расходы на профилактическое обслуживание и ремонт;
6. Решение ряда организационных проблем.

Опыт эксплуатации ветряных электростанций показал, что они не работают бесшумно, а постоянная вибрация и шум ветряной турбины раздражают ближайших соседей. Иногда эти вопросы приходится решать в судебном порядке.

Кроме того, птицы иногда попадают в зону вращающегося колеса: пластиковые лопасти ломаются, металлические лопасти гнутся. Вам нужна надежная защита и запасной комплект запасных частей.

Можно даже предположить, что все будет надежно и эффективно работать в течение 10 лет, хотя я довольно подробно писал о скорости ветра в самом начале этой статьи.
В начале статьи.

После того как вы рассчитали все эти затраты (допустив некоторые непредвиденные обстоятельства), определите цену 1 киловатта электроэнергии, которую вы сейчас платите по счетчику.

Умножьте это на количество киловатт, на которое вы устанавливаете ветряную электростанцию, например, 3. Затем определите период времени для сравнения.

Используйте в качестве основы период времени, за который вы изначально планируете окупить свои затраты, например, 15 лет работы. Умножьте плату в 3 кВт/ч в час на это время, выраженное в часах, и сравните со стоимостью строительства и эксплуатации ветряной электростанции за тот же период.

Оценки очень приблизительные, цены изменчивы, но расчеты для моего случая показали, что проще платить за электроэнергию государству. Расходы будут в 4 раза ниже.

Я считаю, что создать ветряк для частного дома своими руками вполне возможно. Существует множество примеров его работы. Однако его применимость должна быть тщательно продумана, чтобы оправдать экономические выгоды.

Без точного первоначального расчета средств на их создание в буквальном смысле слова деньги могут быть потрачены впустую и не принесут владельцу никакой пользы. Если я ошибаюсь в своих прогнозах, пожалуйста, поправьте меня в комментариях.

Помните, что ваш опыт интересен не только мне, но и многим другим людям. Это принесет пользу и им.

Ветрогенератор своими руками: подробные инструкции

Одним из простых способов получения дешевой электроэнергии является ветрогенератор. Не обязательно покупать, можно построить своими руками, используя правильно выполненные чертежи и схемы, детали и материалы.

Как работает ветрогенератор

Принцип работы ветрогенератора прост: ветер приводит в движение лопасти, которые вращают ротор турбины, преобразующий энергию ветра в механическую энергию. Ветряные турбины могут быть:

• с роторами с горизонтальной осью;
• с роторами с вертикальной осью.

Преимущество последних в том, что они работают независимо от направления и силы ветра. Мощность, вырабатываемая самодельной ветряной турбиной, варьируется от 100 до 6000 Вт. Минимальная скорость, при которой турбина может начать вырабатывать электроэнергию, составляет 2,5-3 м/с, но для достижения номинальной мощности требуется скорость ветра 10 м/с и более.

Ротор обычно вращается со скоростью 15-20 об/мин, в то время как типичный асинхронный генератор вырабатывает электроэнергию со скоростью более 1500 об/мин. Автомобильный 12-вольтовый генератор переменного тока подходит для самодельной ветряной турбины.

Как работает ветрогенератор

Как сделать ветрогенератор своими руками

Основой для создания ветрогенератора является правильно выполненный проект и подготовленный чертеж. Это очень важно, поскольку без четкого представления о том, как должно выглядеть устройство, будет трудно собрать его правильно, не нарушая порядок сборки всех компонентов.

Чертежи и диаграммы

Начните с создания общего эскиза ветряной турбины, отметив наиболее важные элементы: башню, генератор, деревянное основание, лопасти и соединяющую их ступицу. Самостоятельно нарисованная диаграмма не должна быть очень подробной: это не обязательно. Она должна дать общее представление о том, как будут расположены различные части ветряной турбины и как конструкция будет выглядеть на заключительном этапе.

Схема установки ветровой турбины

После составления концептуальной схемы необходимо определить правильные размеры ветряной турбины. Они должны включать высоту, длину и ширину деревянного основания, которое соединяет генератор и хвостовое оперение с башней. Также необходимо указать размеры лопастей для металлических или ПВХ труб, в зависимости от того, какой материал будет использоваться. Для хвостового оперения необходимы отдельные измерения: высота, ширина и длина, а для лопастей – диаметр, который определяет размер ветряной турбины.

После того как у вас есть чертеж и эскиз устройства с указанием размеров, можно переходить к подготовке материалов и инструментов для работы.

Необходимые инструменты и материалы

Для изготовления самодельной ветряной турбины вам понадобятся следующие детали:

• ротор с лопастями;
• редуктор для управления скоростью вращения ротора;
• гелевый или щелочной аккумулятор для питания оборудования;
• инвертор для преобразования тока;
• хвостовой части;
• мачта.

Ротор и лопасти можно изготовить самостоятельно, а другие компоненты, возможно, придется купить или собрать из необходимых деталей. Кроме того, для сборки самодельной ветряной турбины вам понадобятся следующие инструменты и материалы

• пила по дереву;
• Ножницы по металлу;
• Горячий клей;
• паяльник;
• учения.

Винты и болты необходимы для соединения лопастей с втулкой и для крепления металлической трубы к дереву.

Лопасти ручной работы для ветряной турбины

При самостоятельном изготовлении лопастей стоит обратить особое внимание на соблюдение формы изделий, указанной в чертеже. Лезвия могут быть крыловидными или парусообразными. Последний проще в изготовлении, но имеет низкий КПД, что делает его неэффективным в самодельных ветрогенераторах даже среднего размера.

Материалы, подходящие для изготовления лопастей самодельного ветрогенератора, включают:

• пластик;
• дерево;
• алюминий;
• стекловолокно;
• поливинилхлорид.

Проектирование лопастной части ветровой турбины

Если вы выбираете поливинилхлорид, то трубы ПВХ диаметром 160 мм идеально подходят для создания лопастей. Пластик и дерево – менее прочные материалы, которые, подвергаясь воздействию осадков и сильного ветра, разрушаются через несколько лет. Алюминий – лучший выбор: он прочный, легкий, устойчив к трещинам и изломам, невосприимчив к влаге и высоким температурам.

Пошаговые инструкции по производству

Когда все чертежи сделаны, а материалы и инструменты подготовлены, можно приступать к сборке ветрогенератора своими руками, соблюдая следующую последовательность действий:

1. Подготовьте бетонный фундамент. Глубина котлована и количество бетонной смеси рассчитывается в зависимости от типа почвы и климатических условий. После заливки фундаменту требуется несколько недель для достижения необходимой прочности. Только после этого можно поместить в него мачту на глубину 60-70 см, закрепив ее ремнями.
2. Поместите подготовленные лопасти в трубку, закрепите их с помощью винтов и гаек на втулке, на которой будет установлен двигатель.
3. Установите диодный мост рядом с двигателем и закрепите его саморезами. Подключите провод от двигателя к “плюсу” диодного моста, а другой провод – к минусу моста.
4. Закрепите вал двигателя, наденьте на него втулку и крепко затяните ее против часовой стрелки.
5. Сбалансируйте трубчатое основание с прикрепленными к нему двигателем и валом и отметьте точку равновесия.
6. Закрепите основание устройства с помощью винтов.

Ветрогенератор может прослужить гораздо дольше, если вы покрасите не только лопасти, но и основание, вал и кожух двигателя. Вам понадобится набор кабелей, зарядное устройство, амперметр и аккумулятор для питания системы.

Подготовка автомобильного генератора

Чтобы сделать ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора, вам понадобится блок на 95 А с напряжением 12 вольт. Он генерирует 15,5 Вт при 125 об/мин и 85,7 Вт при 630 об/мин. При 630 об/мин вольтметр покажет 31,2 В, а амперметр – 13,5 А. Таким образом, выходная мощность генератора составит 421,2 Вт. Для этого необходимо использовать неодимовые магниты, которые в 7 раз эффективнее ферритовых.

При подготовке автомобильного генератора переменного тока необходимо сначала снять обмотку ротора и электронные щетки с коллектором. Вместо кольцевых ферритовых магнитов устанавливаются 3 неодимовых магнита, каждый размером 85 x 35 x 15 миллиметров. Недостатком использования сильных магнитов может быть “залипание”, затрудняющее перемещение вала. Чтобы уменьшить это, магниты следует располагать под небольшим углом друг к другу.

Перед запуском генератора следует проверить его на токарном станке, вращая вал до 950-1000 об/мин. Если устройство работает правильно, выходная мощность будет составлять не менее 200 Вт. В большинстве случаев подходит классическая генераторная установка с вертикальной осью: она характеризуется низкими оборотами и тихой работой.

Во время эксплуатации ветрогенератора рекомендуется периодически проверять надежность креплений у основания мачты, смазывать подшипники вращающегося устройства и балансировать наклон устройства. Каждые шесть месяцев рекомендуется проверять и заменять электрическую изоляцию, которая часто повреждается при эксплуатации в неблагоприятных условиях.

Самодельная ветряная турбина, собранная из автомобильного генератора и простых деталей, может обеспечить электричеством небольшой дом и стать автономным резервным источником энергии. Экологически чистый и нетребовательный в эксплуатации, он окупится в течение 2-4 лет в зависимости от ситуации и прослужит десятилетия.

• Как сделать лопасти ветряка своими руками: примеры лопастей ветряка ручной работы.
• Значение слова: ветряная мельница.
• Как отремонтировать мотор пылесоса в домашних условиях: пошаговая инструкция видео.
• Вэс принцип работы.
• Ветряной генератор для дома.
• Из чего состоит ветрогенератор.
• Ветрогенератор вертикальный своими руками.
• Ремонт с помощью отвертки: проверка и замена батарей.
• Ветрогенератор для частного дома своими руками.
• Ветрогенератор из автомобильного генератора.