Как сделать ветрогенератор на 220В собственными руками рукодельный ветряк

Схема самодельного ветрогенератора – ключевые узлы

1. КИЭВ – показатель применения энергии ветра. В случае использования для расчета механистической модели плоского ветра (см. дальше) он равён КПД ротора ветросиловой установки (ВСУ).
2. КПД – сквозной КПД ВСУ, от набегающего ветра до клемм электрического генератора, или до количества накачанной в бак воды.
3. Самая маленькая рабочая скорость ветра (МРС) – скорость его, при которой ветряк начинает давать ток в нагрузку.
4. Максимально допустимая скорость ветра (МДС) – его скорость, при которой выработка энергии заканчивается: автоматика или выключает генератор, или ставит ротор во флюгер, или складывает его и прячет, или ротор сам останавливается, или ВСУ просто рушиться.
5. Стартовая скорость ветра (ССВ) – при подобной его скорости ротор способен провернуться без нагрузки, раскрутиться и войти в режим функционирования, после этого можно включать генератор.
6. Негативная стартовая скорость (ОСС) – это означает, что ВСУ (или ВЭУ – ветроэнергетическая установка, или ВЭА, ветроэнергетический аппарат) для запуска при любой скорости ветра просит обязательной раскрутки от стороннего энергетического источника.
7. Стартовый (начальный) момент – способность ротора, принудительно заторможенного в воздушном потоке, создавать вращающий момент на валу.
8. Ветродвигатель (ВД) – часть ВСУ от ротора до вала генератора или насоса, или иного потребителя энергии.
9. Роторный ветрогенератор – ВСУ, в которой энергия ветра превращается во вращательный момент на валу отбора мощности при помощи вращения ротора в воздушном потоке.
10. Диапазон скоростей работы ротора – разница между МДС и МРС во время работы на номинальную нагрузку.
11. Тихоходный ветряк – в нем линейная скорость частей ротора в потоке значительно не превышает скорость ветра или ниже ее. Динамический напор потока конкретно превращается в тягу лопасти.
12. Быстроходный ветряк – линейная скорость лопастей значительно (до 20 и более раз) выше скорости ветра, и ротор образовывает собственную воздушную циркуляцию. Цикл изменения энергии потока в тягу сложный.

Схема самодельного ветряка.

• Лопасти – они могут быть сделаны из различных материалов;
• Генератор для ветрогенератора – можно выбрать готовый или выполнить своими руками;
• Хвостовая часть – направляет лопасти в направлении ветра, давая возможность достичь самого большого КПД;
• Мультипликатор – увеличивает обороты вращения вала (ротора) генератора;
• Крепежная мачта – на ней будут удерживаться все перечисленные выше узлы;
• Натяжные тросы – удерживают всю конструкцию и не дают упасть от порывов ветра;
• Контроллер заряда, аккумуляторы и преобразователь напряжения – предоставляют переустройство, стабилизацию и накопление получившейся электрической энергии.

Мы попробуем сделать с вами простой роторный ветрогенератор.
Маломощный ветряк для дома можно собрать если есть наличие скромного набора б/у-шных устройств и деталей:
автомобильная АКБ, чем свежее и чем больше ёмкость, тем лучше;
преобразователь напряжения на 300-700 Вт;
автомобильное или тракторное реле зарядки (в зависимости от вольтажа генератора);
контрольный прибор (вольтметр);
Для коммутации прибора с сетью электросетью применяются провода сечением площадью не менее 4 мм?. Готовая установка подсоединяется по схеме, показанной на фото через предохранители 8, которая размыкается выключателем 9 для обслуживания и ремонта. Номинал резистора 1 выбирается опытным путём, а амперметр 5 можно установить на выходе из преобразователя 5 если есть желание.
Аналогичным образом можно собрать ветрогенератор для обеспечения небольшой потребности в электричестве. Расходуйте и делайте энергию с умом, удачной всем работы!

Ветрогенератор – источник электрической энергии

Тарифы на услуги ЖКХ поднимаются как минимум один раз в году. А если приглядеться, то во многие годы та же электрическая энергия дорожает 2 раза – цифры в платежных документах растут как грибы после того как прошел дождь. Естественно, все это ударяет по карману потребителя, доходы которого не показывают столь устойчивого роста. А настоящие доходы, как показывает статистика, показывают тенденцию к падению.
Еще совершенно недавно бороться с увеличением тарифов на электрическую энергию можно было одним простым, но незаконным способом – при помощи неодимового магнита. Это изделие прикладывалось к корпусу расходомера, из-за чего тот останавливался. Но пользоваться этой методикой мы настойчиво не советуем – это небезопасно, незаконно, а штраф при поимке будет таким, что мало не покажется.
Участившиеся контрольные обходы стали массово выявлять непорядочных владельцев.

• Участились контрольные обходы – по домам ходят представители органов контроля;
• На счетчики стали наклеиваться особые виниловые наклейки – под действием магнитного поля они становятся темными, разоблачая нарушителя;
• Счетчики стали невосприимчивыми к магнитному полю – тут монтируются электронные учетные узлы.

По этому люди начали выделять внимание альтернативным источникам электрической энергии, к примеру, ветрогенераторам.
Еще 1 способ изобличить нарушителя, крадущего электрическую энергию – провести экспертизу уровня намагниченности счетчика, которая очень легко обнаруживает факты кражи.

Ветроустановки для дома становятся нормальным явлением в районах, где часто дуют ветра. Ветровой электрический генератор применяет для выработки электрической энергии энергию ветровых воздушных потоков. Для этого они оборудуются лопастями, приводят которые в движение роторы генераторов. Полученная электрическая энергия превращается в постоянный ток, после этого подается потребителям или запасается в аккумуляторных батареях.
Ветряные генераторы для приватного дома, как самодельные, так и заводской сборки, могут ключевыми или вспомогательными источниками электрической энергии. Вот стереотипный пример работы дополнительного источника – он греет воду в электрическом водонагревателе или питает низковольтные светильники для дома, тогда как остальная бытовая техника работает от ключевой электрической сети. Также возможна работа как главного источника электричества в домах, не включенных к электросетям. Тут они питают:

• Люстры и источники освещения;
• Крупную технику для дома;
• Радиаторы и многое иное.

Исходя из этого, для того чтобы обогревать собственное жилье, следует приготовить или приобрести ветроэлектростанцию на 10 кВт – этого должно хватить на все нужды.
Ветровая электростанция может питать как классические электрические приборы, так и низковольтные – они работают от 12 или 24 вольт. Ветряной генератор на 220 В делается по схеме с использованием инверторных преобразователей с накоплением электрической энергии в аккумуляторных батареях. Ветряные генераторы на 12, 24 или 36 В устроены легче – тут используются более обычные контроллеры заряда батарей со стабилизаторами.

Ветер, аэродинамика, КИЭВ

Наиболее логичным вариантом генераторной установки для самодельного ветряка кажется генератор автомобиля. Это решение дает возможность легко скомпоновать установку, так как генератор уже имеет и точки крепления, и шкив для ременного мультипликатора. Приобрести и сам генератор, и запасные части к нему несложно. Более того, встроенное реле-регулятор позволяет конкретно присоединить его к 12-вольтовой аккумуляторной батарее, а к ней, со своей стороны — преобразователь напряжения для изменения постоянного тока в переменный напряжением 220В.
Но, как мы уже говорили выше, КПД генераторов с обмоткой возбуждения очень невысок, что очень чувствительно для и без этого маломощного ветряного генератора. Второй минус в том, что при разряженном аккумуляторе генератор автомобиля не сможет возбудиться.
Во многих самодельных конструкций можно повстречать тракторные резервные электростанции Г-700 и Г-1000. Их КПД никак не более, полезным отличием являются лишь намагниченность ротора, позволяющая возбудить генератор даже без батареи аккумулятора, и невысокая стоимость.

Некоторые авторы при строительстве ветрогенераторов пользуются свойством обратимости коллекторных электрических двигателей — принудительно вращая их ротор, с него можно снимать постоянный ток. Статор двигателей аналогичного типа состоит либо из постоянных магнитов, что намного лучше в наших целях, либо имеет обмотку.

1. Одну из щеток мотора соедините с корпусом — это будет негативный полюс генератора. Сюда же надежно подсоедините корпус из металла реле-регулятора и клемму «-» аккумулятора.
2. Клемму 67 реле соедините с одним из выводов обмотки статора, второй на время с корпусом.
3. Клемму 15 соедините через выключатель с позитивным полюсом аккумулятора (при этом на обмотку подастся ток возбуждения). Придайте ротору вращение в том же направлении, что будет обеспечивать винт ветроустановки, и подсоедините между свободной щеточкой и корпусом вольтметр. Если на щетке обнаружится негативный потенциал, поменяйте местами соединения статора с реле-регулятором и массой.

Главной особенностью подсоединения генератора постоянного тока к аккумуляторной батарее считается необходимость в разделе их полупроводниковым диодом, не дающим аккумулятору разряжаться на обмотку ротора при остановке генератора. В современных автомобильных генераторах подобную функцию делает трехфазный диодный мост, и мы также можем его применять, параллельно объединив его фазы Для снижения падения напряжения на нем.
Самую большую же мощность можно снять с генератора, ротор которого состоит из неодимовых магнитов. Популярны конструкции на основе автомобильной ступицы с тормозным диском, по краешку которого фиксируются мощные магниты. На минимальном расстоянии от них размещается статор с однофазной или трехфазной обмоткой.
Такой генератор прекрасен многим: он возбуждается уже при невысоких оборотах даже при севшем аккумуляторе, не просит обслуживания щеточного узла. Однако при этом его анодное напряжение нереально настроить, так как оно зависит исключительно от скорости вращения. Домашняя электростанция с генератором на неодимовых магнитах попросит подсоединения его к добавочному преобразователю напряжения для обеспечения зарядки батареи аккумулятора в огромном диапазоне скоростей ветра. Также данное устройство часто именуется контроллером заряда батарей.
Есть очень много самых разных вариантов реализации контроллера в зависимости от определенного решения конструкции генератора. Так как у аналогичных самоделок большой разброс показателей, приведенную схему стоит рассматривать как иллюстрацию общего принципа устройства контроллера, а не как принудительное решение.
Как видно, эта схема которая рассчитана на применение в качестве генератора коллекторного электрического двигателя. Если же вы применяли рукодельный генератор электрического тока, прибавьте диодный мост на его выход.

Напряжение с генератора через контрольный узел, который состоит из вольтметра и амперметра, подается на вход 2-ух импульсных стабилизаторов. Зарядку аккумулятора выполняет блок 2, тогда как задача блока 1 — защита от ухода генератора в разнос при сильном ветре и малом потреблнеии тока нагрузкой: при превышении напряжением порога, задаваемого движком потенциометра R3, блок 1 начинает подавать напряжение на подключенный к его выходу мощный нагрузочный резистор, о чем сообщает загорающийся светоизлучающий диод LED2.
Нагрузка, не требующая точной стабилизации напряжения (к примеру, низковольтные лампы с нитью накала), подключаются в обход стабилизатора к выводу диода D2.
Перед тем как решать, какой сделать ветрогенератор, определимся с местной аэрологией. В серо-зеленоватых (безветренных) областях ветровой карты хоть какой-то смысл будет только от парусного ветродвигателя (и них дальше побеседуем). При необходимости постоянное энергоснабжение, тогда нужно будет добавить бустер (выпрямитель со стабилизатором электрического напряжения), устройство зарядки, мощную аккумуляторную батарею, преобразователь напряжения 12/24/36/48 В постоянки в 220/380 В 50 Гц электрического тока.
Вжелто-зеленых, слабоветренных местах, при потребности в электричестве до 2-3 кВт самому можно взяться за тихоходный вертикальный ветрогенератор. Их разработано несть числа, и есть конструкции, по КИЭВ и КПД практически не уступающие «лопастникам» промышленного изготовления.
Если же ВЭУ для дома предполагается приобрести, то хорошо ориентироваться на ветряк с парусным ротором. Споров и них много, и в теории пока еще не все понятно, но работают. В Российской Федерации «парусники» выпускают в Таганроге на мощность 1-100 кВт.
В красных, ветреных, регионах выбор зависит от потребной мощности. В диапазоне 0,5-1,5 кВт оправданы самодельные «вертикалки»; 1,5-5 кВт – покупные «парусники». «Вертикалка» тоже может быть покупной, но обойдется очень дорого ВСУ горизонтальной схемы. И, напоследок, если требуется ветряк мощностью 5 кВт и более, то подбирать необходимо между горизонтальными покупными «лопастниками» или «парусниками».

Рукодельный ветрогенератор подчиняется тем же законам природы, что и заводской, который свободно рассчитан на компьютере. И самодельщику основы его работы следует иметь в виду довольно хорошо – в его распоряжении очень часто нет дорогих очень современных материалов и тех. оборудования. Аэродинамика же ВСУ ох как непроста…

Ветер и КИЭВ

Для расчета серийных фабричных ВСУ применяется т. наз. плоская механистическая модель ветра. В ее основании следующие предположения:

• Скорость и направление ветра постоянны в границах эффектной поверхности ротора.
• Воздух – непрерывная среда.
• Продуктивная поверхность ротора равна ометаемой площади.
• Энергия потока воздуха – чисто кинетическая.

При подобных условиях самую большую энергию единицы объема воздуха вычисляют по школьной формуле, полагая плотность воздуха при нормальных условиях 1,29 кг*куб. м. При скорости ветра 10 м/с один куб воздуха в себе несет 65 Дж, и с одного квадрата эффектной поверхности ротора можно, при 100% КПД всей ВСУ, снять 650 Вт.
Плоскую модель пренебрегать не следует, она даёт четкий минимум доступной энергии ветра. Но воздух, во-первых, сжимаем, второе, очень текуч (динамическая вязкость всего 17,2 мкПа*с). Это означает, поток может обтекать ометаемую площадь, делая меньше эффективную поверхность и КИЭВ, что очень часто и встречается.
Приведем два примера. Первый – прогулочная, довольно тяжелая, яхта может идти не только против ветра, но и быстрее его. Ветер имеется в виду внешний; вымпельный ветер все равно должен быть быстрее, иначе как он судно потянет?
Второй – классика авиационной истории. На испытаниях МИГ-19 оказалось, что перехватчик, который был на тонну тяжелее фронтового истребителя, по скорости разгоняется быстрее. С теми же движками в том же планере.

Теоретики не знали, что и думать, и действительно засомневались в законе сохранения энергии. В конце концов оказалось – дело в выступающем из воздухозаборника конусе обтекателя РЛС. От его носка к обечайке появилось уплотнение воздуха, как бы сгребавшее его со сторон к компрессорам двигателей. С той поры ударные волны крепко вошли в теорию как полезные, и фантастические летные данные современных самолетов в немалой степени обусловливаются их умелым применением.

Аэродинамика

Развитие аэродинамики как правило делят на две эпохи – до Н. Г. Жуковского и после. Его доклад «О присоединенных вихрях» от 15 ноября 1905 г. стал самим началом новой эры в авиации.
До Жуковского летали на поставленных плашмя парусах: повелось, что частицы набегающего потока отдают весь собственный импульс передней кромке крыла. Это позволяло сразу освободится от векторной величины – момента количества движения – порождавшей зубодробительную и очень часто неаналитическую математику, перейти к куда намного комфортнее скалярным чисто энергетическим соотношениям, и получить в конце концов расчетное поле давления на несущую поверхность, более менее аналогичное на настоящее.
Такой механистический подход позволил создать аппараты, способны худо-бедно подняться в воздух и осуществить перелет из одного места в иное, совсем не нужно грохнувшись на землю где нибудь по пути. Но стремление сделать больше скорость, подъемность груза и остальные летные качества все больше выявляло несовершенство начальной аэродинамической теории.

Рукодельный ветрогенератор для дома и его специфики

Ветряные генераторы нечасто применяют в качестве основных источников электрической энергии, а вот как дополнительные или альтернативные они безупречны.
Это современное решение для дач, приватных домов, размещенных в местах, где часто бывают проблемы с электротоком.

Сборка ветряка из старых домашних приборов и металлолома – это настоящие действия чтобы защищать планеты. Мусор – настолько же важная экологическая проблема, как и засорение внешней среды газообразными, жидкими и твердыми веществами углеводородов
Рукодельный ветрогенератор из шуруповерта, автомобильного генератора или мотора машины для стирки обойдется буквально в копейки, зато даст возможность сэкономить большие суммы на счётах за энергетические ресурсы.
Это замечательный вариант для рачительных владельцев, которые не хотят больше платить и готовы приложить определенные усилия для сокращения затрат.

Очень часто для производства ветряков собственными руками применяют автомобильные резервные электростанции. Они не так красиво смотрятся, как конструкции товарного производства, зато вполне практичны и покрывают часть потребностей в электрической энергии
Обыкновенный ветрогенератор имеет несколько устройств механического типа, функция которых состоит в преобразовании ветровой кинетической энергии в механическую, а после – в электрическую. Предлагаем посмотреть статью про устройство ветрогенератора и его рабочем принципе.

В своем большинстве самые новые модели оборудованы тремя лопастями для увеличения КПД и начинают работать, когда скорость ветра может достигать хотя бы 2-3 м/с.
Скорость ветра – принципиально весомый признак, от которого зависит мощность установки.
В техдокументации к ветрогенераторам товарного производства всегда указываются номинальные параметры скорости ветра, при которых установка работает с самым большим КПД. Очень часто данный показатель составляет 9-10 м/с.

Основные положительные качества ветра как энергетического источника – возобновляемость и неичерпаемость. Люди с давних пор изобретают разные устройства, разрешающие правильно применять силу стихии, и ветрогенератор – одна из удачных попыток обуздать ветер
Имеется еще и параметры предельно допустимой скорости ветра – 25 м/с. При подобных показателях КПД ветряка уже значительно уменьшается, т.к. лопасти установки меняют положение. Если идет речь о самодельной конструкции, тяжело определить ее технические свойства.

Целесообразно ориентироваться на средние критерии и проссчитать кол-во энергии, нужное для ключевых нужд.
Если же вам необходимо сделать рукодельный ветряк на 220В, советуем вам познакомиться с детальной инструкцией по сборке.
Перед тем как мы постараемся рассказать, как сделать ветряк для получения электричества, побеседуем о том, почему нельзя воспользоваться заводской моделью. Фабричные ветряные генераторы на самом деле более эффектнее собственных самодельных заменителей. Все, что можно создать на производстве, надежнее будет того, что можно создать в домашних условиях. Данное правило работает и в отношении ветрогенераторов.
Самостоятельное изготовление ветрогенератора выгодно собственной доступной ценой. Фабричные образцы мощностью от 3 кВт до 5 кВт обходятся в 150-220 тыс. рублей, в зависимости от изготовителя. Столь большая стоимость и объясняет недоступность магазинных моделей для многих потребителей, она ведь оказывает влияние и на период окупаемости – в большинстве случаев он может достигать 10-12 лет, хотя многие модели «отбивают» себя гораздо до недавнего времени.
Фабричные ветроэлектростанции для дома более хорошие и реже могут поломаться. Зато каждая неполадка может привести к огромным затратам на запасные узлы. Что же касается самоделок, то их легко отремонтировать своими силами, так как собираются они из материалов которые всегда под рукой. Этим и оправдывается далеко не самая совершенная конструкция.
Да, сделать ветрогенератор на 30 кВт собственными руками будет не так просто, но любой человек, который умеет работать с инструментами, сможет собрать маленький ветряк ограниченной мощности и обеспечить себя должным количеством электрической энергии.

Про безопасность

Детали ветродвигателя домашнего применения в работе могут иметь линейную скорость, превосходящую 120 и даже 150 м/с, а кусочек любого твёрдого материала весом в 20 г, летящий со скоростью 100 м/с, при «удачном» попадании убивает здорового мужика наповал. Стальная, или из жёсткого пластика, пластина толщиной 2 мм, двигающаяся со скоростью 20 м/с, рассекает его же напополам.
Более того, большинство ветряков мощностью более 100 Вт очень сильно шумят. Многие порождают колебания воздушного давления сверхнизкой (менее 16 Гц) частоты – инфразвуки. Инфразвуки неслышимы, но губительны для здоровья, а распространяются максимально далеко.
В силу вышеуказанных причин установка ВСУ разрешается на расстоянии не менее 5 их высот от ближайших жилых зданий. Во дворах приватных домовладений можно ставить ветроустановки промышленного изготовления, должным образом сертифицированные. На крышах устанавливать ВСУ полностью невозможно – при их работе, даже у маломощных, появляются знакопеременные нагрузки механического свойства, способны вызвать отклик строительной конструкции и ее разрушение.

Подробная инструкция по сбору ветрогенератора

С давних времен человечество применяет силу ветра. Ветряные мельницы, парусные корабли знакомы многим, про них писали в книгах и снимают исторические фильмы с их участием. В настоящее время ветряной электрический генератор не утратил актуальность, т.к.
при его помощи можно создать бесплатное электричество на дачном участке, которое также может понадобиться, если отключат свет на участке. Побеседуем о самодельных ветряках, которые можно собрать из материалов которые всегда под рукой и доступных деталей.
Для вас мы предъявили одну детальную инструкцию с картинками, а еще видео идеи еще нескольких вариантов сборки. Итак давайте рассмотрим, как сделать ветрогенератор собственными руками дома.
Есть несколько типов ветряных установок: горизонтальный и вертикальный, турбина. Есть у них принципиальные различия, преимущества, и недостатки. Рабочий принцип всех ветрогенераторов одинаков — энергия ветра превращается в электрическую и скапливается в аккумуляторных батареях, а уже с них уходит на человеческой нужды. Наиболее популярный вид — это горизонтальный.
Знаком и узнаваем. Превосходство горизонтального ветрогенератора — более большой коэффициэнт полезного действия если сравнивать с другими, так как лопасти ветряка всегда под действием потока воздуха. К минусам как правило относят условие к ветру выше 5 метров в секунду. Данный тип ветряка сделать легче всего, по этому его часто берут за основу домашние умельцы.

Если вы все таки захотели испытать собственные силы в сборке ветрогенератора собственными руками, вот пару советов. Начинать необходимо с генератора, это сердце системы, от его параметра зависит конструкция винтового узла.
Для этого подходят автомобильные, иностранного производства, есть сведения про применение шаговых двигателей, от принтеров или другой оргтехники.
Велосипедное мотор-колесо также можно применять, чтобы самому сделать ветряк для получения электричества.
Сформировавшись с узлом преобразователя ветряного потока в электроток, следует собрать редукторный узел увеличения оборотов с винта на вал генератора. Один оборот пропеллера передает 4-5 оборотов на вал генераторного узла.

Когда собран узел редуктор-генератор, приступают к выяснению его сопротивления крутящему моменту (грамм на миллиметр). Для этого необходимо сделать плечо с противовесом на валу последующей установки, и при помощи груза узнать при каком весе плечо пойдёт вниз. Допустимо считается менее 200 грамм на метр. Выяснив размер плеча, это наша длина лопасти.
Многие полагают, что чем больше лопастей тем лучше. Это не очень правильно, так как ветрогенератор делаем сами, и детали будущей силовой установки недорогого диапазона.
Сделать лопасти самодельного ветрогенератора можно из средств находящихся под рукой — от фанеры и покрытой цинком стали до пластика от труб водопровода (как на фото опубликовано ниже) и другого. Важное требование легкий и крепкий.

Легкий винт увеличит КПД ветряка и чувствительность к потоку воздуха. Не забывайте сбалансировать воздушное колесо и убрать неровности, по другому в период работы генератора будете слушать завывание и вой.

Следующий основной элемент, это хвост. Он будет держать колесо в потоке ветра, и поворачивать конструкцию в случае изменения его направления.
Сделать токосъемник либо нет, решаете только вы сами, возможно обойдетесь разъемом на кабеле и иногда, вручную его раскручивать перекрученный кабель. Во время проверочного запуска ветрогенератора нужно помнить о технике безопасности, раскрученные в потоке ветра лопасти могут порубить как самурай капусту.
Настроенный, сбалансированный ветряк ставят на мачту, высотой не ниже 7 метров от земли, закрепленную распорными тросами.
Дальше очень значительный узел, накопительный аккумулятор, им может быть старый автомобильный потерявший собственную емкость или батарея.
Подсоединять выход самодельного ветрогенератора конкретно к батарее нельзя, это необходимо сделать через реле зарядки, можно собрать самому либо же приобрести готовое.
Рабочий принцип реле сводится к контролю за зарядом, а в случае заряда оно переключает генератор и аккумулятор на нагрузочный баласт, система стремится всегда быть заряженной, не допуская перезаряда, и не оставляет генератор без нагрузки.
Ветряк без нагрузки может очень сильно раскрутиться до больших оборотов, повредить выработанным потенциалом изоляцию в обмотках. Более того большие обороты могут оказаться причиной механического разрушения компонентов ветряного генератора.
Дальше стоит инвертор с 12 на 220 вольт 50 Гц для подсоединения домашних приборов.
Получить навык и может быть замахнуться на более серьезный аппарат.
Свобода и разнообразие самодельных ветряков до такой степени широкая и элементная база многообразна, что нет смысла описывать их все, ключевой смысл остался тем же — поток ветра раскручивает винт, он передает на редуктор момент, повышая обороты вала, генератор выдаёт напряжение, дальше реле держит уровень заряда на аккумуляторе, а с него уже идет отбор энергии для самых разных нужд.
Вот по подобному правилу можно создать ветрогенератор собственными руками дома. Надеемся, наша подробнейшая инструкция с фото примерами разъяснила вам, как сделать подходящую модель ветряка для дома либо дачи. Также советуем познакомиться с мастер-классами по сборке самодельного устройства, которые мы предъявили на видео ниже.
Вот мы и предъявили все самые простые идеи сборки самодельного ветряка. Как вы видите, многие модели устройств сможет легко сделать даже ребенок.
Есть большое количество других вариантов самоделок, однако для того, дабы получить большое напряжение на выходе, необходимо применять непростые механизмы, вроде генераторов на магнитах.
В остальном, если у вас есть желание сделать ветрогенератор, чтобы он работал и применялся по назначению, действуйте согласно предоставленной нами инструкции!
Необходимо рассмотреть, как собрать лёгкую установку собственными руками, применяя в виде основы электрический двигатель от стиралки.

Для создания самодельного ветряка из мотора машины для стирки требуется приобрести несколько деталей.
Отдельные из них наверное отыщутся в старых домашних приборах, а какие-нибудь придется приобрести:

• ротор с лопастями – сделать лопасти можно собственными руками;
• редуктор, который станет настраивать частота вращения ротора ветряка;
• кожух, который предназначен для защиты компонентов ветряка от проявления влаги и остальных агрессивных факторов среды;
• аккумулятор, функция которого состоит в накоплении энергии и питании электробытовых приборов, когда лопасти не вращаются;
• преобразователь напряжения для трансформации тока;
• хвостовая часть, благодаря которой установка поворачивается по ветру;
• мачта, на которой будет закрепляться конструкция.

Все данные детали в отдельности стоят денег, а чтобы собрать их в целостную конструкцию, нужно будет потратить много времени.

Для ветряка потребуется мотор из обыкновенной машины для стирки. Также понадобится приобретать неодимовые магниты или готовый магнитный ротор. Стоимость данной детали может колебаться в границах 2.5-3 тысяч рублей. Если потребуется, такой ротор можно будет установить в стиралку без каких-то переделок или усовершенствований

Неодимовые магниты – дорогое удовольствие, а их установка – длительная и усердная работа, по этому целесообразно подсчитать предполагаемые затраты и сразу приобрести хороший ротор. Китайская модель обойдется в те же деньги, что и набор магнитов

Чтобы без посторонней помощи сделать ротор для ветряной установки, потребуется сделать специализированную форму, проссчитать хороший угол расположения магнитов и побеспокоиться об их сверхнадежной фиксации. Если деталь собрана с ошибками, ветрогенератор не заработает совсем или его результативность заметно снизится

Для самостоятельной сборки ветряной энергоустановки применяют шаблоны. Рисовать его от руки – трудная работа, а ошибки практически неминуемы. В решении данной задачи поможет традиционный принтер. Распечатанный шаблон будет намного точнее. Если же вкрадется ошибка, чертеж легко поправить на компьютере

Мотор для производства ветряка

Неодимовые магниты для сборки ветряка

Сборка ротора самодельного ветрогенератора

Шаблон для крепежа катушек
Для производства генератора потребуется электрический двигатель со стиралки 1,5 кВт.
Также необходимо будет приобрести 32 неодимовых магнита по 0.5, 1, 2 см, клей, шлифовальную бумагу и холодную сварку или смолу на эпоксидной основе.

Для производства ветрогенератора наиболее целесообразно подходят старые советские модели типа «Вятки» и аналогичных. Эти машины стиральные намного мощнее, чем современные аналоги. В большинстве случаев их тяжело отремонтировать благодаря дефициту запасных частей, и изготовление ветряка – самое правильное использование деталей
Неодимовые магниты можно заказать в интернете или приобрести в оффлайновых точках продажи. Их потребуется установить на ротор.
С ротора асинхронного мотора снимают сердечники и частично срезают при помощи токарного станка (глубина 2 мм). В сердечниках прорезают пазы глубиной в 5 мм.

Из инструментов понадобятся плоскогубцы, отвертки, ножницы, а некоторые детали придется сделать на токарном станке. Проверять трудоспособность готового генератора можно при помощи шуруповерта или дрели
Когда сердечники готовы, необходимо установить магниты на положенные места. В первую очередь выполняют жестяное покрытие для сердечника, после этого ставят магниты на равном расстоянии один от одного.
Важно исполнять правильную дистанцию, иначе по истечению определенного времени магниты слипнутся, а мощность ветрогенератора существенно уменьшится.

Чтобы правильно наклеить магниты, их располагают на полосе жести, проверяют расстояния, после этого прикрепляют при помощи суперклея. Это трудоемкая и травмоопасная работа, т.к. магниты могут отскакивать в процессе приклеивания. Чтобы они не повредили глаза, стоит одеть очки для защиты
Сделать ветряк из бутылок из платика сможет даже ребенок. Он будет радостно вращаться под дуновением ветра, издавая шум. Есть огромное кол-во различных схем постройки подобных ветряков, в которых ось вращения может находиться как вертикально, так и в горизонтальном положении.
Электричества такие штуки не дают, зато очень хорошо разгоняют кротов на дачных участках, которые вредят растениям и везде роют собственные норки.

Рукодельный ветрогенератор для дома чем-то похож на подобной вот бутылочный ветряк. Только размерами он намного больше, да и системой посерьезней. Однако если приделать к такому ветрячку маленькой моторчик, то он сможет стать источником электрической энергии и даже запитать какую-то электрическую штуку, к примеру, светоизлучающий диод – на большее его мощности не хватит. Глянув на схему такой «игрушки», вы обязательно поймете, как сделать настоящий ветрогенератор.

Чего ждать от классики?

Впрочем от классики отказываться только не следует. Она даёт основу, не оперевшись на которую нельзя подняться выше. Точно также, как доктрина множеств не отменяет таблицу перемножения, а от квантовой хромодинамики яблоки с деревьев вверх не улетят.
Итак, на что можно рассчитывать при традиционном подходе? Взглянем на рисунок. Слева – типы роторов; они нарисованы условно. 1 – вертикальный карусельный, 2 – вертикальный ортогональный (ветряная турбина); 2-5 – лопастные роторы с самым разнообразным количеством лопастей с оптимизированными профилями.

Сравнение эффективности ВСУ различных типов
С правой стороны по горизонтальной оси отложена относительная скорость ротора, т.е., отношение линейной скорости лопасти к скорости ветра. По вертикальной вверх – КИЭВ. А вниз – снова же относительный вращающий момент. Единичным (100%) крутящим моментом считается такой, который создаёт силой заторможенный в потоке ротор со 100% КИЭВ, т.е. когда вся энергия потока превращается во вращающее усилие.
Подобный подход дает возможность делать далеко идущие выводы. Скажем, кол-во лопастей необходимо подбирать не только и не столько по желательной частоты вращения: 3- и 4-лопастники сразу много теряют по КИЭВ и вращательному моменту в сравнении с хорошо работающими ориентировочно в том же диапазоне скорстей 2- и 6-лопастниками. А внешне похожие карусель и ортогонал обладают принципиально различными качествами.
В общем необходимо отдавать предпочтение лопастным роторам, не считая случаев, когда нужны максимальная дешевизна, простота, необслуживаемый самозапуск без автоматики и нереален подъем на мачту.

Как сделать вертикальный ветрогенератор на 220В для дома собственными руками

Электрическая энергия постоянно поднимается в цене. Чтобы ощущать себя удобно за городской чертой в жаркую летнюю погоду и морозным зимним днем, нужно или со всей серьезностью раскошелиться, или заняться поиском экологически чистых источников энергии. Российская Федерация – очень большая по площади страна, имеющая большие равнинные территории.

Хотя во многих регионах у нас преобладают небыстрые ветры, малообжитая окрестность обдувается сильными и буйными потоками воздуха. По этому присутствие ветрогенератора в обиходе владельца недвижимости за городом очень часто резонно.
Подходящую модель подбирают, исходя из местности использования и фактических целей применения.
Можно создать собственными руками несложный ветряк роторного типа. Разумеется, снабдить электрической энергией большой загородный дом ему навряд ли будет возможным, зато обеспечить электроэнергией непрезентабельный домик в саду вполне под силу. При его помощи можно снабдить светом вечером хозпостройки, осветить дорожки в саду и территорию возле дома.
Так или практически так смотрится роторный ветрогенератор, изготовленный собственными руками. Как можно заметить, в конструкции данного оборудования нет ничего очень сложного
Чтобы собрать ветрогенератор, мощность которого не будет превосходить 1,5 КВт, нам потребуются:

• генератор от автомобиля 12 V;
• кислотный или гелиевый аккумулятор 12 V;
• преобразователь 12V – 220V на 700 W – 1500 W;
• внушительная ёмкость из алюминия или нержавейки: ведро или объёмистая кастрюля;
• автомобильное реле зарядки аккумулятора и контрольной лампы заряда;
• полугерметичный выключатель типа «кнопка» на 12 V;
• вольтметр от любого ненужного измерительного устройства, можно автомобильный;
• болты с шайбами и гайками;
• провода сечением 2,5 мм2 и 4 мм2;
• два хомута, которыми генератор будет закрепляться к мачте.

Для выполнения работы нам понадобятся ножницы для металла или угловая шлифмашина, рулетка, маркер или строительный карандаш, отвертка, ключи, дрель, сверло, кусачки.
Мы собираемся сделать ротор и переделывать шкив генератора. Для начала работы нам понадобится железная ёмкость формы цилиндра. Очень часто для этого приспосабливают кастрюлю или ведро.

Возьмём рулетку и маркер или строительный карандаш и поделим ёмкость на 4-ре одинаковые части. Если будем нарезать металл ножницами, то, чтобы их вставить, необходимо в первую очередь сделать отверстия. Воспользуйтесь и угловой шлифмашиной, если ведро не исполнено из крашеной жести или стали оцинкованной.
В данных случаях металл неизбежно перегреется. Вырезаем лопасти, не прорезая их до конца.
Чтобы не прогадать с размерами лопастей, которые мы прорезаем в ёмкости, следует приготовить подробные обмеры и тщательно все сосчитать
В дно и в шкиве размечаем и высверливаем отверстия для болтов. На данной стадии важно не спешить и разместить отверстия с соблюдением симметрии, чтобы во время вращения избежать дисбаланса. Лопасти следует отогнуть, однако не очень сильно.
При выполнении данной части работы учитываем направление вращения генератора. В большинстве случаев он вращается по движению часовой стрелке. В зависимости от угла изгиба возрастает и площадь воздействия потоков ветра, а, это означает, и частота вращения.
Это ещё один из видов лопастей. В этом случае любая деталь есть отдельно, а не в составе ёмкости, из которой вырезалась
Ведро с готовыми лопастями необходимо прикрепить на шкиве, применяя болты. На мачту с помощью хомутов устанавливаем генератор, после подключаем провода и собираем цепь. Схему, цвета проводов и маркировку контактов лучше заблаговременно переписать. Провода тоже необходимо закрепить на мачте.
Чтобы присоединить аккумулятор, применяем провода 4 мм2, их длина не должна быть более 1-го метра. Нагрузку (электрические приборы и освещение) подсоединяем при помощи проводов сечением 2,5 мм2. Помним поставить преобразователь (инвертер). Его включают в сеть к контактам 7,8 проводом 4 мм2.

Конструкция ветряной установки состоит из резистора (1), обмотки стартера генератора (2), ротора генератора (3), регулятора напряжения (4), реле обратного тока (5), амперметра (6), аккумулятора (7), предохранителя (8), выключателя (9)
Если все сделано правильно, работать этот ветрогенератор будет, не создавая вам проблем. При аккумуляторе 75Но и с преобразователем 1000 W он может питать освещение на улице, охранную сигнализацию, приборы видеонаблюдения и т.д.
Рабочая схема установки воочию показывает то, как собственно энергия ветра превращается в электричество и то, как она применяется по назначению
Положительные качества подобной модели понятны: это очень экономичное изделие, хорошо подаётся ремонту, не просит особенных условий для собственного функционирования, работает надежно и не нарушает ваш звуковой комфорт. К минусам как правило относят низкую продуктивность и существенную зависимость от больших порывов ветра: лопасти могут быть сорваны потоками воздуха.
Аксиальные ветроустановки с безжелезными статорами на неодимовых магнитах в РФ до последнего времени не делали из-за причины недоступности последних. Однако сейчас они есть и у нас в государстве, причем они стоят доступнее, чем с самого начала. По этому и наши умельцы начали делать ветряные генераторы данного типа.
По истечению определенного времени, когда возможности роторного ветрогенератора уже не будут обеспечивать все потребности хозяйства, можно создать аксиальную модель на неодимовых магнитах

За основу аксиального генератора необходимо взять ступицу от автомобиля с тормозными дисками. Если данная деталь была в работе, её нужно разобрать, подшипники верить и промазать, ржавчину счистить. Готовый генератор будет окрашен.
Чтобы качественно отчистить ступицу от коррозийного разрушения, воспользуйтесь металлической щеточкой, которую можно насадить на электрическая дрель. Ступица опять будет смотреться превосходно
Нам предстоит клеить магниты на диски ротора. В этом случае применяются 20 магнитов размером 25х8мм.
Если Вы захотите сделать другое кол-во полюсов, то применяйте правило: в генераторе однофазного тока должно быть сколько полюсов, столько и магнитов, а в трехфазном нужно віполнять соотношение 4/3 или 2/3 полюса к катушкам.
Размещать магниты следует, чередуя полюса. Чтобы их расположение было правильным, применяйте шаблон с секторами, нанесёнными на бумажном носителе или на самом диске.
Если подобная возможность есть, магниты лучше применять с прямыми углами, а не круглые, из-за того что у круглых магнитное поле сосредоточено в самом центре, а у прямоугольных – по их длине. Противостоящие магниты обязаны иметь различные полюса.
Чтобы ничего не спутать, маркером нанесите на поверхность их « » или «-». Для определения полюса берите один магнит и подносите к нему иные. На притягивающихся поверхностях ставьте плюс, а на отталкивающихся – минус.
На дисках полюса должны чередоваться.
Магниты правильно расположены. Перед их фиксацией смолой на эпоксидной основе, следует приготовить борты из пластилина, чтобы клейкая масса могла застыть, а не стекла на стол или пол

Для закрепления магнитов необходимо применять крепкий клей, после этого стабильность склейки дополнительно увеличивают смолой на эпоксидной основе. Ею заливают магниты. Чтобы не допустить растекание смолы можно создать бордюры из пластилина или же просто обмотать диск скотчем.
Однофазный статор хуже трехфазного, из-за того что при нагрузке он даёт вибрацию. Это происходит из-за разницы в амплитуде тока, которая появляется из-за причины непостоянной отдачи его за момент времени. Трехфазная модель данным недостатком не страдает. Мощность в ней всегда постоянна, из-за того что фазы друг друга восполняют: если в одной ток падает, а в другой он увеличивается.
В споре однофазного и трехфазного вариантов последний выходит триумфатором, из-за того что добавочная вибрация не увеличивает рабочий срок оборудования и раздражает слух
В результате отдача трехфазной модели на 50% превосходит тот же критерий однофазной. Иным плюсом отсутствия неиспользуемой вибрации считается звуковой комфорт во время работы под нагрузкой: генератор не гудит во время его эксплуатации. Более того, вибрация всегда выводит ветрогенератор из строя до завершения периода его эксплуатации.
Каждый специалист вам скажет, что перед наматыванием катушек необходимо произвести скрупулезный расчет. А любой практик все сделает инстинктивно. Наш генератор не будет чрезмерно быстроходным.

Нам необходимо, чтобы процесс зарядки 12-вольтового аккумулятора начался при 100-150 оборотах за минуту. При подобных начальных данных общее число витков во всех катушках должно составлять 1000-1200шт.
Осталось поделить данную цифру на кол-во катушек и выяснить, сколько витков будет в каждой.
Это уменьшит сопротивление, а, это означает, сила тока возрастет. Нужно учитывать, что при большом напряжении ток оказаться может «съеденным» сопротивлением обмотки.
Простой рукодельный станочек поможет быстро и бережно намотать качественные катушки.
Статор размечен, катушки положены на собственные места. Для их фиксации применяется эпоксидка, стеканию которой опять сопротивляются пластилиновые борты
Из-за числа и толщины магнитов, размещенных на дисках, резервные электростанции могут существенно отличаться по собственным параметрам работы. Чтобы выяснить, какую мощность ждать в результате, можно намотать одну катушку и прокрутить её в генераторе. Для определения будущей мощности, необходимо замерить напряжение на конкретных оборотах без нагрузки.
К примеру, при 200 оборотах за минуту выходит 30 вольт при сопротивлении 3 Ом. Отнимаем от 30 вольт напряжение аккумулятора в 12 вольт, а получившиеся 18 вольт делим на 3 Ом. Результат – 6 ампер. Это тот объём, который поехать на аккумулятор. Хотя фактически, разумеется, выходит мало из-за потерь на диодном мосту и в проводах.
Очень часто катушки выполняют округлыми, но лучше их чуть вынуть. При этом меди в секторе выходит больше, а витки катушек оказываются прямее. Диаметр внутреннего отверстия катушки должен подходить размеру магнита или быть чуть больше его.
Проводятся первичные проверки получившегося оборудования, которые подтверждают его отличную трудоспособность. По истечению определенного времени и данную модель можно будет улучшить

Для того чтобы собрать ветроэлектростанцию, нам потребуется генератор, причем с самостоятельным возбуждением. Говоря иначе, в его конструкции обязаны быть магниты, наводящие электрическую энергию в обмотках. Только так устроены некоторые электрические двигатели, к примеру, в шуруповертах. Однако выполнить приличный ветрогенератор из шуруповерта не выйдет – мощность будет просто забавный, хватит максимум на работу маленькой LED-лампы.
Сделать ветроэлектростанцию из автогенератора тоже не выйдет – тут применяется обмотка возбуждения, питающаяся от аккумулятора, по этому он нам не подойдет. Из вентилятора бытового у нас выйдет сделать разве что пугач для птиц, атакующих огород. По этому необходимо поискать обычный самовозбуждающийся генератор подходящей мощности. А самый лучший вариант раскошелиться и приобрести покупную модель.

Вертикалки

ВСУ с вертикальной осью вращения имеют бесспорное для быта превосходство: их узлы, просящие обслуживания, сосредоточены внизу и не требуется подъем наверх. Там остается, и то не всегда, упорно-опорный самоустанавливающийся подшипник, однако он прочный и долговечный. По этому, проектируя простой ветрогенератор, отбор вариантов необходимо начинать с вертикалок. Ключевые их типы представлены на рис.

На первой позиции – самый самый простой, очень часто именуемый ротором Савониуса. В действительности его изобрели в 1924 г. в советском союзе Я. А. и А. А. Воронины, а финский промышленник Сигурд Савониус бессовестно присвоил себе открытие, проигнорировав советское авторское свидетельство, и начал серийный выпуск. Но внедрение в доле изобретения значит слишком много, по этому мы, чтобы не шевелить прошлое и не беспокоить прах усопших, назовем этот ветряк ротором Ворониных-Савониуса, либо для краткости, ВС.
ВС для самодельщика всем прекрасен, не считая «паровозного» КИЭВ в 10-18%. Однако в советском союзе над ним работали много, и наработки есть. Ниже мы будем рассматривать улучшенную конструкцию, не гораздо более непростую, однако по КИЭВ дающую фору лопастникам.

Следующий – ротор Дарье; КИЭВ – до 20%. Он еще легче: лопасти – из простой упругой ленты безо всякого профиля. Доктрина ротора Дарье еще недостаточно разработана. Ясно лишь, что начинает он раскрутиться за счёт разности аэродинамического сопротивления горба и кармана ленты, а потом становится вроде как быстроходным, образовывая свою циркуляцию.

Вращательный момент мал, а в стартовых положениях ротора параллельно и перпендикулярно ветру вообще отсутствует, по этому самораскрутка возможна исключительно при нечетном количестве лопастей (крыльев?) Во всяком случае на определенный период времени раскрутки нагрузку от генератора необходимо отключать.
Есть у ротора Дарье еще два нехороших качества. Во-первых, во время вращения вектор тяги лопасти описывает полный оборот относительно ее аэродинамического фокуса, и не медленно, а рывками. По этому ротор Дарье быстро разбивает собственную механику даже при ровном ветре.
Второе, Дарье не то что шумит, а кричит и визжит, аж до того, что лента рвется. Происходит это вследствие ее вибрации. И чем больше лопастей, тем сильнее рев. Так что Дарье если и выполняют, то двухлопастными, из дорогих очень прочных шумоизолирующих материалов (карбона, майлара), а для раскрутки в середине мачты-древка приспосабливают маленькой ВС.

Ортогонал

На поз. 3 – ортогональный вертикальный ротор с профилированными лопастями. Ортогональный благодаря тому, что крылья торчат вертикально. Переход от ВС к ортогоналу иллюстрирует рис. слева.

Карусельный и ортогональный роторы
Угол установки лопастей относительно касательной к окружности, касающейся аэродинамических фокусов крыльев, бывает как позитивным (на рис.), так и негативным, сообразно силе ветра. Иногда лопасти выполняют поворотными и устанавливают на них флюгерки, автоматично держащие «альфу», но подобные конструкции часто могут поломаться.
Центральное тело (голубое на рис.) дает возможность довести КИЭВ практически до 50% В трехлопастном ортогонале оно должно в разрезе иметь треугольную форму с немного выпуклыми сторонами и скругленными углами, а при большем количестве лопастей достаточно обычного цилиндра. Но доктрина для ортогонала подходящее кол-во лопастей даёт определенно: их должно быть ровно 3.

Ортогонал относится к быстроходным ветрякам с ОСС, т.е. обязательно просит раскрутки при вводе в эксплуатирование и после штиля. По ортогональной схеме выпускаются серийные необслуживаемые ВСУ мощностью до 20 кВт.

Геликоид

Геликоидный ротор, или ротор Горлова (поз. 4) – разновидность ортогонала, обеспечивающая одинаковое вращение; ортогонал с прямыми крыльями «рвет» лишь чуть-чуть слабее двухлопастного ВС. Изгиб лопастей по геликоиде дает возможность избежать потерь КИЭВ из-за их кривизны. Хотя часть потока кривая лопасть и отбрасывает, не применяя, зато и загребает часть в территорию самой большой линейной скорости, возмещая потери. Геликоиды применяют реже прочих ветряков, т.к. они вследствие трудности изготовления оказываются дороже равных по качествам собратьев.

Бочка-загребушка

Вертикальный ротор с направляющим аппаратом

• Ротор данного типа полностью не опасен, не издает звука, не создаёт вибрации и можно установить где угодно, хоть на площадке для детей.
• Согнуть «корыта» из покрытой цинком стали и сварить каркас из труб – работа ерундовая.
• Вращение – полностью одинаковое, детали механики можно взять очень доступные или из хлама.
• Не боится ураганов – чрезмерно шквальный ветер не может протолкнуться в «бочку»; вокруг нее появляется обтекаемый вихревой кокон (мы с этим эффектом еще столкнемся).
• А самое основное – потому как поверхность «загребушки» больше во много раз такой ротора в середине, КИЭВ может быть и сверхединичным, а вращательным момент уже при 3 м/с у «бочки» трехметрового диаметра такой, что генератору на 1 кВт с предельной нагрузкой, как говорят, лучше и не дергаться.

Делаем лопасти

В данном обзоре мы делаем довольно мощный ветрогенератор – его мощность будет составлять до 3-3,5 кВт при сильном ветре или до 1,5 или 2 кВт во время ветра средней силы. Причем он выйдет довольно безвучным, в отличии от генераторов на электродвигателях. Дальше необходимо подумать о расположении лопастей. Мы с вами замыслили сделать простой трехлопастной горизонтальный ветрогенератор.
Если сделать вертикальный ветрогенератор, то у него будет только одно превосходство – он сможет работать при любом направлении ветра.
Дома легче всего сделать обычные лопасти. Чтобы их сделать можно применять разные материалы:

• Дерево – правда, по истечению определенного времени оно может растрескаться и рассохнуться;
• Полипропилен – данный вариант пластика подойдет для маломощных генераторов;
• Металл – долговечный и надежный материал, из которого можно создать лопасти разного размера (прекрасно подойдет дюралюминий, применяемый в авиации).

Подумать диаметр лопастей поможет маленькая таблица. Уточните примерную скорость ветра в вашей местной и узнайте, какого диаметра необходимо сделать лопасти для ветрогенератора.
Сделать лопасти для ветрогенератора не очень тяжело. Намного проблематичнее сделать таким образом, чтобы вся наша конструкция вышла сбалансированной – иначе ее быстро разобьют большие порывы ветра. Балансировка делается путем корректировки длины лопастей. После чего объединяем лопасти с ротором нашего ветрогенератора и устанавливаем конструкцию на монтажной площадке, к которой фиксируется хвостовая часть.

ВСУ Бирюкова

В 60-х в советском союзе Е. С. Бирюков запатентовал карусельную ВСУ с КИЭВ 46%. Чуть-чуть позднее В. Блинов добился от конструкции на том же принципе КИЭВ 58%, но данных о ее испытаниях нет. А натурные проверки ВСУ Бирюкова были проведены служащими журнала «Изобретатель и рационализатор». Двухэтажный ротор диаметром 0,75 м и высотой 2 м при свежем ветре раскручивал на всю мощность асинхронный генератор 1,2 кВт и выдерживал без неполадки 30 м/с. Чертежи ВСУ Бирюкова приведены на рис.

1. ротор из кровельной покрытой цинком стали;
2. самоустанавливающийся двухрядный шариковый подшипник;
3. ванты – 5 мм стальной канат стальной;
4. ось-древко – труба профильная с толщиной стенок 1,5-2,5 мм;
5. рычаги аэродинамического регулятора оборотов;
6. лопасти регулятора оборотов – 3-4 мм фанера или пластик листовой;
7. тяги регулятора оборотов;
8. груз регулятора оборотов, его вес определяет частоту вращения;
9. ведущий шкив – велосипедное колесо без шины с камерой;
10. подпятник – упорно-опорный подшипник;
11. ведомый шкив – штатный шкив генератора;
12. генератор.

Бирюков на собственную ВСУ получил одновременно несколько авторских свидетельств. Во-первых, внимание свое обратите на разрез ротора. При разгоне он функционирует сродни ВС, создавая большой стартовый момент. По мере раскрутки во внешних карманах лопастей создается вихревая подушка. С точки зрения ветра, лопасти становятся профилированными, и ротор преобразуется в быстроходный ортогонал, причем виртуальный профиль меняется исходя из этого силе ветра.
Второе, профилированный канал между лопастями в рабочем диапазоне скоростей работает как центральное тело. Если же ветер увеличивается, то в нем также создается вихревая подушка, выходящая за пределы ротора. Появляется аналогичный вихревой кокон, как вокруг ВСУ с направляющим аппаратом. Энергия на его создание берется от ветра, и тому на неполадку ветряка ее уже не хватает.
Третье, регулятор оборотов предназначается прежде всего для турбины. Он держит ее обороты оптимальными с точки зрения КИЭВ. А оптимум скорости вращения генератора обеспечивается выбором передаточного отношения механики.

Пуск и проверка

Самое основное в последующем – подобрать хорошее место для установки мачты. Она должна находиться строго по вертикали. Генератор с лопастями размещается повыше, где ветер более крепкий. Проверьте, чтобы рядом не было лесопосадок, отдельно стоящих деревьев, домов и больших строений, загораживающих потоки воздуха – если есть наличие каких-нибудь помех поместите ветрогенератор на удалении от них.
Как только ветрогенератор придёт в движение, следует приготовить следующее – присоединить к отводу генератора мультиметр и проверить наличие напряжения. Теперь система готова к полноценной эксплуатации, остается лишь определиться, какое напряжение будет подаваться в дом и как это произойдет.

Лопастники

Как у сказано, по классике горизонтальный ветрогенератор с лопастным ротором – лучший. Но, во-первых, ему необходим стабильный хотя бы средней силы ветер. Второе, конструкция для самодельщика таит в себе немало опасностей, благодаря чему очень часто плод долгих усердных трудов как максимум освещает санузел, прихожую или крыльцо, а то и оказывается может исключительно раскрутить самого себя.
По схемам на рис. рассмотрим детальнее; позиции:

1. лопасти ротора;
2. генератор;
3. станина генератора;
4. защитный флюгер (ураганная лопата);
5. токосъемник;
6. шасси;
7. поворотный узел;
8. рабочий флюгер;
9. мачта;
10. хомут под ванты.

1. защитный флюгер;
2. рабочий флюгер;
3. регулятор натяжения пружины защитного флюгера.

1. коллектор с медными неразрезными кольцевыми шинами;
2. подпружиненные меднографитовые щетки.

Лопасти

Профилировка и крутка лопасти ВСУ
Рассчитывать достичь мощности на валу генератора более 150-200 Вт на лопастях любого размаха, вырезанных из толстостенной трубы из пластика, насколько часто предлагают – надежды беспросветного любителя. Лопасть из трубы (если только она не очень толстая, что применяется просто как заготовка) станет иметь сегментный профиль, т.е. его верхняя, или две поверхности будут дугами окружности.
Сегментные профиля годятся для несжимаемой среды, скажем, для подводных крыльев или лопастей гребного винта. Для газов же необходима лопасть переменного профиля и шага, например см. рис.; масштаб – 2 м. Это будет не простое и сложное изделие, требующее тщательного расчета во всеоружии теории, продувок в трубе и натурных испытаний.

Генератор

При насадке ротора прямо на его вал штатный подшипник скоро разобьется – одинаковой нагрузки на все лопасти в ветряках не бывает. Необходим переходный вал с особенным опорным подшипником и механическая передача от него на генератор. Для больших ветряков опорный подшипник берут самоустанавливающийся двухрядный;

Аварийный флюгер

Смысл его работы показывает Фиг. В. Ветер, усиливаясь, давит на лопату, пружина тянется, ротор перекашивается, обороты его падают и в конце концов он становится параллельно потоку. Как бы все хорошо, но – гладко было на бумажном носителе…
Попробуйте в ветреный день удержать за ручку параллельно ветру крышку от выварки или большой кастрюли. Только осторожно – вертлявая железяка может садануть по физиономbии так, что расквасит нос, рассечет губу, а то и выбьет глаз.
Плоский ветер бывает только в теоретических выкладках и, с достаточной для практики точностью, в аэродинамических трубах. По настоящему же ураган ветроустановки с ураганной лопатой корежит больше, чем совсем беззащитные. Лучше все же менять исковерканные лопасти, чем делать снова все. В промышленных установках – иное дело.

Токосъемник

Это – постоянно обслуживаемый узел. Любой энергетик знает, что коллектор со щёткой необходимо очищать, смазывать, настраивать. А мачта – из трубы водопровода. Не залезешь, раз в месяц-два придется весь ветряк валить на землю и затем снова приподнимать. Сколько он протянет от подобной «предупреждения»?

Подключение потребителей

У нас уже вышло сделать малошумный ветряк, причем довольно мощный. Пришло время присоединить к нему электронику. Собирая ветряные генераторы собственными руками на 220В, нужно побеспокоиться о покупке инверторных преобразователей. КПД этих приборов может достигать 99%, по этому потери на преобразовании подаваемого постоянного тока в электрический ток с напряжением 220 Вольт будут очень маленькими. В итоге в системе будут три дополнительных узла:

• Блок аккумуляторов – копит остатки генерируемой электрической энергии впрок. Эти остатки применяются для питания потребителей в периоды безветрия или во времена, когда он дует очень слабо;
• Контроллер заряда – контролирует зарядный ток, удлиняя служебный срок батарей аккумулятора;
• Преобразователь – видоизменяет постоянный ток в переменный.

Также возможна схема, когда в доме монтируются домашняя техника и светильники, способны работать с напряжением 12 или 24 Вольта. В таком случае надобность в инверторном преобразователе отпадает. Что же касается питания приборов для готовки еды, то для того чтобы не создавать лишней нагрузки на ветрогенератор, рекомендуем применять оборудование работающее на газу, питающееся от баллона со сжиженным газом.

https://www.youtube.com/watch?v=G1VnKw1YBgA
Ветрогенераторы на 220В выгодны тогда, когда в доме уже есть техника, работающая на переменном токе с указанным напряжением.