Содержание
Изготовление ветряных мини-генераторов в домашних условиях
Дачи и дома в удаленных от города местах нередко страдают от перебоя с электричеством. Выручить в этой ситуации может бензиновый генератор, однако он не экологичен на природе. Чтобы иметь бесперебойный ток, хозяева всё чаще обращаются к ветряным мини-генераторам. Их можно собрать своими собственными руками. В статье собраны рекомендации и видео.
Принцип и особенности работы ветряного генератора
Своими руками можно собрать небольшой надежный тихоходный ветряк. Нечто более крупное и мощное сделать в домашних условиях практически нереально. Простейший самодельный ветряной генератор сможет обеспечить работу:
- лампочек;
- зарядных устройств;
- маломощной быттехники.
Принцип работы такой мини-электростанции прост: ветер вращает лопасти, крутящие вал, кинетическая энергия передается электрогенератору, который перерабатывает ее в ток. Электричество с помощью дополнительных приспособлений питает ваш дом. Ветряк состоит из:
- генератора, который преобразовывает энергию;
- ветряного колеса с лопастями;
- устройств, которые «снимут» и направят энергию;
- креплений и мачты;
- батареи и системы управления.
Минимальная скорость ветра, при которой будет работать генератор, – 4 м/с. Как правило, реальная скорость больше возле морей, в горах или других участках даже с небольшими перепадами высот. Мощность устройства пропорциональна этой величине в кубе.
Совет. Специалисты утверждают, что оптимальная мощность для самодельного ветряного генератора — в пределах 200-500 Вт.
Выбор лопастей для ветряка
Не очень сложно собрать самому ветрогенератор с горизонтальной осью на основе велосипедного мотора. Ветряное колесо – важнейший элемент в генераторе. Вариантов форм лопастей множество. На сегодня для домашнего использования наиболее эффективна крыльчатая, напоминающая крыло самолета. Такая конструкция сводит к минимуму противодействующие силы. Оптимальный угол расположение лопастей на оси составляет 10-12°C.
Форму крыльчатой лопасти лучше вырезать по шаблону. Для тихоходного ветряка проще все использовать ПВХ трубу с толщиной стенки не менее 0,4 см. Например, труба напорной канализации диаметром от 160 мм. Чтобы прикрепить лопасти к корпусу мотора, сделайте головку из мягкой стали толщиной 0,6-1 см с приваренными по числу лопастей пластин из того же материала толщиной 1,2 см и длиной около 3 см. В полосах нужны отверстия, к которым посредством болтов с контргайками крепится головка.
В выборе количества «крыльев» важно найти «золотую середину». Не гонитесь за слишком быстрыми ветряками. 2- или 3-лопастные действительно быстроходны, а ещё и дешевы, но имеют такие минусы:
- Большая скорость – больший износ оси. Если конструкция или ее составные части отвалятся во время работы, то будут нести угрозу жизни и здоровью. По этой же причине не рекомендуется изготавливать лопасти из непрочного пластика.
- Чтобы КПД конструкции был высок, нужно очень придирчиво отнестись к аэродинамической составляющей. Даже маленькая погрешность может сильно снизить эффективность.
- Установку труднее сбалансировать на башне (мачте).
- Высокий уровень шума.
Совет. По этим причинам специалисты рекомендуют остановиться на 5-6 лопастях. В домашней мастерской оптимально изготовить генератор на 6 деталей с диаметром около 2 м.
Выбор мотора для ветряка
Хороший вариант для тихоходного 6-лопастного ветряка – веломотор. Он также имеет невысокие обороты и не требует замены щеток. Чтобы мотор производил ток при вращении, необходимо запитать электричеством его обмотку возбуждения. Двигатель должен иметь такое соотношение мощности и оборотов колеса, чтобы самостоятельно запуститься при порыве ветра и начать генерировать энергию.
Отталкиваться следует именно от частоты вращения вашего ветроколеса (W) и на ее основе подбирать мотор со схожими показателями. Эту величину удастся высчитать по формуле: W = V/L*Z*60. В ней:
- V — скорость ветра, м/с;
- L — длина окружности ветроколеса (L = [число Пи]*D [диаметр ветроколеса]);
- Z — коэффициент быстроходности.
Для трёх лопастей коэффициент Z составит 5, для шести – 3. В таком случае можно использовать устройства с мощностью до 250 Вт и числом номинальных оборотов около 200 раз в сек.
Подключение и установка ветряка
Токоприемник для генератора можно изготовить самостоятельно:
- Возьмите толстую проволоку с прямоугольным сечением.
- Припаяйте контакты с сечением не меньше 4 кв. мм.
- Накройте контакты стаканчиком из пластика. Закройте пробелы в опорной втулке и залейте эпоксидкой (эпоксидной смолой).
- После застывания сточите деталь до появления контактов. Для подвижного контакта хорошо подойдут медно-графитовые щетки из автомобильного стартера.
Вал мотора прикрепите к металлическому фиксатору с подходящим по диаметру резьбовым отверстием. Также должны быть предусмотрены отверстия для 4-х болтов. Для крепления остальных деталей ветряка нужна рама – стальная пластина или отрезок швеллера 6-10 мм толщиной. Для свободной фиксации рамы на мачте используйте подшипник с диаметром внутри от 60 мм.
Простейшая схема предполагает зарядку аккумуляторов, которые питают в режиме константного напряжения (24 В). Чтобы применять их для запитывания техники в режиме переменного напряжения (220 В), в цепь должен быть включен специальный инвертор. Мачта конструкции может быть стальной, с диаметром не меньше 100 мм. Высота — 6-7 м для открытой местности, в ином случае минимум на 1 м выше соседних препятствий. В основании мачты должен быть бетон.
Прежде чем крепить ветроколесо, отбалансируйте его. В закрытом помещении закрепите его вертикально и посмотрите, не проворачивается ли конструкция самопроизвольно, из-за разницы в массе лопастей. Исправьте, если это так. Также все лопасти должны проворачиваться в одной плоскости, с перекосом не более 2 мм.
Источник http://sandizain.ru/na-dache/izgotovlenie-vetryanyx-mini-generatorov.html
Источник
Источник
