Изготовление устройства, генерирующего электроэнергию из силы ветра, позволяет существенно снизить затраты на энергоснабжение частного дома. А если ещё и сконструировать ветрогенератор для дома своими руками – то можно сэкономить на покупке довольно дорогостоящего устройства.
Типы ветрогенерирующих установок
Для получения электричества необходимо, чтобы генерирующее устройство запускалось самопроизвольно, без внешнего воздействия. Кроме того, ветряки должны иметь возможность использования их как двигателя.
Лучше всего этим требованиям отвечают ветрогенераторы на неодимовых магнитах.
Для регионов, где большую часть времени стоит безветренная погода, лучше подойдут парусные ветряки. Для них понадобится бустер и аккумуляторная батарея с большим запасом мощности. Изготовление такого устройства потребует значительных вложений – его цена составит не меньше ста тысяч рублей, поэтому стоит подумать, выгодна ли эта идея.
В местах со слабоветренной обстановкой понадобится вертикальная тихоходная ветрогенерирующая установка. Вертикальный ветрогенератор обеспечит тремя киловаттами дополнительной электроэнергии. Это не покроет полной потребности дома, но может выручить в случаях аварийного отключения основной сети или снабжения, к примеру, освещения участка.
В местах с сильными постоянными ветрами выбор типа генератора зависит только от мощности, которую требуется получить.
Для полутора-пяти киловатт достаточно вертикального генератора, большую мощность даст парусная или лопастная конструкция.
При достижении показателей в 220 в возможно подключение освещения дома светодиодными светильниками и работа телевизора и холодильника.
Есть вариант установки мини ветрогенератора. Такие устройства не требуют сооружения мачты, устанавливаются на естественных вершинах.
Основные принципы работы ветрогенератора
Энергия движения воздуха заставляет лопасти ветрогенератора вращаться. Крутящий момент воздействует на редуктор, а тот, в свою очередь, на вал генератора. Так механическая энергия становится электрической.
Мощность будущего устройства зависит от размеров лопастей, скорости ветра и высоты башни.
Вертикальный ветрогенератор своими руками
Построить такой ветровой генератор проще, чем модель с горизонтальной осью.
Главный компонент конструкции – лопасти. Их можно вырезать из металлической или пластмассовой ёмкости (бочки). Пластик в этом случае предпочтительнее, так как он гораздо легче металла и на порядок дешевле. Объем бочки – не менее ста литров.
Следует помнить, что мощность ветряка пропорциональна окружности и высоте лопастей.
В бочке делаются отверстия на боковой стороне при помощи болгарки, а затем отгибаются края лопастей. Их может быть две, три и больше. В принципе, любой элемент разрезанной бочки – это уже лопасть, которой не требуется придавать особую форму. Скрепляют их саморезами или болтами. Для крепления можно применить обрезок трубы.
Даже небольшой винт при сильном ветре может представлять серьёзную опасность. Поэтому необходимо все острые края лопастей тщательно затупить.
Для снятия крутящего момента на оси ветряка крепится ремень или велосипедная цепь.
Для работы устройства понадобится электрический мотор на неодимовых магнитах и генератор от мотоцикла или велосипеда. Генератор можно просто установить на оси ветряка или использовать кривошипный механизм с поршневым насосом.
Можно и самостоятельно изготовить генератор для ветряка. В идеальном варианте он должен быть тихоходным. Потому автомобильный агрегат не совсем подходит, так как он имеет высокие обороты. В сети есть много видео сюжетов как изготовить самодельный генератор для ветряка из неодимовых магнитов, чертежей и схем. Это достаточно сложный процесс, не имеющий гарантированного результата. Потому большинство умельцев для самостоятельного изготовления ветряка применяют тракторный генератор Его номинал – около 2000 оборотов, и, следовательно, для адаптации потребуется мультипликатор.
Самодельный ветрогенератор роторного типа из кастрюли (пошаговая инструкция)
Для изготовления миниверсии вертикального ветрогенератора своими руками мощностью до полутора кВт потребуется:
- Двенадцативольтовый автомобильный генератор и автореле;
- Кислотный аккумулятор и выключатель ПГ;
- Большая кастрюля из алюминия или ведро из-под краски;
- Вольтметр;
- Коробка коммуникационная;
- Провода;
- Крепежи (болты, хомуты).
Ведро размечается на четыре равные части, разрезается, и отгибаются лопасти. Чем больше угол изгиба, тем восприимчивее будет устройство к скорости ветра. От того, насколько ровно сделана разметка, будет зависеть баланс всей конструкции.
Далее необходимо определиться с направлением вращения. В стандартном варианте шкив должен вращаться по часовой стрелке.
Роторная часть соединяется с генератором тока. В днище ведра (кастрюли) на равном расстоянии проделываются отверстия для крепления со шкивом.
Собранная система крепится на мачте и фиксируется для надёжности хомутами.
Электропроводка собирается замкнутой цепью по следующей схеме:
Проводка к мачте закрепляется проволокой. Для подключения инвертора и аккумуляторов понадобится кабель с двухмиллиметровым сечением.
Если сборка проведена правильно, то такая конструкция будет долго служить и выдавать электроэнергию, достаточную для работы светодиодного освещения участка. К плюсам роторного типа ветрогенераторов можно отнести низкий уровень шума, а главным недостатком является невысокая производительность и зависимость от изменений скорости ветра.
Как сделать ветрогенератор аксиального типа на магнитах
Ветрогенераторы на неодимовых магнитах называются аксиальными. Принцип взаимодействия нежелезных статоров с магнитной энергией увеличивает коэффициент использования ветра по сравнению с моделями другого типа.
Основой конструкции может быть ступица легкового авто с тормозным дисковым устройством. Она выполняет роль ротора. Перед сбором устройства ступицу необходимо тщательно очистить и смазать все подшипники.
Самодельный генератор для ветряка из неодимовых магнитов
На тормозных дисках закрепляется чётное количество неодимовых магнитов. Их располагают так, чтобы полюса чередовались.
В однофазных генераторах сумма полюсов соответствует количеству магнитов. В трёхфазных – пропорциональна в соотношении четыре к трём единицам магнитов и полюсов.
Магниты закрепляются суперклеем и прочно фиксируются эпоксидной смолой.
Выбирая между однофазным и трёхфазным генератором, лучше остановить выбор на последнем. Он компенсирует нагрузку тока и выдаёт постоянную мощность. Кроме прочих преимуществ, такой генератор гораздо тише работает.
Учитывая, что зарядка аккумулятора в двенадцать вольт происходит при ста десяти оборотах в минуту, необходимо рассчитать количество витков провода в каждой катушке. Для обмотки применяются провода с большим сечением для уменьшения сопротивления.
Высота мачты для аксиального ветрогенератора должна быть не менее шести метров. Чтобы конструкция выдержала порывы ветра, для неё устанавливают бетонное основание. Для дополнительной устойчивости мачта укрепляется тросами.
Винт для такого ветрогенератора можно изготовить из полиэтиленовых труб длиной около двух метров.
Любая из описанных моделей ветрогенератора может стать дополнительным или даже альтернативным источником энергии. Для их изготовления можно использовать любые подручные электродвигатели – из стиральной машины, пылесоса или дрели.
Самодельный ветрогенератор можно использовать в походных условиях для зарядки телефонов и других небольших электроприборов. Мини ветрогенератор можно просто привязать к стволу высокого дерева.
Не стоит забывать, что целесообразность устройства ветрогенератора зависит от ветровых характеристик региона.
