Вартість промислових вітрогенераторів висока. Охочих мати у себе на дачі або у приватному будинку вітрогенератор багато. Знаходиться багато умільців, які своїми руками з підручних засобів збирають добротні вітряки, самостійно виготовляють лопаті для вітрогенератора.

Людина вже давно використовує енергію вітру для того, щоб зробити своє життя легшим. Ніхто точно не скаже, коли це вперше сталося, але з того часу мало що змінилося. Можливість використовувати силу стихії, як і раніше, викликає у людства глибоку зацікавленість.

Найперший механізм, який допоміг людині приборкати і підкорити вітер своїм цілям, був звичайнісінький вітрило. Він у принципі і став прабатьком багатьох механізмів, які використовувалися руками людей протягом їхнього існування.

Якщо сконструювати ефективний генератор самому може бути складно, то виготовлення для вітрогенератора лопатей своїми руками не складе особливих труднощів.

Матеріали та інструменти

Матеріали:

• дерево чи фанеру;
• алюміній;
• листи скловолокна;
• труби та матеріали з ПВХ;
• загалом, все, що зазвичай є в хазяйських гаражах та сараях.

Інструменти:

• креслярський олівець чи маркер;
• лінійка, а краще правило;
• ножиці по металу;
• лобзик або ножівка;
• наждачний папір.

Для вертикального вітрогенератора

Вітрогенератор, який ми збиратимемо своїми руками, точніше його гвинт має три лопаті, тому першу деталь, яку вирізатимемо з фанери треба зробити в кількості шести штук - це підстава крила. Воно буде краплеподібної форми. Ось як воно має виглядати на 10 мм фанері:

1. Посередині прямокутного листа (90х190 мм) прокресліть центральну лінію;
2. На цій лінії відступіть 45 мм і поставте відмітку та проведіть через неї перпендикуляр від одного краю до іншого;
3. Циркулем позначте радіус 45 мм і прокресліть його, з'єднуючи три крайні точки: дві бічні і верхню;
4. З'єднайте нижню точку з краями півкола. Від нижньої точки до основи півкола, мабуть, 145 мм і навпаки до верхньої точки 45 мм;
5. Тепер вирізаємо.

Наступне, що нам доведеться зробити - планки довжиною 500 мм, хоча такий розмір і не важливий. Ви можете вибрати будь-яку іншу висоту лопаті вітрогенератора, виходячи з висоти головної вертикальної осі гвинта. На кожне крило три штуки.

У нас вже є й підстави лопат та їх ребра, все це потрібно зібрати так, як зображено на картинці. Коли всі дерев'яні деталі зібрані зі своїми сестрами, а в основі просвердлені отвори для кріплень, кріпимо на конструкцію металеві листи. Листи кріпимо від першої планки до другої, а від другої до третьої. Планки №1 та 3 не з'єднуємо. Метал може бути оцинковування або алюміній. Тепер можна збирати гвинт вертикального вітрогенератора та кріпити його на центральний осьовий стрижень.

Підготуємо диск із осьовим стрижнем. Нам знадобляться два диски діаметром 20 см. Матеріал у принципі ролі не грає. Це може бути і фанера, з якої виготовлялися основи лопатей вітряка. Або метал, яким обшивали крила. Але метал слід використовувати, якщо розпірки гвинта також були виготовлені з металу.

У центрі диска треба зробити отвір під центральну вісь. Коли обидва диски зібрані на стрижні, до них прикручуються розпірки по одній на всі лопаті вітрогенератора. Перш ніж остаточно закріпити крила вітряка зверху та знизу, відрегулюйте їх так, щоб їх гострий кінець був повернутий усередину конструкції на кут дев'ять градусів. Наш гвинт готовий до встановлення на ротор.

Для горизонтального вітрогенератора

Перш ніж ми почнемо своїми руками щось робити, потрібно трохи попрацювати мізками і визначитися з потужністю станції, на яку працюватиме вітряк. Це основний показник, від якого залежатиме кількість лопатей та їх довжина. У таблиці, яка знаходиться нижче, показано, як діаметр гвинта залежить від кількості крил і необхідної потужності.

Потужність, Вт	Діаметр вітроколеса при числі лопатей, м
	2	3	4	5	6	7
10	2	1,64	1,42	1,16	1	0,72
20	2,82	2,32	2	1,64	1,42	1
30	3,44	2,82	1,44	2	1,72	1,22
40	4	3,28	2,84	2,32	2	1,42
50	4,48	3,68	3,18	2,6	1,24	1,58
60	4,9	4	3,48	2,84	2,44	1,74
70	5,3	4,34	3,76	3,08	2,64	1,88
80	5,66	4,64	4	3,28	2,82	2
90	6	4,92	4,26	3,48	3	2,12
100	6,34	5,2	4,5	3,68	3,16	2,24
300	10,94	8,98	7,76	6,34	5,46	3,88
500	14	11,48	9,94	8,16	7	5

Після того, як ми визначилися з потужністю майбутньої установки, йдемо вибирати матеріал.

Вибір матеріалу

Будемо вважати, що труби з ПВХ є найкращим матеріалом з того, що може бути під руками. Але не кожна труба підійде. Якщо натиск вітру буде дуже сильним, він може вигнути лопаті вітряка у зворотний бік і обламати їх про щоглу, на якій він закріплений. Тому труби слід вибирати товстостінні, підійдуть каналізаційні чи газові.

Виготовлятимемо універсальну лопату. Зробити її трохи складніше, ніж звичайні лопаті крильчастого профілю. При цьому її корисний коефіцієнт набагато більший, ніж у звичайних лопатей. Це добре видно, якщо порівняти попередню таблицю з робочою таблицею цієї лопаті.

Зовнішній діаметр труби, мм	110
Маса погонного метра труби, кг	1,05
Діаметр гвинта, м	1,2
Швидкохідність	3,5
Кількість лопатей	3
Номінальна швидкість вітру, м/с	7
Ступінь гальмування	0,33
Жуковський/Сабінін 0/1	1
Коефіцієнт корекції Су	0,9
Швидкість рулювання, рад/сек	0,5
Стартова швидкість вітру, м/с	5
Маса лопаті, кг	0,08
Оберти, про/хв	389,94
Потужність, вт	68,06
Осьова сила на гвинт, н	12,32
компенсуючий прогин, м	0,057
КИЇВ	0,2924
Компенсуючий кут конусності, градусів	6,72
Відцентрова сила лопаті, н	42
Згинальний а/д момент у корені лопаті, н*м	1,76
Гіроскопічний момент докорінно лопаті, н*м	0,40
Гіроскопічна сила в корені лопаті, н	1,02
Стартовий момент, н*м	0,082
Момент інерції гвинта Кг*м*м	0,0328311

Бачимо, що з труб невеликих діаметрів 110-160 мм такі лопаті має дуже добрий КИЕВ 0,3 при швидкохідності від 3,5 до 5,5. На колесах, де гвинт діаметром понад три метри, КИЕВ зростає до 0,4 і вище. Збільшується й швидкохідність.

Розрахунки

Розрахувати параметри такої лопаті для вітряка можна самостійно. В основі всіх розрахунків лежить діаметр труби. Перше, що ми робимо, ділимо коло труби на 5. Тобто коло 110/5 отримуємо 22 мм. Рисуємо на трубі лінію від одного кінця до іншого. Це відправний пункт, на який наноситимуться розміри майбутньої лопаті для вітряка. Наносимо розміри:

1. Нульова позначка, точка А. Множимо 22 мм на 2, отримуємо 44 мм. Це ширина лопаті вітрогенератора від її кореня до фронту.
2. Точка Б лежатиме на відстані 15% від 0. Тут 22 мм множаться на 4, що дорівнює 88 мм ширини лопаті для вітряка від її кореня до фронту.
3. Точка В. На цій відмітці 22 мм збільшуються в 2,5 рази, що дає нам ширину лопаті вітрогенератора 55 мм, на відстані 50%.
4. Четверта точка Г, протилежна 0, так як є кінцем лопаті для вітряка, але з такою ж шириною 44 мм.

Схематично це має виглядати так, як показано на фото.

Час читання ≈ 4 хвилини

Істотно зменшити рахунки за електрику та забезпечити себе резервним джерелом енергії на дачі можна, зробивши вітрогенератор своїми руками.

Купівля готового вітряного генератора економічно виправдана, тільки якщо немає можливості підключення до електромереж. Вартість обладнання та його технічне обслуговування найчастіше виявляється вищою, ніж ціна кіловат, які ви купите у енергозбутової компанії протягом найближчих років. Хоча, якщо порівнювати з використанням бензинових чи дизельних генераторів невеликої потужності, тут екологічне джерело енергії виграє за вартістю обслуговування, рівнем шуму, відсутністю шкідливих вихлопів. Тимчасову відсутність вітру можна компенсувати за допомогою акумуляторів з перетворювачем напруги.

Вітрогенератор, зібраний з використанням деяких деталей, зроблених своїми руками, може виявитися в кілька разів дешевшим за готовий комплект. Якщо ви серйозно вирішили зробити свій заміський будинок енергонезалежним, при цьому не хочете нікому переплачувати саморобний вітрогенератор правильне рішення.

Потужність вітрогенератора

Перш ніж приступати до роботи, треба визначитися, чи є реальна необхідність у потужному вітрогенераторі, наприклад, для приготування їжі, використання електроінструменту, нагрівання води або опалення. Може вам достатньо підключити освітлення, невеликий холодильник, телевізор, підзарядити телефон? У першому випадку вам потрібен вітряк потужністю від 2 до 6 кВт, а в другому можна обмежитися в 1-1,5 кВт.

Також існують горизонтальні та вертикальні вітрогенератори. При вертикальному розташуванні осі можна використовувати лопаті найрізноманітнішої форми, це можуть бути плоскі або вигнуті листи металу, що обертаються на подовжувачах. Існує варіант з однією скрученою лопатою. Сам генератор розташовується біля землі. Оскільки обороти лопатей невисокі, двигун має велику масу і, відповідно, вартість. Перевагою вертикальної конструкції є простота та можливість роботи при слабкому вітрі.

У цьому огляді буде розглянуто питання, як зробити горизонтальний вітрогенератор своїми руками. Для нього можна використовувати різні типи доступних генераторів та перероблені електродвигуни.

Конструкція вітрогенератора на 220В:

1. Електрогенератор промислового виробництва.
2. Лопаті для вітрогенератора та поворотний механізм на щоглі.
3. Схема керування заряджання акумулятора.
4. З'єднувальні дроти.
5. Настановна щогла.
6. Розтяжки.

Ми будемо використовувати двигун постійного струму від бігової доріжки, він має параметри: 260V, 5A. Ефект генератора ми отримаємо з допомогою оборотності магнітних полів даного типу електродвигунів.

Необхідні матеріали та комплектуючі

Всі деталі ви легко знайдете у господарських чи будівельних магазинах. Нам потрібно:

• нарізна втулка необхідного розміру;
• діодний міст, розрахований на струм 30-50A;
• ПВХ трубка.

Хвостовик та корпус вітряка можна зробити з наступних матеріалів:

• Сталева профільна труба 25 мм;
• Маскуючий фланець;
• Патрубки;
• Болти;
• Шайби;
• Самонарізи;
• Скотч.

Складання вітряного генератора згідно креслень

Лопаті вітряка можна виготовити з дюралю за наведеними кресленнями. Деталь треба якісно зашкурити, при цьому передню кромку зробити закругленою, а задню заточити. Для хвостовика підійде шматок жерсті достатньої твердості.

До електродвигуна закріплюємо втулку, а на її корпусі висвердлюємо три отвори на рівній відстані один від одного. У них треба нарізати різьблення під болти.

Трубку ПВХ розріжемо вздовж, і будемо використовувати як ущільнювач між квадратною трубою і корпусом генератора.

Діодний міст також закріпимо біля двигуна за допомогою саморізів.

Чорний дріт від двигуна підключимо до плюсу діодного мосту, а червоний до мінуса.

Хвостовик прикручуємо шурупами на протилежний кінець труби.

Лопаті з'єднуємо з втулкою за допомогою болтів, обов'язково використовуємо по дві шайби та гровер на кожен болт.

Втулку закручуємо на вал двигуна проти годинникової стрілки, утримуючи вісь пасатижами.

Патрубок привертаємо до маскуючого фланця за допомогою газового ключа.

Треба обов'язково знайти точку рівноваги на трубі із закріпленим двигуном та хвостовиком. По цій точці закріплюємо конструкцію на щоглу.

Усі металеві деталі, які можуть зазнати корозії, бажано покрити якісною емаллю.

Вітрогенератор для приватного будинку варто встановити на деякій відстані від основних будов, щоглу обов'язково закріпити розтяжками зі сталевого троса. Висота залежить від можливої ​​сили вітру, рельєфу та штучних перешкод, що оточують електростанцію.

Електричний струм після діодного моста повинен через контрольний амперметр надходити на електронну схему заряджання акумулятора. Безпосередньо до такого генератора можна підключити малопотужні лампи розжарювання. Заряджені батареї видають стабільну постійну напругу. Його рекомендується використовувати для освітлення (галогенні лампи та світлодіодні стрічки), або вивести на інвертор, щоб отримати 220В змінного струму та підключити будь-які побутові прилади, потужність яких не перевищує параметри інвертора.

Представлена ​​фото та відео інформація дасть вам наочніше уявлення про складання вітрогенератора своїми руками.

Відео виготовлення вітрогенератора своїми руками

Людина використовує вітер уже кілька тисяч років. Швидше за все, це почалося з винаходу вітрила. Дещо пізніше вітер стали використовувати для приводу вітряків, а з минулого століття - для вироблення електрики. Отримання енергії від ветросилових установок є надзвичайно привабливим, але й дуже складним технічним завданням. В даний час є кілька варіантів технічних конструкцій вітрогенератора своїми руками, які добре зарекомендували себе на практиці.

Вітер- Потік повітряних мас над земною поверхнею. Він виникає через нерівномірне нагрівання цієї поверхні сонячними променями. Повітря з областей підвищеного тиску переміщається у бік областей низького тиску. На швидкість вітру впливають характер земної поверхні, протяжність повітряного потоку над цією поверхнею та різні природні та штучні перешкоди, такі як пагорби, високі дерева, будівлі. Середньорічна швидкість вітру для конкретної території характеризує енергетичний вітровий потенціал району. Цю швидкість визначає середньоарифметичне значення швидкостей за періоди, наприклад, за місяць, сезон та рік. Росія має значні вітрові ресурси. Особливо вони великі по всьому морському узбережжю та на території півдня нашої країни. (Рис. 1). Регіони із середньорічною швидкістю вітру 3,5-6 м/с та вище вважаються цілком перспективними для будівництва вітроелектричних установок (ВЕУ).

Якщо з'ясується, що в місці передбачуваної установки вітрогенератора немає достатньо сильних вітрів, то й не буде жодного сенсу у її спорудженні.

Друге питання – наскільки потужним зробити вітрогенератор. Очевидно, що всі енергетичні проблеми виключно за його допомогою вирішити не вдасться. Швидкість вітру мінлива не тільки залежно від сезону, а й від часу доби, тому енергію необхідно запасати та дбайливо її витрачати. А найкраще використовувати різні джерела спільно, наприклад, вітряк та сонячні батареї (Рис. 2).

Щоправда, багато саморобів готові збирати вітрову установку своїми руками навіть тільки для того, щоб заряджати акумулятори свого кишенькового гаджета. Це буде просто хобі. Але якщо взагалі немає електроенергії і перспективи її туди провести абсолютно нереальні, то будівництво вітрогенератора своїми руками виявиться корисною.

Розрахунок установки вітрогенератора

Найпростіші розрахунки допоможуть визначити реальні можливості встановлення. Існує показник, який дозволить оцінити яку частину енергії повітряного потоку можна використовувати за допомогою вітроколеса. Його називають коефіцієнтом використання енергії вітру (Е). Коефіцієнт використання енергії вітру Е залежить від типу вітродвигуна, якості виготовлення та інших параметрів. Кращі швидкохідні вітродвигуни з аеродинамічними лопатями, що обтікаються, мають значення Е = 0,43-0,47. Це означає, що ветроколесо такий ВЕУ може корисно використати 43-47% енергії повітряного потоку.

Максимальне теоретично обчислене значення Е = 0,593, але практично отримати його неможливо.

Потужність вітроколеса на валу без урахування втрат у передачах та підшипниках можна підрахувати за формулою:

р- масова щільність повітря, що дорівнює за нормальних умов 0,125 кг*с2/м4,
V- швидкість вітру (м/с),
Р- поверхня, що омітається вітроколесом (м2),
Е- Коефіцієнт використання енергії вітру.

Для нормальних умов (температура - 15°С і тиск - 760 мм рт.ст.) потужність можна розрахувати за спрощеними формулами в кінських силах і кіловатах:

D- Діаметр вітроколеса (м).

Зробити вітряк малого діаметра, що стабільно працює при малих вітрах, - складне завдання. Повітряний гвинт отримує 75% енергії з кільцевої області омітання від 0,5 до 1,0 радіусу. У зв'язку з цим найменший діаметр пропелера, вигідного з погляду використання вітру зі швидкістю 4 м/с, повинен бути не менше 4,5 м. Для малих вітрів краще виявляються тихохідні багатогробові гвинти.

Для вітроелектростанції застосовують генератори змінного чи постійного струму. У саморобних ВЕУ часто використовують генератор від сучасного автомобіля. Незважаючи на те, що вони виробляють змінний струм, будь-який з них не дуже підходить для цієї мети, оскільки вимагає високих обертів і підмагнічування обмотки збудження. А генератори постійного струму взагалі погано працюють при повільному обертанні та навіть на номінальних оборотах мають невелику потужність (100-200 Вт).

Саморобний вітрогенератор із асинхронного двигуна

Набагато кращі результати можна отримати за допомогою переробленого асинхронного електродвигуна, забезпечивши його ротором постійними магнітами. Ці двигуни не мають жодної обмотки в роторі, а лише металеві пластини. Якщо до ротора прикріпити постійні магніти, то вийде трифазний генератор напрочуд міцної та довговічної конструкції, здатний віддавати струми в десятки ампер при низьких швидкостях обертання.

Однак при високих оборотах через великий струм починають грітися статора обмотки. У такому разі провід цих обмоток краще замінити на інший – з великим перетином.

У трифазному генераторі змінного струму є 3 обмотки, з'єднати які можна за схемою трикутник або зірка. Трикутне з'єднання дозволяє отримати великий струм при меншій напрузі, ніж з'єднання в зірку. Зірка навпаки дає більшу напругу при меншому струмі. Трифазні генератори набагато ефективніші за однофазні та генератори постійного струму. Це довів ще Нікола Тесла.

Будь-який вітроагрегат вимагає захисту від шквальних поривів вітру. Замість складної системи повороту лопат все частіше використовують механізм розвороту всього колеса під кутом до повітряного потоку.

Перетворення змінного струму на постійний (який необхідний для заряджання акумуляторів) легко зробити за допомогою напівпровідникових діодів, включених за мостовою схемою (Див. рис. 3). Якщо вам знадобиться напруга стандартної електромережі 220 В частотою 50 Гц, то як інвертор використовуйте звичайний комп'ютерний блок безперебійного живлення. Новий блок коштує дорого, але оскільки нам потрібно лише інвертор, що підвищує, то можна використовувати і списаний. Достатньо до нього замість внутрішнього під'єднати акумулятор вітряка. Потужності UPS 1000 або UPS 5000 буде більш ніж достатньо.

Розрахунок лопатей вітрогенератора

Кріплення лопат до втулки дозволяє переміщенням їх балансувати вітрове колесо в зборі.

Прикладом найпростішої, але цілком працездатної ВЕУ може бути конструкція французького умільця (фото 1). Його шестилопатеве вітряне колесо, лопаті якого хомутами прикріплені до металевих пруток. (фото 2), з'єднаним електрозварюванням із загальною втулкою (Рис. 4), насаджується на вісь електрогенератора

Мал. 4. Втулка вітрового колеса.

Аеродинамічний кермо встановлює колесо строго до вітрового потоку.

Для автоматичної орієнтації лопат на вітер служить аеродинамічний кермо, прикріплений до поворотної труби силового вузла установки (фото 3). Підшипники поворотного пристрою забезпечують поворот вітроколеса з генератором на щоглі при зміні напрямку вітру.

Лопаті та аеродинамічний кермо випиляні з фанери товщиною 10 мм. Консоль кронштейна кріплення пера керма при поривчастому вітрі зазнає великих навантажень, і тому її виготовили із заготовки завтовшки 15 мм. Готові лопаті та кермо ми бачимо на фото 4. Викрійки цих деталей представлені на Мал. 5-8. Хоча лопаті мають плоский профіль, але їх кромки повинні бути оброблені відповідно до малюнків.

Фото 6.Доробка ротора асинхронного електромотора дозволяє отримати ефективний генератор змінного струму для вітроустановки.

Фото 7. Переробити ротор можна двома способами. Перший – це наклеїти магніти на механічно оброблений ротор двигуна. І другий спосіб – зі сталевої стрічки по дерев'яній оправці зробити новий ротор, на який так само наклеїти магніти.

Фото 8Котушки полюсів статора краще відразу перемотати дротом більшого перерізу.

Вітрове колесо має 6 лопатей. Проте всього їх було виготовлено 9. Три короткі лопаті необхідні для заміни трьох повнорозмірних лопат на час сезону сильних вітрів (фото 5). Балансування вітрового колеса можна провести переміщенням лопат по пруткам від втулки або ближче до неї.

Мабуть, найважчою буде переробка асинхронного електродвигуна в трифазний генератор. Двигун потужністю 150 Вт і вище, розрахований на роботу від мережі 220 В при частоті 50-60 Гц, після обробки зможе як генератор вітроустановки віддавати в навантаження струм до десятка ампер при напрузі не нижче 12 В.

Головній ситуації у майбутньому генераторі піддається ротор. Після розбирання електромотора тіло ротора проточують і фрезерування пазів поділяють на кілька сегментів. У нашому випадку їхня шість. На кожному сегменті розміщені постійні магніти (Див. рис. 9). Їх прикріплюють по 6 прим. на кожен полюс ротора (всього їх 36) міцним епоксидним клеєм (фото 6). Кількість полюсів магнітів на роторі не повинна бути кратною кількості котушок на статорі. Це унеможливить важкий пуск вітроколеса через «залипання» магнітів ротора на статорних полюсах.

Є і другий спосіб обробки ротора - це зробити зі сталевої смуги потрібного діаметра циліндр (по дерев'яній оправці) і на нього наклеїти магніти (фото 7).

Збирати обмотки полюсів статора при роботі генератора на зарядку акумулятора краще в трикутник, а при прямому навантаженні великим струмом – у зірку. Котушки статора в будь-якому випадку краще перемотати дротом більшого перерізу (фото 8). Це зменшить втрати на нагрівання.

Вітроелектричні установки, що працюють паралельно з іншими установками, що використовують відновлювані джерела енергії (сонячні батареї, гідрогенератори, теплові насоси та ін.), можуть забезпечити енергопостачання житлового будинку або невеликого господарства. За наявності резерву у вигляді електроагрегату з бензодвигуном тимчасове зниження альтернативної енергії може бути компенсовано будь-якої миті. Подібні системи приносять велику економію енергії, яка отримується від традиційних джерел.

Борис ГЕОРГІЄВ, Москва

Вітрогенератор, виготовлений з автомобільного генератора, може допомогти в ситуації, коли приватний будинок немає можливості підключення до лінії електропередачі. Або послужить допоміжним джерелом альтернативної енергії. Такий пристрій можна зробити своїми руками із підручних матеріалів, використовуючи напрацювання народних умільців. Фото та відео продемонструють процес створення саморобної вітрової установки.

Конструкція вітрогенератора

Існує величезна видова різноманітність вітрогенераторів та креслень їх виготовлення. Але будь-яка конструкція включає наступні обов'язкові елементи:

• генератор;
• лопаті;
• накопичувальна батарея;
• щогла;
• Електронний блок.

Маючи деякі навички, можна змайструвати вітрогенератор своїми руками

Крім цього, необхідно заздалегідь продумати систему керування та розподілення електроенергії, накреслити схему монтажу.

Вітрове колесо

Лопаті, мабуть, найважливіша частина вітрогенератора. Від конструкції залежатиме робота інших вузлів пристрою. Виготовляють їх із різних матеріалів. Навіть із пластикової каналізаційної труби. Лопаті з труби прості у виготовленні, коштують дешево і не схильні до впливу вологи. Порядок виготовлення вітроколеса наступний:

1. Необхідно розрахувати довжину лопаті. Діаметр труби повинен дорівнювати 1/5 від загального метражу. Наприклад, якщо лопата буде метрова, підійде труба діаметром 20 см.
2. Розрізаємо трубу лобзиком вздовж на 4 частини.
3. З однієї частини виготовляємо крило, яке послужить шаблоном для вирізання наступних лопатей.
4. Задирок на краях згладжуємо абразивом.
5. Лопаті фіксують до алюмінієвого диска із привареними смугами для кріплення.
6. Далі до цього диска прикручується генератор.

Лопаті для вітрового колеса

Після складання ветроколесо потребує балансування. Його закріплюють на штативі горизонтально. Операцію проводять у закритому від вітру приміщенні. У разі правильно проведеного балансування колесо не повинно рухатися. Якщо ж лопаті обертаються самі, їх потрібно підточити до додання рівноваги всієї конструкції.

Тільки після успішного завершення цієї процедури слід перейти до перевірки точності обертання лопатей, вони повинні крутитися в одній площині без перекосу. Допускається похибка 2 мм.

Схема збирання генератора

Щогла

Для виготовлення щогли підійде стара водопровідна труба діаметром не менше 15 см, довжиною близько 7 м. Якщо в межах 30 м від передбачуваного місця монтажу є будівлі, висоту конструкції коригують у бік збільшення. Для ефективної роботи вітроустановки лопатник піднімають вище перешкоди мінімум на 1 м.

Підстава щогли та кілочки для закріплення розтяжок бетонують. До кіл приварюють хомути з болтами. Для розтяжок застосовують оцинкований 6 мм трос.

Порада. Зібрана щогла має неабияку вагу, при ручній установці знадобиться противага з труби з вантажем.

Переробка генератора

Для виготовлення генератора вітряка підійде генератор будь-якого автомобіля. Їх конструкції схожі між собою, а переробка зводиться до перемотування дроту статора та виготовлення ротора на неодимових магнітах. У полюсах ротора висвердлюються отвори для фіксації магнітів. Встановлюють їх, чергуючи полюси. Ротор обертають папером, а порожнечі між магнітами заливають епоксидною смолою.

Автомобільний генератор

У такий же спосіб можна переробити двигун від старої пральної машини. Тільки магніти в цьому випадку, щоб уникнути залипання, наклеюють під кутом.

Нову обмотку перемотують по котушці зуб статора. Можна зробити всипну обмотку, це як комусь зручно. Чим більша кількість витків, тим ефективніше вийде генератор. Мотають котушки в одному напрямку за трифазною схемою.

Готовий генератор варто випробувати та виміряти дані. Якщо при 300 оборотах генератор видає близько 30 вольт, це добрий результат.

Генератор для вітряка з автомобільного генератора

Фінальна збірка

Раму генератора зварюють із профільної труби. Хвіст виготовляють із оцинкованої жерсті. Поворотна вісь є трубкою з двома підшипниками. Генератор кріплять до щогли таким чином, щоб відстань від лопаті до щогли була не менше 25 см. З метою безпеки для фінального складання та монтажу щогли варто вибрати безвітряний день. Лопаті під дією сильного вітру можуть зігнутися і розбитися про щоглу.

Для використання акумуляторів для живлення техніки, яка працює від мережі 220 В, потрібно встановити інвертор перетворення напруги. Місткість батареї підбирається індивідуально до вітрогенератора. Цей показник залежить від швидкості вітру на місцевості, потужності техніки, що підключається, і частоти користування нею.

Влаштування вітрогенератора

Щоб батарея не вийшла з ладу надмірної зарядки, знадобиться контролер напруги. Його можна виготовити самостійно, якщо маєте достатні знання в електроніці, або купити готовий. У продажу є багато контролерів для механізмів отримання альтернативної енергії.

Порада. Щоб лопатник не зламався при сильному вітрі, встановлюють простий пристрій – захисний флюгер.

Обслуговування вітрогенератора

Вітрогенератор, як і будь-який інший пристрій, потребує технічного контролю та обслуговування. Для безперебійної роботи вітряка періодично проводять такі роботи.

Схема роботи вітрогенератора

1. Найбільшої уваги вимагає струмознімач. Щітки генератора потребують чищення, мастила та профілактичного регулювання раз на два місяці.
2. При перших ознаках несправності лопатника (тремтіння та розбалансування колеса) вітрогенератор опускають на землю та ремонтують.
3. Раз на три роки металеві деталі покривають антикорозійною фарбою.
4. Регулярно перевіряють кріплення та натяг тросів.

Тепер, коли установка закінчена, можна підключати прилади та користуватися електроенергією. Принаймні поки що вітряно.

Генератор для вітряка своїми руками: відео

Вітрогенератор для приватного будинку: фото

Вітрогенератор (ВЕУ) – пристосування, за допомогою якого можна перетворити кінетичну енергію вітру на електрику. Подібний пристрій використовують як альтернативне джерело електроенергії. У статті ми розберемося з конструктивними особливостями ВЕУ, а також з технологією складання лопатей вітряка з ПВХ труби.

Що таке вітрогенератор?

Вітрогенератор є турбіною із закріпленим на ній вітряним колесом і флюгером. Конструкція кріпиться на дахах будинків за допомогою спеціальної щогли чи металевого штатива. Досить простий пристрій дозволяє трансформувати природну енергію вітру на електрику.
Щоб зробити свою міні електростанцію із непоганим показником ККД, потрібно правильно розрахувати потужність ВЕУ. Цей параметр багато в чому визначається розміром лопатей, від яких залежить опір конструкції повітряним масам і, як наслідок, кількість електроенергії, що виробляється.

Як визначити потужність ВЕУ?

Потужність вітряка безпосередньо залежить від кількості лопатей у пристрої, їх розмірів та діаметра вітряного колеса. Ця залежність продемонстрована в таблиці нижче, завдяки якій можна визначити лінійні параметри складових вітряка і необхідної потужності, що виробляється ними.

Технологічні особливості збирання ВЕУ

З чого зробити лопаті для вітряка? Для виготовлення лопатей найпростіше використовувати пластикові труби. Вони досить прості в обробці та здатні витримувати чималі динамічні навантаження. Але для того, щоб вітряк у процесі експлуатації не розлетівся на шматки, бажано врахувати кілька важливих нюансів:

• Товщину труби. У процесі обертання несучі деталі пристрою зазнають великого навантаження через вплив відцентрової сили. Щоб її зменшити бажано взяти як матеріал каналізаційну або газопровідну трубу з більшою товщиною стінки – не менше 4 мм;
• Довжину лопатей. Чим довша лопата, тим більше навантаження вона відчуває. Щоб продовжити термін служби конструкції, не робіть крила надто довгими. Найбільш прийнятним варіантом стане крило з довжиною від 30 до 50 см;
• Кількість лопатей. Від кількості крил безпосередньо залежить опір вітряка повітряним масам. Щоб збільшити його ККД, кількість крил варто збільшити. Оптимальним варіантом стане ВЕУ із 5 або 6 крилами.

Розмітка ПВХ труби

Як приклад розглянемо процес маркування крил для ВЕУ із труби з діаметром 10 см і товщиною стінки – 5 мм.

Як розмітити заготівлю?

1. Щоб правильно розмітити циліндричну поверхню, оберніть трубу аркушем паперу;
2. Край листа стане орієнтиром для формування осі на трубі;
3. Ширина листа вкаже на довжину кола;
4. Тепер складіть листок навпіл, щоб відзначити половину від кола заготовки;
5. Складіть листок чотири рази, щоб відзначити на циліндрі 4 лінії для передбачуваних розрізів.

Порізка ПВХ труби

Як розрізати трубу ПВХ? Для того, щоб порізати заготовку, найкраще використовувати електролобзик з пилкою по металу. Порізка труби на складові робиться таким чином:
1. Спочатку розмічену заготовку розрізають на дві рівні частини;
2. Тепер половинки труби також потрібно розрізати навпіл;
3. В основі кожної з лопатей роблять прямокутні надрізи довжиною не більше 5-6 см;
4. Щоб не зруйнувати структурну цілісність матеріалу, у кутах крил потрібно просвердлити невеликі отвори;
5. Після цього заготовлені частини слід розрізати на діагоналі;
6. Таким чином, у вас вийдуть лопаті конусного типу.

Особливості збирання деталей

На завершальному етапі конструювання вітрогенератора потрібно з'єднати крила з вітряним колесом та турбіною.

Як це зробити?

• Необхідно виготовити сполучний вузол. Деталь є сталевим диском з шістьма ;
• Форма вузла визначається конфігурацією самого генератора, що виконує роль перетворювача кінетичної енергії вітру електричну;
• Щоб лопаті вітрогенератора не зламалися і не деформувалися під тиском повітряних мас, товщина стрічок і диска повинна змінюватись в межах від 2 до 6 мм.

Балансування колеса

Після складання вітряка необхідно здійснити балансування вітряного колеса. Щоб результати були максимально достовірними, юстувати пристрій слід у закритому приміщенні.

Як здійснюють балансування?

1. Вітряне колесо підвішується таким чином, щоб його обертанню нічого не перешкоджало;
2. У процесі балансування слід стежити, щоб площина з'єднувального диска була вертикальна стосовно підвісу;
3. Тепер слід повернути колесо на кут, що дорівнює 360/N, де N – кількість лопатей у конструкції;
4. Процедуру повторюємо до повного повороту диска навколо своєї осі;
5. Якщо після зупинки диск починає рухатися, значить, лопаті, що прагнуть вниз, важче інших.

Висновки

Конструювання лопатей для побутового вітрогенератора – непросте, проте посильне для народних умільців заняття. З дотриманням технологічних нюансів, які були наведені у статті, вам неодмінно вдасться зібрати вітряк із гарним ККД.