Самодельный ветряк

Самодельный ветряк

Изготовление ветроэлектрической установки собственноручно

Как работает механизм

В большинстве случаев принцип работы любого ветряка практически одинаков. Для движения статора необходимы следующие физические силы: подъемная, тормозная и импульсная. Эти элементы создаются вращением лопастей ветряной турбины. В результате взаимодействия этих сил статор вызывает движение, а ротор создает магнитное поле, которое преобразуется в электрический ток.

В настоящее время можно встретить довольно большое количество разновидностей таких конструкций, но все они могут существенно различаться по мощности и внешнему виду. Основными элементами таких конструкций являются:

    Лезвия; Множители; Генераторы; Инверторы.

Инверторы играют важную роль в преобразовании электроэнергии. В то время как мультипликаторы помогают увеличить вращение вала, другими словами, это типичный редуктор.

Таким образом, в результате вращения ротора создается трехфазный переменный ток, который затем проходит через аккумуляторный регулятор и стабилизируется инвертором. В результате этого преобразования мы получаем электричество, которое можно использовать для освещения и питания любых бытовых приборов.

Изготовление

До сих пор делайте ветряк дома самостоятельно. Первоначально вам нужно будет предварительно выбрать сорт.

Конструктивно оси вращения делятся на три типа:

    Перпендикулярно; По горизонтали; Комбинированный (гибрид).

Возьмем, к примеру, создание осевой конструкции ветроустановки комбинированного типа.

Изготовление ротора

Чтобы правильно собрать крыльчатку, необходимо иметь следующие материалы:

    металлический диск (диаметр 230, толщина 5 мм) – 2 шт; кольцевой ферритовый магнит (диаметр 72 * 32, толщина 15 мм) – 6 шт.; Неодимовый магнит (диаметр 30, толщина 10 мм) – 6 шт.; Клей (эпоксидная смола).

Равномерно распределите неодимовые магниты (все 6) на первой пластине. Угол между каждым магнитом должен составлять 60 градусов на 160 мм в диаметре. Полярность всегда должна быть переменной.

На вторую пластину необходимо поместить ферритовые магниты. Чтобы обеспечить качество крепления, деталь следует залить эпоксидной смолой.

Как собрать генератор

Генератор будет фиксироваться кронштейном и шпильками. Установка проходит в несколько этапов:

    Сначала проделайте 4 отверстия в верхней части ротора. В отверстиях нарежьте резьбу, в которую будут ввинчиваться фиксирующие штифты. Аналогично подготавливаем статор – делаем те же 4 отверстия для кронштейна. Для нижней части ротора аналогично проделываем отверстия и нарезаем резьбу. Установите нижний ротор на кронштейн магнитной частью вверх. Поместите статор на верх ротора; Поместите второй ротор сверху, магнитная часть которого должна быть обращена вниз. Крепление конструкции – кронштейн со шпильками ступицы и гайками.

При выборе ступицы учитывайте диаметр под 1,5-дюймовой трубкой.

Сборка статора

Сначала сделаем медные катушки. Медная проволока (1 мм), намотка 60 витков на каждую катушку. Нам понадобится 9 таких свитков.

После того, как катушки будут готовы, их нужно спаять в определенной последовательности.

    Первый этап: соедините начало первого и конец четвертого свитка, четвертого с седьмым. Второй этап: начало второго и конец пятого, пятый с восьмым. Третья фаза: начало третьей и конец шестой, шестой с девятой.

Затем необходимо уложить пергаментную бумагу в заранее подготовленную фанерную форму, сверху стеклотканью, и все накрыть рулонами. После сборки статора необходимо также залить его клеем или эпоксидной смолой. Это предотвратит перемещение катушек во время вращения.

Сборка лопастей

Лезвия обычно изготавливаются из стекловолокна или деревянной ткани, как правило, можно использовать любой материал.

В нашей конструкции мы используем 4 лезвия для труб из ПВХ, мы также используем 2 жестяные арки.

Труба разрезается продольно на 2 равные части. К ним прикрутить 2 предварительно вырезанных из листового металла лезвия.

Затем нужно взять отрезки трубы ПВХ (1 м) и разрезать их вдоль на 2 равные части. Разрежьте листовой металл в полукруг, в зависимости от размера будущих лопастей и прикрепите каждого из них с помощью винтов. Оловочные лезвия имеют форму капли (1 м * 0,4 м).

Крепление лезвия должно быть сделано на раме. Рамка изготовлена ​​из профилированной трубы (20 * 20), желательно, что труба имеет квадратную форму.

Сборка ветряка

Для достижения максимальной производительности ветровой фермы необходимо максимально поднять его. Перед началом сборки необходимо поставить мачту. Мачта может быть построена из водных труб с разными диаметрами. Минимальная высота должна преодолеть уровень домой на крыше.

Генератор прикреплен к мачте, к раме генератора с лопастями, мачтой к ранее налил трехточечную фундамент. Кроме того, мачта может быть защищена металлическим кабельным натяжением.

Сборка электрической части

В случае ветряной турбины мы получаем подфазный ток, который следует обрабатывать с помощью 6-диодного выпрямителя. Таким образом, мы получим постоянный ток.

Чтобы контролировать зарядку аккумулятора, мы должны использовать аккумулятор и реле зарядки напрямую. Нам также понадобится инвертор для преобразования электроэнергии до 220 В.

После завершения всей процедуры с использованием наших рекомендаций вы получаете реальный ток, который можно использовать для освещения квартиры, гаража, сарай, садового участка и т. Д.

Читайте также:  Самодельный деревянный потолок: эксклюзивный вариант; Заводской ремонт

Процесс работы ветронегератора – видео

Как сделать ветряную электростанцию своими руками

Одним из наиболее доступных вариантов использования возобновляемых источников энергии является использование энергии ветра. О том, как сделать расчеты самостоятельно, соберите и установить ветряную турбину, прочитайте эту статью.

    Классификация ветрогенераторов Преимущества и недостатки «ветряных турбин» Ветрогенераторы домашнего
      Обобщенный внутренний дизайн ветра турбины О генераторах для дома “Ветровые турбины Главная ветряная турбина с вертикальной осью Изготовление роторов Савонии Подключение к двигателю и сборке на мачте Регулятор напряжения (простое зарядное устройство) Ветротурбина с горизонтальной осью вращения Строительство ветротурбины с горизонтальной осью

    Объединенная ветротурбина Расчет мощности задней силы ветровой фермы

Классификация ветряных генераторов

Установки классифицируются на основе следующих критериев для ветряных турбин:

    Расположение оси вращения; Количество лезвий; элемент материала; Весна пропеллера.

Как правило, ветряные турбины разработаны с горизонтальной и вертикальной осью вращения.

Версия более высокой оси – это дизайн пропеллера с одним, двумя, тремя или более лопатами. Это наиболее часто встречающиеся воздушные конструкции воздуха из-за высокой эффективности.

Версия с вертикальной осью – ортогональными и карусельными конструкциями на примере роторов Дарьер и Савонии. Последние две концепции должны быть объяснены, потому что оба имеют некоторое значение в дизайне ветротурбинных генераторов.

Рабочее колесо Дарьер является ортогональной ветротурбинной конструкцией, в которой аэродинамические лопаты (два или более) симметрично расположены относительно друг друга на расстоянии и прикреплены к радиальным балкам. Это довольно сложный вариант ветряной турбины, который требует тщательного дизайна аэродинамического лезвия.

Rotor Savnius – это конструкция карусельной ветротурбины, в которой два лопата с полуцилиндрической формой расположены один у другого, создавая в принципе форму синусоида. Коэффициент эффективности этих структур низкий (около 15%), но он почти удвоится, если лезвия расположены в направлении волны NO горизонтально, но вертикально и многоуровневая структура с угловым сдвигом каждой пары лезвия относительно других пар.

Преимущества и недостатки «ветряков»

Преимущества этих устройств очевидны, особенно в домашних условиях. Пользователи «ветряных турбин» фактически получают возможность воспроизведения свободного электричества, за исключением небольших затрат на строительство и обслуживание. Однако недостатки ветряных турбин также очевидны.

Таким образом, для достижения эффективных монтажных работ необходимо соблюдать условия стабильных потоков ветра. Человек не может создать такие условия. Это чисто прерогатива природы. Другой, но технический недостаток – низкое качество вырабатываемой электроэнергии, поэтому необходимо дополнять систему дорогими электрическими модулями (умножителями, выпрямителями, аккумуляторами, преобразователями, стабилизаторами).

Достоинства и недостатки с точки зрения характеристик каждой модификации ВЭУ, пожалуй, нивелируются. Если модификации горизонтальной оси имеют высокое значение КПД, то для стабильной работы они требуют применения регуляторов направления ветрового потока и устройств защиты от ураганного ветра. Модификации с вертикальной осью имеют низкий КПД, но стабильно работают без механизма отслеживания направления ветра. В то же время такие ВЭУ отличаются низким уровнем шума, исключают эффект «убегания» при сильном ветре и достаточно компактны.

Самодельные ветровые генераторы

Самодельная «мельница» – задача вполне решаемая. К тому же конструктивный и рациональный подход к делу позволит минимизировать неизбежные финансовые затраты. В первую очередь необходимо сделать набросок конструкции, произвести необходимые расчеты по балансу и мощности. Эти мероприятия не только гарантируют успех строительства ветряной электростанции, но и являются ключом к сохранению целостности всего приобретенного оборудования.

Начать рекомендуется со сборки микроватрактора мощностью несколько десятков ватт. В дальнейшем полученный опыт поможет создать более прочную конструкцию. Создавая домашний ветрогенератор, не стоит ориентироваться на получение качественной электроэнергии (220 В, 50 Гц), так как этот вариант потребует значительных финансовых вложений. Более разумно ограничить использование первоначально полученной электроэнергии, которую можно успешно использовать без преобразования для других целей, например, для поддержки систем отопления и горячего водоснабжения, построенных на основе электронагревателей (ТЭН) – такие устройства не работают. требуется стабильное напряжение и частота. Это дает возможность создать простую схему, работающую непосредственно от генератора.

Скорее всего, никто не будет спорить, что отопление и горячее водоснабжение дома уступает бытовой технике и освещению, на мощность которых часто стремятся установить бытовые ветряки. Установка ветряка только для обеспечения дома теплом и горячей водой – это минимальные затраты и простота конструкции.

Обобщенный проект домашней ВЭУ

По конструкции проект дома очень похож на промышленную установку. Однако в бытовых решениях часто используются ветряные турбины с вертикальной осью и генераторы постоянного тока низкого напряжения. Модульная конструкция домашнего ветряка обеспечивала качественное электричество (220 В, 50 Гц):

    ветряк; устройство контроля ветра; множитель; Генератор постоянного тока (12В, 24В); модуль зарядки аккумулятора; аккумуляторные батареи (литий-ионные, литий-полимерные, свинцово-кислотные); Преобразователь постоянного тока 12 В (24 В) в переменный ток 220 В.

PIC 8-6 / 2.5 Ветрогенератор

Как это работает? Простой. Ветер крутит ветряк. Крутящий момент передается через редуктор на вал генератора постоянного тока. Энергия, полученная на выходе генератора, сохраняется в батареях через модуль зарядки. С клемм аккумулятора на преобразователь поступает постоянное напряжение 12 В (24 В, 48 В), где оно преобразуется в напряжение, пригодное для питания бытовых электрических сетей.

О генераторах для домашних «ветряков»

Большинство отечественных ветряных турбин обычно проектируется с использованием низкоскоростных двигателей постоянного тока. Это самый простой вариант генератора, не требующий модернизации. Оптимально – двигатели с постоянными магнитами, рассчитанные на напряжение питания порядка 60-100 В. Существует практика использования автомобильных генераторов, но в этом случае необходимо использовать множитель, поскольку автогенераторы дают требуемое напряжение только в высоком (1800-2500) революциях. Одним из возможных вариантов является реконструкция индукционного двигателя переменного тока, но также довольно сложная, требующая точных расчетов, поворотных работ, установка неодимовых магнитов в зоне ротора. Существует вариант для трехфазного индуктивного двигателя с соединительными конденсаторами с одинаковой емкостью между фазами. Наконец, можно сделать генератор с нуля ваших рук. Есть много инструкций по этой теме.

Вертикально-осевой самодельный «ветряк»

На основе ротора Савонии вы можете построить достаточно эффективный и главное дешевый ветрогенератор. Здесь, в качестве примера, считается микроэлектростанцией, власть которой не превышает 20 Вт. Однако это устройство полностью достаточно, например, для питания некоторых бытовых приборов, работающих с 12 В.

Алюминиевый лист толщиной 1,5-2 мм. Пластиковая труба: диаметр 125 мм, длина 3000 мм. Алюминиевая труба: диаметр 32 мм, длина 500 мм. Двигатель постоянного тока (генератор), 30-60V, 360-450RPM, например PIK8-6 / 2.5. Регулятор напряжения. Аккумулятор.

Изготовление ротора Савониуса

Три «блины» диаметром 285 мм вырезаны из алюминиевого листа. В середине каждого из них пробурены отверстия, в которых может быть размещена алюминиевая трубка диаметром 32 мм. Оказывается, что это что-то вроде компакт-диска. Две части пластиковой трубки длиной 150 мм отрываются и режутся вдоль половины. В результате мы получаем четыре полукруглых лезвия с размерами 125×150 мм. Все три алюминиевых «компактных плит» наносятся на 32-мм трубку и 320, 170, 20 мм, закрепленных из верхней точки строго по горизонтали, создавая два уровня. Лезвие вставляются между щитами, двумя частями на слое и прикреплены к строгому у другого, создавая синусоид. Таким образом, лезвия верхнего уровня перемещаются относительно лезвия нижнего уровня на 90 градусов. В результате был создан четырехсторонний ротор Савонии. Вы можете использовать заклепки, саморезы, углы или другие методы для прикрепления элементов.

Соединение с двигателем и установка на мачту

Двигатели постоянного тока с вышеуказанными параметрами обычно имеют диаметр макс. 10-12 мм. Для подключения вала двигателя с ветряной турбинной трубой латунная рукава с требуемым внутренним диаметром прижимается в нижнюю часть трубы. В стене трубы и рукава отверстие, в котором проводится нить для прикручивания блокирующего винта. Труба ветряной мельницы затем выливается в вал генератора, и соединение прочно защищено блокирующим винтом.

Оставшаяся часть пластиковой трубы (2800 мм) представляет собой мачту ветряной турбины. Генераторная команда с колесом Savnius установлена ​​на вершине мачты – просто вставите ее внутри трубы до тех пор, пока не сопротивляется. В качестве ограничителя подают крышку металлического экрана, прикрепленную к передней части двигателя, диаметр которого немного больше, чем диаметр мачта. Крышки крышки пробудили отверстия для прикрепления дюбелей. Поскольку диаметр корпуса двигателя меньше внутреннего диаметра трубы, проставок или остановок используются для центра генератора. Кабель генератора направляется внутри трубки и наружу через окно внизу. Во время установки обратите внимание на защиту генератора против влаги благодаря использованию прокладок. Также для защиты от атмосферных осадков, обложка зонтика может быть установлена ​​над соединением трубы ветряной мельницы с валом генератора.

Весь дизайн будет установлен в открытой, хорошо проветриваемой комнате. Под мачтой исключен дно с глубиной 0,5 м, к которому снижается нижняя часть трубы, конструкция выровнена с натяжителями и дном, затопленным бетоном.

Контроллер напряжения (простое зарядное устройство)

Выпускаемая ветрогенератор обычно не может подать напряжение 12 В из-за низкой скорости. Максимальная частота вращения ветротурбины на скорости ветра 6-8 м / с. достигает значения 200-250 об / мин. Выходное напряжение порядка 5-7 В. Для зарядки аккумулятора требуется напряжение 13,5-15 В. Выход из ситуации – использование простого импульсного преобразователя напряжения, собранного, например, на базе напряжения LM2577ADJ. стабилизатор. Когда на вход преобразователя подается 5 В постоянного тока, на выходе получается 12-15 В, чего более чем достаточно для зарядки автомобильного аккумулятора.

Готовый преобразователь напряжения LM2577

Этот ветровой микрогенератор, конечно, можно было бы улучшить. Увеличьте мощность турбины, измените материал и высоту мачты, добавьте преобразователь постоянного напряжения в переменное и т. Д.

Горизонтально-осевая ветреная электроустановка

Пластиковая труба диаметром 150 мм, лист алюминиевый толщиной 1,5-2,5 мм, брус деревянный 80х40 длиной 1 м, сантехника: фланец – 3, уголок – 2, тройник – 1. Электродвигатель постоянного тока (генератор) 30-60 В, 300-470 об / мин. Шкив мотора диаметром 130-150 мм (алюминий, латунь, текстолит и др.). Стальные трубы диаметром 25 и 32 мм и длиной 35 и 3000 мм соответственно. Модуль зарядки аккумуляторов. Аккумуляторы. Трансформатор на 12 В – 120 В (220 В).

Изготовление горизонтально-осевого «ветряка»

Пластиковая труба нужна для изготовления лопастей ветряных турбин. Отрезок такой трубы длиной 600 мм разрезают по длине на четыре равных отрезка. Вам понадобятся три лезвия, которые сделаны из этих сегментов путем отрезания части материала по диагонали по всей длине, но не точно от угла к углу, а от нижнего угла к верхнему, с небольшим углублением от последнего. Обработка нижней части сегментов заключается в создании на каждом из трех сегментов застежки-лоскута. Для этого по одному краю вырезается квадрат размером примерно 50х50 мм, а оставшаяся служит лепестком крепления.

Лопасти вентилятора прикручены к шкиву. Шкив ставится непосредственно на вал двигателя постоянного тока – генератора. В качестве ходовой части ветрогенератора используется прямой деревянный брус сечением 80х40 мм и длиной 1 м. Генератор размещается на одном конце деревянного бруса. На другом конце стержня находится «хвостик» из алюминиевого листа. В нижней части штанги установлена ​​металлическая трубка 25 мм, выполняющая роль вращающегося вала. Мачтой служит трехметровая металлическая труба длиной 32 мм. Верхняя часть мачты представляет собой втулку поворотного механизма, в которую вставляется вентиляторная труба. Опора мачты изготовлена ​​из листа толстой фанеры. На этой опоре в виде диска диаметром 600 мм монтируется конструкция из сантехнических деталей, благодаря которой можно легко поднимать или опускать мачту, а также собирать – разбирать. Стержни используются для крепления мачты.

Вся электроника ветряной электростанции смонтирована в отдельном модуле, интерфейс которого позволяет подключать аккумуляторы и приемники. В состав модуля входят контроллер заряда аккумулятора и преобразователь напряжения. Вы можете собрать такие устройства самостоятельно, если у вас есть соответствующий опыт, или купить их на рынке. На рынке доступно множество различных решений для получения требуемых выходных напряжений и токов.

Комбинированные ВЭУ

Ветряк – серьезный вариант домашнего энергомодуля. Фактически, комбинация представляет собой комбинацию ветрогенератора, солнечной панели и дизельной или бензиновой электростанции в одной системе. Можно всячески комбинировать, исходя из возможностей и потребностей. Конечно, когда есть вариант – три в одном, это наиболее эффективное и надежное решение.

Кроме того, комбинация ветряных турбин направлена ​​на создание ветряных турбин, которые имеют одновременно две разные модификации. Например, когда ротор Савониуса и традиционная трехлопастная машина работают в одной связке. Первая турбина работает при малых скоростях ветра, а вторая – только на номинальных. Таким образом поддерживается эффективность системы, предотвращаются ненужные потери энергии, а в случае асинхронных генераторов компенсируются реактивные токи.

Комбинированные системы являются технически сложными и дорогостоящими вариантами для домашней практики.

Расчёт мощности ветряной домашней электростанции

Для того, чтобы рассчитать мощность ветрогенератора с горизонтальной осью, можно использовать стандартную формулу:

    N = p – S – V3 / 2 N – установочная мощность, Вт p – плотность воздуха (1,2 кг / м3) S – площадь продувки, м 2 V – скорость ветра, м / с

Например, мощность корабля с максимальным размахом лопастей 1 метр при скорости ветра 7 м / с будет равна

    N = 1,2 – 1 – 343/2 = 205,8 Вт.

Примерный расчет мощности роторной ветроустановки Савониуса можно рассчитать по формуле:

    N = п – R – H – V3 N – установочная мощность, Вт R – радиус ротора, м V – скорость ветра, м / с

Например, для конструкции ветряной турбины с ротором Савониуса, упомянутой в тексте, значение мощности при скорости ветра 7 м / сек. будут:

    N = 1,2 – 0,142 – 0,3 – 343 = 17,5 Вт

Оцените статью
Добавить комментарий