Как сделать вертикальный ветрогенератор на 220В для дома своими руками

Электроэнергия неуклонно дорожает. Чтобы чувствовать себя комфортно за городом в жаркую летнюю погоду и морозным зимним днем, необходимо или основательно потратиться, или заняться поиском альтернативных источников энергии. Россия – огромная по площади страна, имеющая большие равнинные территории. Хотя в большинстве регионов у нас преобладают медленные ветры, малообжитая местность обдувается мощными и буйными воздушными потоками. Поэтому присутствие ветрогенератора в хозяйстве владельца загородной недвижимости чаще всего оправдано. Подходящую модель выбирают, исходя из местности применения и фактических целей использования.

Ветряк #1 — конструкция роторного типа

Можно сделать своими руками несложный ветряк роторного типа. Конечно, снабдить электроэнергией большой коттедж ему вряд ли будет под силу, зато обеспечить электричеством скромный садовый домик вполне под силу. С его помощью можно снабдить светом в вечернее время суток хозяйственные постройки, осветить садовые дорожки и придомовую территорию.

Подробнее о других видах альтернативных источников энергии можно прочитать в данной статье: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/alternativnye-istochniki-energii.html

Так или почти так выглядит роторный ветрогенератор, сделанный своими руками. Как видите, в конструкции этого оборудования нет ничего сверхсложного

Подготовка деталей и расходников

Чтобы собрать ветрогенератор, мощность которого не будет превышать 1,5 КВт, нам понадобятся:

• генератор от автомобиля 12 V;
• кислотный или гелиевый аккумулятор 12 V;
• преобразователь 12V – 220V на 700 W – 1500 W;
• большая ёмкость из алюминия или нержавеющей стали: 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 крепиться к мачте.

Для выполнения работы нам будут нужны ножницы по металлу или болгарка, рулетка, маркер или строительный карандаш, отвертка, ключи, дрель, сверло, кусачки.

Большинство владельцев частных домов не признают использование геотермального отопления, однако подобная система имеет перспективы. Подробнее о преимуществах и недостатках данного комплекса можно прочитать в следующем материале: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/geotermalnoe-otoplenie-doma-svoimi-rukami.html

Ход конструкторских работ

Мы собираемся изготовить ротор и переделать шкив генератора. Для начала работы нам понадобится металлическая ёмкость цилиндрической формы. Чаще всего для этих целей приспосабливают кастрюлю или ведро. Возьмем рулетку и маркер или строительный карандаш и поделим ёмкость на четыре равные части. Если будем резать металл ножницами, то, чтобы их вставить, нужно сначала сделать отверстия. Можно воспользоваться и болгаркой, если ведро не выполнено из крашеной жести или оцинкованной стали. В этих случаях металл неминуемо перегреется. Вырезаем лопасти, не прорезая их до конца.

Чтобы не ошибиться с размерами лопастей, которые мы прорезаем в ёмкости, необходимо сделать тщательные замеры и тщательно всё пересчитать

В днище и в шкиве размечаем и высверливаем отверстия для болтов. На этой стадии важно не торопиться и расположить отверстия с соблюдением симметрии, чтобы при вращении избежать дисбаланса. Лопасти следует отогнуть, но не слишком сильно. При выполнении этой части работы учитываем направление вращения генератора. Обычно он крутится по движению часовой стрелке. В зависимости от угла изгиба увеличивается и площадь воздействия потоков ветра, а, значит, и скорость вращения.

Это ещё один из вариантов лопастей. В данном случае каждая деталь существует отдельно, а не в составе ёмкости, из которой вырезалась

Раз каждая из лопастей ветряка существует отдельно, прикручивать нужно каждую. Преимущество такой конструкции в её повышенной ремонтопригодности

Ведро с готовыми лопастями следует закрепить на шкиве, используя болты. На мачту при помощи хомутов устанавливаем генератор, затем подсоединяем провода и собираем цепь. Схему, цвета проводов и маркировку контактов лучше заранее переписать. Провода тоже нужно зафиксировать на мачте.

Чтобы подсоединить аккумулятор, используем провода 4 мм², длина которых не должна быть более 1-го метра. Нагрузку (электроприборы и освещение) подключаем с помощью проводов сечением 2,5 мм². Не забываем 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)

Достоинства и недостатки такой модели

Если всё сделано правильно, работать этот ветрогенератор будет, не создавая вам проблем. При аккумуляторе 75А и с преобразователем 1000 W он может питать уличное освещение, охранную сигнализацию, приборы видеонаблюдения и т.д.

Схема работы установки наглядно демонстрирует то, как именно энергия ветра преобразуется в электричество и то, как она используется по назначению

Достоинства такой модели очевидны: это весьма экономичное изделие, хорошо поддаётся ремонту, не требует особых условий для своего функционирования, работает надежно и не нарушает ваш акустический комфорт. К недостаткам можно отнести невысокую производительность и значительную зависимость от сильных порывов ветра: лопасти могут быть сорваны воздушными потоками.

Изготовить солнечную батарею возможно и самостоятельно. Пошаговая инструкция расположена здесь: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/solnechnaya-batareya-svoimi-rukami.html

Ветряк #2 — аксиальная конструкция на магнитах

Аксиальные ветряки с безжелезными статорами на неодимовых магнитах в России до последнего времени не делали по причине недоступности последних. Но теперь они есть и в нашей стране, причем стоят они дешевле, чем изначально. Поэтому и наши умельцы стали изготавливать ветрогенераторы этого типа.

Со временем, когда возможности роторного ветрогенератора уже не будут обеспечивать все потребности хозяйства, можно сделать аксиальную модель на неодимовых магнитах

Что необходимо подготовить?

За основу аксиального генератора нужно взять ступицу от автомобиля с тормозными дисками. Если эта деталь была в эксплуатации, её необходимо разобрать, подшипники поверить и смазать, ржавчину счистить. Готовый генератор будет покрашен.

Чтобы качественно отчистить ступицу от ржавчины, воспользуйтесь металлической щеткой, которую можно насадить на электродрель. Ступица снова будет выглядеть отлично

Распределение и закрепление магнитов

Нам предстоит наклеивать магниты на диски ротора. В данном случае используются 20 магнитов размером 25х8мм. Если вы решите сделать другое количество полюсов, то используйте правило: в однофазном генераторе должно быть сколько полюсов, столько и магнитов, а в трехфазном необходимо соблюдать соотношение 4/3 или 2/3 полюса к катушкам. Размещать магниты следует, чередуя полюса. Чтобы их расположение было правильным, используйте шаблон с секторами, нанесенными на бумаге или на самом диске.

Если есть такая возможность, магниты лучше использовать прямоугольные, а не круглые, потому что у круглых магнитное поле сосредоточено в центре, а у прямоугольных – по их длине. Противостоящие магниты должны иметь разные полюса. Чтобы ничего не перепутать, маркером нанесите на их поверхность «+» или «-». Для определения полюса возьмите один магнит и подносите к нему другие. На притягивающихся поверхностях ставьте плюс, а на отталкивающихся – минус. На дисках полюса должны чередоваться.

Магниты правильно размещены. Перед их фиксацией эпоксидной смолой, необходимо сделать бортики из пластилина, чтобы клейкая масса могла застыть, а не стекла на стол или пол

Для закрепления магнитов нужно использовать сильный клей, после чего прочность склейки дополнительно усиливают эпоксидной смолой. Ею заливают магниты. Чтобы предотвратить растекание смолы можно сделать бордюры из пластилина или просто обмотать диск скотчем.

Трехфазные и однофазные генераторы

Однофазный статор хуже трехфазного, потому что при нагрузке он даёт вибрацию. Это происходит из-за разницы в амплитуде тока, которая возникает по причине непостоянной отдачи его за момент времени. Трехфазная модель этим недостатком не страдает. Мощность в ней всегда постоянна, потому что фазы друг друга компенсируют: если в одной ток падает, а в другой он нарастает.

В споре однофазного и трехфазного вариантов последний выходит победителем, потому что дополнительная вибрация не продлевает срок службы оборудования и раздражает слух

В результате отдача трехфазной модели на 50% превышает тот же показатель однофазной. Другим плюсом отсутствия ненужной вибрации является акустический комфорт при работе под нагрузкой: генератор не гудит во время его эксплуатации. Кроме того, вибрация всегда выводит ветрогенератор из строя до истечения срока его эксплуатации.

Процесс наматывания катушек

Любой специалист вам скажет, что перед наматыванием катушек нужно произвести тщательный расчет. А любой практик все сделает интуитивно. Наш генератор не будет слишком быстроходным. Нам нужно, чтобы процесс зарядки 12-вольтового аккумулятора начался при 100-150 оборотах в минуту. При таких исходных данных общее число витков во всех катушках должно составлять 1000-1200шт. Осталось разделить эту цифру на количество катушек и узнать, сколько витков будет в каждой.

Чтобы сделать ветрогенератор на низких оборотах мощнее, нужно увеличить число полюсов. При этом в катушках возрастет частота колебания тока. Для намотки катушек лучше использовать толстый провод. Это уменьшит сопротивление, а, значит, сила тока возрастет. Следует учесть, что при большом напряжении ток может оказаться «съеденным» сопротивлением обмотки. Простой самодельный станочек поможет быстро и аккуратно намотать качественные катушки.

Статор размечен, катушки уложены на свои места. Для их фиксации используется эпоксидная смола, стеканию которой снова противостоят пластилиновые бортики

Из-за числа и толщины магнитов, расположенных на дисках, генераторы могут значительно различаться по своим рабочим параметрам. Чтобы узнать, какую мощность ждать в результате, можно намотать одну катушку и прокрутить её в генераторе. Для определения будущей мощности, следует измерить напряжение на определенных оборотах без нагрузки.

Например, при 200 оборотах в минуту получается 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 отправится на аккумулятор. Хотя практически, конечно, выходит меньше из-за потерь на диодном мосту и в проводах.

Чаще всего катушки делают круглыми, но лучше их чуть вытянуть. При этом меди в секторе получается больше, а витки катушек оказываются прямее. Диаметр внутреннего отверстия катушки должен соответствовать размеру магнита или быть немногим больше его.

Проводятся предварительные испытания получившегося оборудования, которые подтверждают его отличную работоспособность. Со временем и эту модель можно будет усовершенствовать

Делая статор, учтите, что его толщина должна соответствовать толще магнитов. Если число витков в катушках увеличить и сделать статор толще, междисковое пространство увеличится, а магнитопоток уменьшится. В результате может образоваться то же напряжение, но меньший ток из-за возросшего сопротивления катушек.

В качестве формы для статора используют фанеру, но можно на бумаге разметить сектора для катушек, а бордюры сделать из пластилина. Прочность изделия увеличит стеклоткань, помещенная на дно формы и поверх катушек. Эпоксидная смола не должна прилипать к форме. Для этого её смазывают воском или вазелином. Для тех же целей можно использовать пленку или скотч. Катушки закрепляют между собой неподвижно, концы фаз выводят наружу. Потом все шесть проводов соединяют треугольником или звездой.

Генератор в сборе тестируют, используя вращение рукой. Получившееся напряжение составляет 40 вольт, сила тока при этом составляет примерно 10 Ампер.

Заключительный этап — мачта и винт

Фактическая высота готовой мачты составила 6 метров, но лучше было бы сделать её 10-12 метров. Основание для неё нуждается в бетонировании. Необходимо сделать такое крепление, чтобы трубу можно было поднимать и опускать при помощи ручной лебедки. На верхнюю часть трубы крепится винт.

Труба ПВХ – надежный и достаточно легкий материал, используя который можно сделать винт ветряка с заранее предусмотренным изгибом

Для изготовления винта нужна ПВХ труба, диаметр которой составляет 160 мм. Из неё предстоит вырезать шестилопастной двухметровый винт. С формой лопастей имеет смысл поэкспериментировать, чтобы усилить крутящий момент на низких оборотах. От сильного ветра винт нужно уводить. Эта функция выполняется с помощью складывающегося хвоста. Выработанная энергия копится в аккумуляторах.

Мачта должна подниматься и опускаться с помощью ручной лебедки. Дополнительную устойчивость конструкции можно придать, используя натяжные тросы

Вашему вниманию предоставлены два варианта ветрогенераторов, которые чаще всего используются дачниками и владельцами загородной недвижимости. Каждый из них по-своему эффективен. Особенно результат применения такого оборудования проявляется в местности с сильными ветрами. В любом случае, такой помощник в хозяйстве не помешает никогда.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

как сделать самодельное устройство на 220 В (Вольт) для частного дома самому, и чертеж, условия и простая инструкция изготовления

Некоторые природные явления могут стать отличными источниками для выработки альтернативной электроэнергии. Генераторы, работающие от ветра, являются довольно практичными и не очень сложны в построении даже в домашних условиях. Поэтому в данной статье рассмотрим, как в домашних условиях построить ветрогенератор для собственных нужд, какие материалы и инструменты нам понадобятся.

Законность: насколько мощное устройство можно сделать?

Производство и монтаж самодельного ветрогенератора не попадает под статьи административного или уголовного наказания, если его мощность составляет не более 5 кВт. Также налогообложение производимой электроэнергии не предусматривается, так как её ресурсы расходуются на бытовые нужды дома.

По этой же причине для установки ветряка не требуется согласование с местной энергетической компанией. Однако перед изготовлением ветряка следует проверить наличие или отсутствие ограничительных субъектовых и муниципальных нормативно-правовых актов.

Также вопросы могут возникнуть со стороны соседей, которые могут испытывать неудобства, связанные с работой ветряка. Поэтому, если вы собираетесь создать ветрогенератор, то нужно обратить внимание на такие параметры, как:

1. Высота мачты. Существуют определённого рода ограничения на высоту данных построек. Например, постройку с высотой более 15 метров нельзя устанавливать рядом с мостами, аэропортами и тоннелями.
2. Шум от редуктора и лопастей. Необходимо, чтобы эти характеристики не превышали шумовые нормативы. Параметры вырабатываемого шума можно зафиксировать при помощи специализированного прибора, показания лучше задокументировать.
3. Эфирные помехи. Некоторые ветряки могут создать телепомехи, поэтому лучше предусмотреть защиту от них.
4. Претензии экологических служб. Данные организации могут препятствовать в эксплуатации ветряка, если она препятствует миграции перелётных птиц. Но, так как высота самодельных ветряков, как правило, небольшая, то эта проблема не возникнет.

Разновидности

По расположению генератора данный агрегат может быть:

1. Горизонтальной конструкции. В данном устройстве ось вращения располагается параллельно земле, а плоскость лопастей – перпендикулярно. Что позволяет осуществлять свободное вращение вокруг вертикальной оси.

   Принцип действия вертикальных генераторов заключается в перемене направления ветра, который воздействует на хвостовую плоскость, таким образом, ось вращения генератора будет располагаться по вектору движения потока воздуха.

   Внимание! Проблемой в использовании горизонтальных генераторов является присоединение силовых кабелей, так как провода могут наматываться на мачту и рваться. Однако эта проблема также решаема при помощи установки ограничителя.

2. Вертикальной конструкции. В данном варианте ось вращения вала располагается перпендикулярно земле, что позволяет устройству не зависеть от направления ветра. Преимущество данной установки состоит в том, что её чертежи представлены в свободном доступе из технической литературы. Сам генератор не требует установки ограничителей вращения, как в горизонтальных конструкциях.

Эффективная установка роторного типа для частного дома: из чего можно собрать?

Установка данного типа рассчитана на обеспечение электричеством садового домика, хозяйственных построек и подсвечивания в ночное время территории. Для изготовления ветроэлектрической установки роторного типа с максимальной мощностью в 1,5 кВт будет необходим ряд устройств:

• генератор на 12 В.;
• гелиевый или кислотный аккумулятор на 12 В.;
• полугерметичный выключатель-кнопка на 12 В.;
• преобразователь 700 →1500 Вт и 12→ 220 В.;
• автомобильное реле контрольной лампы заряда или зарядки аккумулятора;
• вольтметр;
• болгарка или ножницы по металлу;
• дрель.

Также дополнительно необходимы будут:

• ёмкость из нержавеющей стали или из алюминия большого объёма;
• болты с гайками и шайбами;
• провода сечением 4 мм² и 2,5 мм²;
• хомуты для закрепления генератора на мачте;
• карандаш или маркер;
• рулетка, кусачки, сверло, ключи, отвёртка.

Преимущества и недостатки роторной модели ветряка

Достоинствами роторной модели ветрогенератора являются:

• экономичность;
• элементы легкозаменяемые и хорошо поддаются ремонту в случае поломки;
• отсутствие особых условий для работы;
• надёжность в эксплуатации;
• достаточно тихая работа.

Недостатки также присутствуют:

• производительность ветряка не очень большая;
• ветрогенератор сильно зависит от внезапных порывов ветра, что может даже привести к срыву пропеллера.

Однофазный и трёхфазный

• Генераторы однофазного вида при нагрузке издают вибрационные колебания, причиной которых является разница в амплитуде тока.
• Генераторы трёхфазного вида не издают вибрационные колебания, что увеличивает акустический комфорт при их работе. Это позволяет генератору работать почти бесшумно, к тому же чем меньше вибрации, тем больше он прослужит.

Как видим, при сравнении обоих типов генераторов, лучшие характеристики имеет трёхфазный вид.

Номиналы генерируемого напряжения на 220 Вольт (В)

Самодельным ветрогенераторам на 220 В не нужны дополнительные преобразователи величины напряжения. Однако их работа зависит от силы ветра, поэтому требуется установка стабилизатора на выходе. Ведь при отсутствии ветра, генератор не будет работать. На самодельных ветряках используются мощные электродвигатели, благодаря которым можно установить винт, прикрепив его прямо к валу ротора.

Мощный электродвигатель можно не приобретать за большие деньги, а приобрести уже бывший в употреблении от списанной электроустановки, стиральной машины или пылесоса.

Также можно смастерить ветрогенераторы на основе автомобильного генератора в комплекте с преобразователем напряжения. На выходе образуются 12 или 14 вольт необходимые для питания энергосистемы. Такие конструкции можно использовать и в качестве непосредственного подключения, и в автомобильном режиме. Например, взяв питание напрямую с клемм аккумулятора.

Калькулятор расчёта прогнозируемой мощности

Теоретически мощность ветрового генератора рассчитывают по формуле:

N=p*S*V³/2, где:

• N – мощность потока воздуха;
• p – плотность воздушных масс;
• S – общая обдуваемая площадь лопастей винта;
• V – скорость воздушного потока.

Стартовый этап изготовления в домашних условиях: как изготовить самому?

Начальный этап производства ветровой установки состоит из следующих действий:

1. Большую ёмкость цилиндрической формы из металла разделяем на 4 равнозначные части, используя рулетку и карандаш.

   В качестве металлической ёмкости могут выступать выварки, вёдра или кастрюли.

2. Затем по намеченным линиям вырезаем болгаркой будущие лопасти, не прорезая их до конца.
3. Займёмся работами по переделке шкива генератора. Для этого на дне кастрюли и в шкиве нужно отметить и проделать симметричные отверстия, в которые будут вкручиваться болты.
4. В зависимости от стороны, в которую будет вращаться ветрогенератор, отгибаем лопасти.
5. На шкиве закрепляем ведро с лопастями.
6. Генератор крепим на мачту, фиксируя его хомутами, затем присоединяем провода и собираем цепь.

   Внимание! Обязательно при сборке цепи нужно зафиксировать в письменном виде схему соединения, цвета проводов и маркировку контактов.

7. Провода закрепляем на мачте генератора.
8. Присоединяя аккумулятор, используем 1 метр провода с сечением 4 мм². Для установки преобразователя также можно использовать данный вид провода.

Инструкция сборки аксиальной ВЭУ на неодимовых магнитах: как собрать своими руками?

Ветроэлектрическая установка на основе неодимовых магнитов представляет собой аксиальный ветрогенератор с безжелезными статорами. Ступицу от старого автомобиля с тормозными дисками можно использовать, как основу аксиального генератора. Её нужно разобрать, тщательно вычистить и смазать подшипники. Затем генератор следует покрасить.

Как разместить и закрепить магниты?

Распределение и закрепление магнитов осуществляется в несколько этапов:

1. Магниты размером 25х8мм размещаются по методу чередования полюсов, то есть у противостоящих магнитов должны быть противоположные полюса. Для этого можно заготовить шаблон-подсказку или нанести сектора прямо на диск, а также сами магниты пометить знаками минус или плюс.
2. Для закрепления магнитов нужно использовать хорошо фиксирующий клей. Для ещё большей удерживающей силы можно использовать эпоксидную смолу, которой залить диск целиком.

   Перед нанесением эпоксидной смолы форму лучше смазать вазелином, воском или средствами на их основе, чтобы она не прилипла к форме.

   Правила наматывания катушки

   1. Намотку можно осуществлять как вручную, так и с помощью специального станочка.
   2. Круглые катушки можно слегка вытянуть, что позволит сделать витки более прямыми. Но важно, чтобы они в размере были чуть больше магнитов или одинаковой с ними величины.
   3. При использовании провода с крупным сечением для намотки катушек, сила тока увеличится, а сопротивление уменьшится.
   4. Форму для статора можно изготовить из фанеры, а сектора для катушек отметить на ней. Бордюром может служить пластилин или плёнка. Стеклоткань, наложенная поверх катушек, повысит прочность конструкции.
   5. Статор, увеличенный при помощи количества витков в катушках, может уменьшить магнитопоток. Это приведёт к подаче меньшего тока на выходе.
   6. Катушки между собой закрепляют в неподвижном состоянии, выводя концы фаз наружу. Эти провода нужно соединить звездой или треугольником.

   Окончательная сборка устройства

   Мачта должна быть длиной около 6-12 метров с забетонированной основой и ветряком, закреплённым на её верхней части. В основание мачты нужно вмонтировать специальное крепление для поднятия и спуска трубы при помощи ручной лебёдки. Оно пригодится в случае поломки ветряка.

   Для изготовления винта используем трубу из поливинилхлорида диаметром 160 мм и длиной 2 метра. Всего из трубы будут вырезаны 6 лопастей. Винт-пропеллер нужно защитить от сильного ветра, используя складной хвост.

   Чертеж простой действующей самоделки

   Далее можно ознакомиться с чертежом ветрогенератора:

   Из чего состоит самодельный шедевр?

   Конструкция ветрогенератора одинакова, не зависимо от выбранной модели, и в неё входят следующие элементы:

   • пропеллер;
   • генератор;
   • инвертор/ регулятор напряжения/ стабилизатор;
   • буферный элемент;
   • мачта.

   Пропеллер

   Пропеллера можно изготовить из следующих материалов:

   • пластиковых бутылок;
   • кулер для воды;
   • алюминиевые листы;
   • жестяные банки или стальные бочки.

   Генератор

   Генераторы, как правило, используются уже готовые из старых электроприборов. Например, автомобильный или электродвигатель из бытовой техники. Генератор также можно попробовать собрать вручную. Вот несколько примеров:

   • ветрогенератор на неодимовых магнитах;
   • перебрать ротор любого генератора;
   • индивидуальная конструкция с обмотками.

   Мачта

   От прочности мачты зависит, насколько долго прослужит вся конструкция. Мачта высотой в 12–15 метров потребует предусмотреть растяжки и противовесы, так как такой высокой конструкции тяжело удержаться и даже сильный ветер может её повалить. Если же высота мачты ниже, то и вес конструкции не будет таким тяжёлым и дополнительные меры предпринимать не потребуется.

   В заключении можно сказать, что ветряные генераторы не очень сложны в конструкции, и их можно сделать в домашних условиях. Они прекрасно подойдут для ветреных регионов, в которых условия созданные природой окупят счета за электричество.

Как собрать ветрогенератор своими руками |

Владельцам частных домов приходится решать вопросы обеспечения электроэнергией загородных коттеджей и удаленных дач. Вместо того чтобы устанавливать опорные столбы линий электропередач, куда проще обустроить компактный ветрогенератор. Получать разрешение на установку такого оборудования на сегодняшний день не требуется. Нужно лишь знать, как собрать ветрогенератор, правильно ввести его в эксплуатацию и использовать сгенерированную электроэнергию.

Общий принцип работы

В южных регионах наибольшей популярностью пользуются солнечные батареи, однако в средней полосе экономически оправданным считается обустройство ветровых генераторов. Такая техника одновременно универсальна в использовании, позволяет обеспечить электроэнергией дачу или частный дом, проста в эксплуатации и нетребовательна в обслуживании. С одинаковым успехом можно как заказать установку компактных модификаций, собранных в заводских условиях электростанций, так и сделать их своими руками.

Основным элементом электрогенератора являются его лопасти, которые, вращаясь, генерируют электроэнергию. В зависимости от расположения осей электростанций, принято выделять вертикальные и горизонтальные модификации. Последние получили наибольшее распространение, так как отличаются эффективностью, а их рабочие органы вращаются даже при минимальном дуновении ветра.

Преимуществом вертикальных ветрогенераторов является простота конструкции, которая позволяет отказаться от ненужного поворотного механизма. Однако КПД у таких ветряков составляет лишь 25%, тогда как у горизонтальных трехлопастных модификаций этот показатель достигает 45%.

Современные электрогенераторы отличаются великолепной эффективностью, что достигается за счёт применения специальной конструкции с повышающим редуктором. Последний может выполняться шестеренчатым или ременным. Тем самым обеспечивается генерация электротока даже при минимальной скорости вращения лопастей ветряка. Горизонтальные модификации снабжаются специальной поворотной головкой, которая позволяет следовать за текущим направлением ветра. Такой механизм может выполняться как механическим, по типу флюгера, так и моторизированным с небольшим электроприводом.

Изготавливаться лопасти могут из разрезанных вдоль ПВХ труб или специальных прочных стальных или алюминиевых заготовок. В интернете можно с легкостью найти многочисленные чертежи выполнения лопастей и самих ветрогенераторов, которые будут иметь простую конструкцию, отличаться функциональностью и надежностью. Изготовить такие электрогенерирующие установки своими руками не составит какого-либо труда, необходима лишь соответствующая проектная документация, что позволит решить проблему с инженерными коммуникациями в частном доме.

Правовая сторона вопроса

Самодельные ветрогенераторы, предназначенные для электроснабжения частного дома или дачи, не попадают под запрет по изготовлению и установке таких устройств. Согласно действующему законодательству, ветрогенератор на 12 вольт считается бытовым, если его мощность не превышает 5кВт. В подобном случае не требуется каких-либо согласований с местными энергетическими компаниями. Также не нужно оплачивать какие-либо налоги с оговоркой, что полученная электроэнергия не используется для продажи третьим лицам.

Нужно лишь помнить о том, что местные власти могут издавать дополнительные правила и указы, которые регулируют использование таких ветряков. В частности, в районах поблизости от аэропортов запрещено устанавливать ветреные генераторы высотой более 20 метров. Подобные ограничения могут быть и в тех случаях, когда строение находится в особо охраняемых природных зонах.

Проблемы с законом могут появляться в тех случаях, когда ветряк издает повышенный шум, мешающий соседям на расположенном поблизости участке. Также нужно учитывать, что такие ветряки для частных домов относятся к категории индивидуальных построек, соответственно, на них распространяются определенные ограничения.

Самодельные установки

Конструктивно самодельный ветрогенератор не отличается сложностью, поэтому даже при минимальных знаниях и опыте в электротехнике и с использованием подручных вещей и средств собрать самодуйку под силу каждому домовладельцу. В зависимости от выбранной схемы и типа, такое энергогенерирующее оборудование может значительно отличаться. Стандартный ветродуй включает следующие компоненты:

• Пропеллер воздушный, который крафтится на вал генератора или же подключается через шестеренчатую и цепную передачу.
• Генератор, который при вращении может вырабатывать электроток. Чаще всего используют уже готовые автомобильные электрогенераторы.
• Стабилизаторы, регуляторы напряжения и инверторы выбирают в зависимости от типа генератора.
• Установочная конструкция включает кронштейн для фиксации на крышу или высокую мачту.

На сегодняшний день существуют десятки различных типовых проектов и схем выполнения бытовых геликоидных ветрогенераторов типа «Дарья». Это могут быть как простейшие маломощные электрические конструкции, полученного тока с которых едва хватит ли на зарядку телефона или освещения детских зон с платьями для кукол, так и мощные установки, способные обеспечить полное электроснабжение кухни частного дома.

Бывалые специалисты рекомендуют выбирать самодельные ветряки максимум в 4кВт мощности, изготовление которых не будет представлять особой сложности. В сети можно найти пошаговые инструкции по сборке таких устройств, что существенно упрощает их сборку.

Лопасти пропеллера

Пропеллер может изготавливаться из различных прочных подручных материалов, цена которых не слишком высока. Возможно даже применение обычных пластиковых бутылок, разрезанных в середине, что позволяет им улавливать ветер, раскручивая вал привода. Лишь от использования дерева следует отказаться, так как такой материал имеет большой вес и часто приходит в негодность. Создать и установить маленький деревянный велогенератор с лопатками на открытом воздухе будет проблематично.

Лопасти могут изготавливаться:

• из пластика;
• металла;
• композитных материалов.

Гибкие парусные лопасти не столь прочны и существенно ограничивают мощность выполняемого ветрогенератора. Собрать ветрогенератор своими руками можно лишь при наличии на руках качественной схемы устройства. Интересный и эффективный вариант — это аксиальный ветряк, выполненный из компьютерного кулера вентилятора. По сути, это уже готовые конструкции, которые имеют качественно выполненные лопасти и сбалансированный электродвигатель. Купить такой кулер в компьютерных магазинах можно по доступным ценам.

Если изготавливается по-настоящему мощное устройство, например, vetrogenerator Третьякова, то лопасти винта-самоделки выполняются из алюминиевых или стальных листов. Это прочные и надежные материалы, профилирование и резка которых не представляет особой сложности. Такой пропеллер-мельница отличается легким весом, при этом крупноразмерные лопасти хорошо улавливают даже минимальное по своей силе дуновение ветра, обеспечивая генерацию электроэнергии практически круглые сутки.

Также самодельные установки можно выполнить с пропеллером, который изготовлен из разрезанных наполовину стальных бочек. Потребуется лишь обустроить систему на подшипниках и позаботиться о мощном каркасе.

Использование генераторов

Ротор представляет собой сложное устройство, поэтому собрать ветряной генератор своими руками крайне сложно. Проще всего использовать уже готовые электродвигатели от разнообразных промышленных установок. Также возможно использование автомобильных генераторов, которые подходят для ветряков мощностью не более 2 Вт.

Изготовить ветроэлектростанцию для отопления или вибростанка небольшой мощности с переменным током для трехфазной сети можно из шагового двигателя. Также можно выбрать схему, устроенную на приводе от принтера, а в последующем выработки электроэнергии будет достаточно для зарядки сотового телефона или питания светодиодного светильника.

Специалисты рекомендуют при необходимости изготовления по-настоящему мощного устройства выполнять роторный стартер с использованием неодимовых магнитов. Последние отличаются компактными размерами, при этом способны генерировать качественный электроток. Обычно мощность генераторов на неодимовых магнитов с использованием соответствующих намоток будет на порядок выше, чем при применении электродвигателей. Такие конструкции отличаются компактными размерами, соответственно, проще собрать ветряк в небольшом корпусе бытового устройства.

Опорные несущие мачты

Пропеллер тихоходного электроветрогенератора на 10кВт обычно устанавливается на высокую мачту, что позволяет обеспечить максимально возможную эффективность генерации электроэнергии. Прочности выполненной мачты следует уделять должное внимание, так как на неё приходятся существенные ветровые нагрузки. Поэтому неправильно установленная конструкция может рухнуть под своей тяжестью. Изготавливают чаще всего такие мачты из металлоконструкций, используя дополнительные опоры и растяжки.

Мачты выполняются:

• из металлоконструкций;
• бетонных столбов;
• обработанного бруса.

В каждом конкретном случае тип мачты, способ подключения и высота конструкции будут отличаться, в зависимости от розы ветров в регионе, особенности прилегающих строений и мощности самого ветряка. Бытовые ветрогенераторы-ветродуйки на 220 В обычно имеют высоту от 4 до 10 метров. Обустраивать более высокие конструкции для ветрячка уже не имеет смысла, так как требуется выполнять масштабное бетонирование площадки, продумывать системы противовесов и дополнительных креплений, что не только существенно усложняет всю работу, но и занимает большую площадь придомовой территории.

Мачты с высотой 10—15 метров требуют не только противовесов и растяжек. Их основание бетонируется на глубину порядка полутора-двух метров, что позволяет обеспечить неподвижность всей конструкции даже в условиях шквального ветра. Планируя построить электроветряк на 12 В на приусадебном участке, следует помнить о том, что по действующему законодательству располагать их надо на определенном удалении от основного строения и ограждения с соседним участком.

Применяемое электрооборудование

Для поддержания правильной работы ветроустановки и последующего использования полученного с него электричества потребуется использовать различное дополнительное оборудование. Так, в частности, необходим инвертор, который позволяет сглаживать колебания напряжения в сети 50ГЦ, исключая выход из строя подключённых потребителей электроэнергии. Также подобные функции выполняют стабилизаторы напряжения, которые устанавливаются непосредственно в электрощите.

Системы автономного электроснабжения маленьких частных домов дополнительно оснащаются аккумуляторами, которые накапливают ток во время пиковой генерации, позволяя пользоваться различными электроприборами даже в период полного безветрия. Недостаток таких систем ветровиков с аккумуляторами в том, что вся конструкция существенно усложняется, увеличиваются затраты на оборудование, при этом раз в 5—8 лет, в зависимости от интенсивности использования батареей, они потребуют дорогостоящей замены.

Выбор используемого электрооборудования лучше всего доверить специалистам, которые смогут не только выполнить расчет необходимого количества света, приобретут качественные установки, но и проведут их грамотный монтаж. Только в этом случае обеспечивается беспроблемность использования домашней ветротурбины и всей системы электроснабжения частного дома, основой которой станет выполненный своими руками ветрогенератор.

Наши рекомендации:

Понравился пост? Поделись с друзьями и оцени публикацию. Тебе не трудно, а автору приятно. Спасибо.

Загрузка…

Подписывайся на наши новости Вконтакте!

Как сделать ветрогенератор своими руками

При росте цен на электроэнергию повсюду идёт поиск и разработка её альтернативных источников. В большинстве регионах страны целесообразно применять ветрогенераторы. Чтобы полностью обеспечить электричеством частный дом, требуется достаточно мощная и дорогостоящая установка.

Ветряной генератор для дома

Если сделать небольшой ветрогенератор, с помощью электрического тока можно подогревать воду или использовать для части освещения, например, хозяйственных построек, садовых дорожек и крыльца. Подогрев воды для хозяйственных нужд или отопления – это простейший вариант использования ветровой энергии без её аккумулирования и преобразования. Здесь вопрос больше заключается в том, достаточно ли мощности будет для отопления.

Перед тем как сделать генератор, сначала следует выяснить особенности ветров в регионе.

Большой ветрогенератор, для многих мест российского климата, мало подходит из-за частой смены интенсивности и направления воздушных потоков. При мощности выше 1 кВт он будет инерционным и не сможет в полной мере раскручиваться, когда меняется ветер. Инерция в плоскости вращения приводит к перегрузкам от бокового ветра, приводящим к его выходу из строя.

С появлением маломощных потребителей энергии имеет смысл применять небольшие самодельные ветрогенераторы не более чем на 12 вольт, чтобы освещать дачу светодиодными светильниками или заряжать телефонные аккумуляторы при отсутствии в доме электричества. Когда в этом нет необходимости, электрогенератор можно применять для нагрева воды.

Тип ветрогенератора

Для безветренной области подходит только парусный ветрогенератор. Чтобы электроснабжение было постоянным, понадобится аккумуляторная батарея не менее чем на 12В, зарядное устройство, инвертор, стабилизатор и выпрямитель.

Изготовить качественный и мощный ветрогенератор своими средствами сложно. Он будет дорого стоить, и вырабатывать не более 3-4 кВт. Здесь нужны другие альтернативные источники электричества.

Для слабоветренных районов можно самостоятельно изготовить вертикальный ветрогенератор, мощностью не более 2-3 кВт. Вариантов есть много и они почти не уступают промышленным образцам. Покупать целесообразно ветряки с парусным ротором. Надёжные модели мощностью от 1 до 100 киловатт выпускаются в Таганроге.

В ветреных регионах можно сделать генератор для дома своими руками вертикальный, если требуемая мощность составляет 0,5-1,5 киловатт. Лопасти можно изготовить из подручных средств, например, из бочки. Более производительные устройства целесообразно купить. Самыми дешёвыми являются «парусники». Вертикальный ветряк стоит дороже, но он надёжней работает при сильных ветрах.

Маломощный ветряк своими руками

В домашних условиях небольшой самодельный ветрогенератор изготовить несложно. Для начала работы в области создания альтернативных источников энергии и накопления в этом ценного опыта как собрать генератор, можно изготовить самостоятельно простое устройство, приспособив мотор от компьютера или принтера.

Ветряной генератор на 12 В с горизонтальной осью

Чтобы сделать своими руками маломощный ветряк, необходимо сначала подготовить чертежи или эскизы.

На скорости вращения 200-300 об./мин. напряжение можно поднять до 12 вольт, а вырабатываемая мощность составит около 3 Вт. С его помощью можно зарядить небольшой аккумулятор. Для других генераторов мощность необходимо увеличивать до 1000 об./мин. Лишь в этом случае они будут эффективны. Но здесь понадобится редуктор, создающий значительное сопротивление и к тому же имеющий высокую стоимость.

Электрическая часть

Чтобы собрать электрогенератор, необходимы комплектующие:

1. небольшой мотор от старого принтера, дисковода или сканера;
2. 8 диодов типа 1N4007 для двух выпрямительных мостов;
3. конденсатор ёмкостью 1000 мкф;
4. труба ПВХ и пластиковые детали;
5. алюминиевые пластины.

На рисунке ниже изображена схема генератора.

Шаговый мотор: схема подключения к выпрямителю и стабилизатору

Диодные мосты подключаются к каждой обмотке двигателя, которых две. После мостов подключается стабилизатор LM7805. В результате на выходе получается напряжение, которое обычно подаётся на 12-вольтную батарею.

Большую популярность получили электрогенераторы на неодимовых магнитах с чрезвычайно высокой силой сцепления. Их следует аккуратно использовать. При сильном ударе или нагреве до температуры 80-250⁰С (в зависимости от вида) у неодимовых магнитов происходит размагничивание.

За основу генератора, изготавливаемого своими руками, можно взять ступицу автомобиля.

Ротор на неодимовых магнитах

На ступицу производится наклейка суперклеем неодимовых магнитов диаметром около 25 мм примерно в количестве 20 шт. Однофазные электрогенераторы делаются с равенством количества полюсов и магнитов.

Магниты, расположенные напротив друг друга, должны притягиваться, т. е. повёрнуты противоположными полюсами. После приклеивания неодимовых магнитов производится их заливка эпоксидной смолой.

Катушки мотают круглыми, а общее количество витков составляет 1000-1200. Мощность генератора на неодимовых магнитах подбирается такой, чтобы его можно было использовать как источник постоянного тока, порядка 6А для зарядки АКБ на 12 В.

Механическая часть

Лопасти делают из пластиковой трубы. На ней рисуют заготовки шириной 10 см и длиной 50 см, а затем вырезают. Изготавливается втулка на вал двигателя с фланцем, к которому винтами крепятся лопасти. Их количество может быть от двух до четырёх. Пластик долго не прослужит, но на первое время его хватит. Сейчас появились достаточно износостойкие материалы, например, карбон и полипропилен. Затем можно изготовить более прочные лопасти из алюминиевого сплава.

Балансировку лопастей производят путём отрезания лишних частей на концах, а угол наклона создают путём их нагрева с изгибом.

Генератор крепится болтами к куску пластиковой трубы с приваренной к нему вертикальной осью. На трубу также соосно устанавливается флюгер из алюминиевого сплава. Ось вставляется в вертикальную трубу мачты. Между ними устанавливается упорный подшипник. Вся конструкция может свободно вращаться в горизонтальной плоскости.

Электрическую плату можно разместить на вращающейся части, а напряжение потребителю передавать через два токосъёмных кольца со щётками. Если плату с выпрямителем установить отдельно, тогда количество колец будет равно шести, сколько выводов имеет шаговый мотор.

Ветряк крепят на высоте 5-8 м.

Если устройство будет эффективно вырабатывать энергию, его можно усовершенствовать, сделав вертикально-осевым, например, из бочки. Конструкция меньше подвержена боковым перегрузкам, чем горизонтальная. На рисунке ниже изображён ротор с лопастями из фрагментов бочки, установлен на оси внутри рамы и на него не действует опрокидывающее усилие.

Ветряк с вертикальной осью и ротором из бочки

Профилированная поверхность бочки создаёт дополнительную жёсткость, за счёт чего можно применять жесть меньшей толщины.

Ветрогенератор мощностью более 1 киловатта

Устройство должно приносить ощутимую пользу и выдавать напряжение 220 В, чтобы можно было включить некоторые электроприборы. Для этого оно должно самостоятельно запускаться и вырабатывать электроэнергию в широком диапазоне.

Чтобы сделать ветрогенератор своими руками, прежде следует определить конструкцию. Она зависит от того, какая сила ветра. Если она слабая, то единственным вариантом может быть парусный вариант ротора. Больше 2-3 киловатт энергии здесь не получить. Кроме того, для него понадобятся редуктор и мощный аккумулятор с зарядным устройством.

Цена всего оборудования высокая, поэтому следует выяснить, будет ли это выгодно для дома.

В районах с сильными ветрами, самодельным ветрогенератором можно получить 1,5-5 киловатт мощности. Тогда его можно подключать в домашнюю сеть на 220В. Аппарат с большей мощностью самостоятельно сделать сложно.

Электрогенератор из двигателя постоянного тока

В качестве генератора можно использовать малооборотный мотор, генерирующий электрический ток при 400-500 об/мин: PIK8-6/2,5 36V 0,3Nm 1600min-1. Длина корпуса 143 мм, диаметр – 80 мм, диаметр вала – 12 мм.

Как выглядит двигатель постоянного тока

Для него нужен мультипликатор с передаточным отношением 1:12. При одном обороте лопастей ветряка электрогенератор сделает 12 оборотов. На рисунке ниже изображена схема устройства.

Схема устройства ветряка

Редуктор создаёт дополнительную нагрузку, но всё же это меньше, чем для автомобильного генератора или стартера, где требуется передаточное отношение как минимум 1:25.

Лопасти целесообразно изготавливать из алюминиевого листа размером 60х12х2. Если на мотор их установить 6 штук, устройство будет не таким быстрым и не пойдёт вразнос при больших порывах ветра. Следует предусмотреть возможность балансировки. Для этого лопасти припаиваются к втулкам с возможностью накручивания на ротор, чтобы можно было их смещать дальше или ближе от его центра.

Мощность генератора на постоянных магнитах из феррита или стали не превышает 0,5-0,7 киловатт. Увеличить её можно только на специальных неодимовых магнитах.

Генератор с не намагниченным статором для работы не годится. При небольшом ветре он останавливается, а после не сможет самостоятельно запуститься.

Для постоянного отопления в холодное время года требуется много энергии, и протопить большой дом — это проблема. Для дачи в этом плане он может пригодиться, когда туда приходится ездить не чаще 1 раза в неделю. Если всё правильно взвесить, система отопления на даче работает всего несколько часов. Остальное время хозяева находятся на природе. Используя ветряк как источник постоянного тока для зарядки АКБ, за 1-2 недели можно накопить электроэнергии для отопления помещений на такой промежуток времени, и таким образом, создать себе достаточный комфорт.

Чтобы сделать генератор из двигателя переменного тока или автомобильного стартера, требуется их переделка. Мотор можно модернизировать под генератор, если ротор изготовить на неодимовых магнитах, проточив на их толщину. Его делают с количеством полюсов, как и у статора, чередуя друг с другом. Ротор на неодимовых магнитах, приклеенных к его поверхности, при вращении не должен залипать.

Типы роторов

Конструкции роторов отличаются разнообразием. Распространённые варианты изображены на рисунке ниже, где указаны значения коэффициента использования энергии ветра (КИЭВ).

Виды и конструкции роторов ветряков

Для вращения ветряки делают с вертикальной или горизонтальной осью. Вертикальный вариант обладает преимуществом в удобстве обслуживания, когда основные узлы расположены внизу. Опорный подшипник выполнен самоустанавливающимся и долго служит.

Две лопасти ротора «Савониуса» создают рывки, что не очень удобно. По этой причине его делают из двух пар лопастей, разнесённых на 2 уровня с поворотом одной относительно другой на 90⁰. В качестве заготовок можно использовать бочки, вёдра, кастрюли.

Ротор «Дарье», лопасти которого делают из упругой ленты, отличается простотой изготовления. Для облегчения раскрутки их количество должно быть нечётным. Движение происходит рывками, из-за чего механическая часть быстро разбивается. Кроме того, лента при вращении вибрирует, издавая рёв. Для постоянного применения подобная конструкция не очень подходит, хотя лопасти иногда делают из звукопоглощающих материалов.
В ортогональном роторе крылья выполняются профилированными. Оптимальное количество лопастей равно трём. Устройство быстроходное, но его необходимо раскручивать при пуске.

Геликоидный ротор имеет высокий КПД за счёт сложной кривизны лопастей, снижающей потери. Его применяют реже других ветряков из-за высокой стоимости.

Горизонтальный лопастный ротор исполнения является наиболее эффективным. Но он требует наличия стабильного среднего ветра, а также для него необходима ураганная защита. Лопасти можно изготовить из пропилена, когда их диаметр меньше 1 м.

Если вырезать лопасти из толстостенной пластиковой трубы или бочки, достичь мощности выше 200 Вт не удастся. Профиль в виде сегмента для сжимаемой газообразной среды не подходит. Здесь нужен сложный профиль.

Диаметр ротора зависит от того, какую мощность требуется получить, а также от количества лопастей. Двухлопастнику на 10 Вт нужен ротор диаметром 1,16 м, а на 100 Вт – 6,34 м. Для четырёх-, и шестилопастника диаметр составит соответственно 4,5 м и 3,68 м.

Если насадить ротор непосредственно на вал генератора, его подшипник долго не протянет, поскольку нагрузка на все лопасти неравномерная. Опорный подшипник для вала ветряка должен быть самоустанавливающимся, с двумя или тремя ярусами. Тогда для вала ротора будут не страшны изгибы и смещения в процессе вращения.

Большую роль в работе ветряка играет токосъёмник, который требуется регулярно обслуживать: смазывать, чистить, регулировать. Возможность его профилактики должна быть предусмотрена, хотя это сложно сделать.

Безопасность

Ветряки, мощность которых превышает 100 Вт, являются шумными устройствами. Во дворе частного дома можно установить промышленный ветродвигатель, если он сертифицирован. Его высота должна быть выше ближайших домов. На крыше нельзя устанавливать даже маломощный ветряк. Механические колебания от его работы могут создать резонанс и привести к разрушению строения.

Высокие скорости вращения ветрогенератора требуют качественного изготовления. Иначе, при разрушении устройства существует опасность, что его детали могут отлететь на большие расстояния и нанести травму человеку или домашним животным. Особенно это следует учитывать при изготовлении ветряка своими руками из подручных материалов.

Видео. Ветрогенератор своими руками.

Применение ветрогенераторов целесообразно не во всех регионах, поскольку зависит от климатических особенностей. Кроме того, изготавливать их своими руками не имеет смысла без определённого опыта и знаний. Для начала можно взяться за создание простой конструкции мощностью несколько ватт и напряжением до 12 вольт с помощью, которой можно зарядить телефон или зажечь энергосберегающую лампу. Применение неодимовых магнитов в генераторе позволяет значительно увеличить его мощность.

Мощные ветровые установки, берущие на себя значительную часть электроснабжения дома, лучше приобретать промышленные, на создание напряжения 220В, тщательно взвесив при этом все за и против. Если совместить их с другими видами альтернативных источников энергии, электричества может хватить на все хозяйственные нужды, включая систему отопления дома.

Оцените статью:

Делаем для дачи вертикальный ветрогенератор своими руками

Пожалуй, ни один дачник не будет спорить с тем, что сегодня необходимо иметь какой-либо альтернативный источник электроэнергии, ведь свет могут отключить в любую минуту. Большую популярность, как источник бесплатной энергии, сегодня получили самодельные ветрогенераторы. Разнообразные модели таких устройств предлагаются на рынке, а в интернете можно увидеть схемы, чертежи и видео, позволяющие собрать их своими руками.

Стоит отметить, что самодельный ветрогенератор будет очень полезен даже при его небольшой мощности. Уже одно то, что среди кромешной тьмы дача будет освещена, и можно будет без проблем посмотреть телевизор или зарядить мобильное устройство, подстрахует от неприятностей и поднимет престиж перед соседями.

к содержанию ↑

Три маленьких секрета

Первый секрет заключается в том, на какую высоту будет установлен самодельный ветрогенератор. Понятно, что проще смонтировать его на высоте нескольких метров от земли, но и толку от него тогда будет не особенно много. Следует учитывать, что чем выше ветрогенератор, тем сильнее ветер, быстрее крутятся его лопасти, и тем больше энергии можно получить от сделанной своими руками электростанции.

Второй секрет заключается в выборе АКБ. В интернете советуют не мудрить и ставить автомобильный аккумулятор. Да, это проще и, на первый взгляд, дешевле. Но, необходимо знать, что автомобильные аккумуляторы следует устанавливать в хорошо проветриваемом помещении, они требуют ухода, а их срок службы не превышает 3-х лет. Будет лучше приобрести специальный аккумулятор. Хотя он и стоит дороже, но это себя оправдает.

Третий секрет, какой ветрогенератор лучше подходит для изготовления своими руками — горизонтальный или вертикальный? У каждого варианта свои достоинства и недостатки. Мы рассмотрим ветрогенераторы вертикального типа, принцип работы которых показан на рис.2.

Сначала о недостатках: вертикальный ветрогенератор имеет низкий КПД по сравнению с горизонтальными моделями, на его сборку уходит больше материалов, что, соответственно, ведёт к удорожанию конструкции. С другой стороны, вертикальные ветряки могут работать при более слабом ветре, чем их горизонтальные аналоги, что компенсирует их невысокий КПД. Их не требуется поднимать на слишком большую высоту, они проще и дешевле при монтаже и установке, что сводит на нет разницу в стоимости материалов.

Немаловажным фактором является и то, что вертикальный ветрогенератор надёжнее при резких порывах ветра и ураганах, так как его устойчивость растёт с повышением скорости вращения. Кроме того, вертикальные конструкции практически бесшумны, что позволяет устанавливать их в любом месте, вплоть до крыши жилого дома. Всё вышеперечисленное ведёт к тому, что эти установки пользуются растущим спросом и выпускаются в различных модификациях, применительно к требуемой мощности и ветрам, преобладающим в определённых регионах, с чем, кстати, можно ознакомиться на видео ниже.

к содержанию ↑

Простейшая конструкция

Маломощный вертикальный ветрогенератор нетрудно собрать своими руками из, без преувеличения, бросовых материалов: большой пластиковой бутылки или жестяной банки, стальной оси и старого электромотора. Достаточно пополам разрезать банку или бутылку и закрепить эти половины на связанной с генератором оси вращения (рис.3). Такой вертикальный ветряк несложно сделать разборным и брать его с собой на рыбалку или в поход, где он не только осветит место ночлега, но и позволит подзарядить телефон или другое мобильное устройство.

к содержанию ↑

Собственная электростанция для дачи

А вот изготовление более мощного ветрогенератора придётся начать с покупки ведра и это не розыгрыш. Да, для начала, придётся купить обычное оцинкованное ведро. Это, конечно, в том случае, если такое прохудившееся ведро не завалялось где-либо в сарае. Размечаем его на четыре части и делаем ножницами по металлу прорези, так, как это показано на рис.4.

Ведро крепится за днище к шкиву генератора. Крепить следует четырьмя болтами, расположив их строго симметрично и на одном расстоянии от оси вращения, что позволит избежать дисбаланса.

Итак, практически всё готово, осталось выполнить следующие действия:

1. Отогнуть металл на прорезях, чтобы получить лопасти. Если чаще всего господствует сильный ветер, достаточно слегка отогнуть бока. Если ветер слабый, отогнуть можно и посильнее. В любом случае, величину изгиба можно отрегулировать позднее;
2. Соединить все необходимые приборы (кроме генератора) так, как это показано на рис.5;
3. Закрепить генератор с идущими от него проводами на мачте;
4. Укрепить мачту;
5. Подсоединить провода, идущие от генератора, к контроллеру.

Всё. Изготовленный своими руками ветрогенератор готов к работе.

к содержанию ↑

Электрическая схема

Рассмотрим подробнее электрическую схему. Понятно, что ветер может в любую минуту прекратиться. Поэтому ветрогенераторы не подключают напрямую к бытовым приборам, а вначале заряжают от них аккумуляторные батареи, для обеспечения сохранности которых, применяется контроллер заряда. Далее, учитывая то, что АКБ дают постоянный ток малого напряжения, в то время как практически все бытовые приборы потребляют переменный ток напряжением 220 вольт, устанавливается преобразователь напряжения или, как его ещё называют, инвертор и только потом подключают всех потребителей.

Для того чтобы ветрогенератор обеспечивал работу персонального компьютера, телевизора, сигнализации и нескольких энергосберегающих ламп достаточно установить аккумулятор ёмкостью 75 ампер/час, преобразователь напряжения (инвертор) мощностью 1,0 кВт, плюс генератор соответствующей мощности. А что ещё нужно, когда отдыхаешь на даче?

к содержанию ↑

Подведём итоги

Вертикальный ветрогенератор, который можно сделать по приведённым выше инструкциям, может работать при довольно слабом ветре и независимо от его направления. Его конструкция упрощается за счёт того, что в ней отсутствует флюгер, разворачивающий по ветру винт горизонтального ветрогенератора.

Основным недостатком вертикально-осевых ветряных турбин является небольшой КПД, но это искупается рядом других преимуществ:

• Скорость и простота сборки;
• Отсутствие ультразвуковой вибрации, характерной для горизонтальных ветрогенераторов;
• Нетребовательность к техническому обслуживанию;
• Достаточно тихая работа, позволяющая установить вертикальный ветряк практически в любом месте.

Конечно, сделанный своими руками ветряк может не выдержать излишне сильного ветра, который окажется способным сорвать ведро. Но это не проблема, просто придётся купить новое или приберечь где-либо в сарае отслужившее свой срок старое.

На видео ниже можно посмотреть как запитываются бытовые приборы на даче. Правда, ветрогенератор здесь сделан не из ведра, но тоже своими руками.

Как сделать ветрогенератор — правила изготовления домашнего ветрогенератора своими руками

Если у вас нет доступа к общей электрической сети, либо вы решили обзавестись автономным источником энергии, то целесообразно установить домашний ветрогенератор. Сила потока воздушных масс позволит вам своими руками наладить поступление электроэнергии для бытовых нужд.

Как работает ветрогенератор?

Прежде, чем самому собирать и устанавливать ветрогенератор, необходимо определить, имеет ли это смысл. Для этого необходимо измерить скорость ветра в той местности, где вы решили выполнить установку.  Если окажется, что ветровой силы недостаточно, то устанавливать генератор невыгодно.

Помимо скорости ветра, нужно определить, какой уровень мощности генератора необходим. Конечно же, не стоит полагать, что генератор данного типа будет функционировать круглосуточно без перебоев, ведь скорость ветра может сильно меняться в течении дня, и это повлияет на возникновение энергетических проблем.

Возможную мощность генератора вы сможете определить с помощью расчета коэффициента использования энергии ветра. Он позволяет оценить часть энергии воздушного потока, которая будет использоваться ветроколесом.  Данный показатель зависит от различных внешних параметров.

Если вы делаете ветрогенератор своими руками, то следует знать его основные составляющие:

• ветроколесо с определенным количеством лопастей
• редуктор, который отвечает за круговое движение колеса
• мачта, при помощи которой ветряные потоки поступают в инвертор, чтобы превратиться в ток

Само электричество берется из энергии ветра, которая приводит в движение лопасти с колесом. Круговые манипуляции передаются с помощью редуктора в генераторный вал. Именно там происходит превращение энергии механического типа в электрическую.

Из каких элементов состоит домашний ветрогенератор?

Чтобы сделать генератор в домашних условиях, необходимо приобрести все его комплектующие:

• аккумулятор на кислотной или гелиевой основе
• ротор
• генератор
• ведро или бочка из металла большого размера
• полугерметичная кнопка (выполняет роль выключателя)
• специальные болты
• реле для подзарядки аккумулятора
• реле лампы заряда
• вольтметр
• мачта
• нержавеющая проволока
• провода
• специальная коробка для наружных проводов

С помощью данного оборудования и запчастей у вас получится сделать ветрогенератор своими руками.

Сколько лопастей должно быть у ветрогенератора?

Одним из самых важных этапов в создании ветрогенератора является этап подбора и прикрепления лопастей. Количество, качество и габариты каждой лопасти оказывают сильное влияние на будущую работу всего устройства. Существует несколько основных принципов, которые необходимо учитывать при сборке конструкции данного типа:

• при установке двух-трех лопастей большого размера неправильно считать, что мощность генератора равна показателю с пятью-шестью небольшими лопастями
• при устройстве генератора с малым количеством лопастей необходимо уделять большое внимание балансу, лопасти большей площади дают сильную вибрацию
• от размеров лопастей напрямую зависит уровень шума, издаваемого установкой, чем больше будет скорость и окружность вращения лопастей, тем сильнее вы будете это слышать, а при установке такого генератора в частном доме вы будете часто просыпаться по ночам
• если вы создаете быстроходные лопасти, то необходимо учитывать особые требования к их конструкции, лучше всего сделать лопасти из разрезанной трубы КИЭВ

При использовании габаритных лопастей достаточно много нагрузки приходится на ось генератора, мачту и все его составляющие. Использование такой установки небезопасно, поскольку при сильном ветре лопасти разгоняются до огромной скорости, а мачта или крепления, скорее всего, этого не выдержат. Если же вы все-таки решили сделать ветрогенератор именно такого типа, то лучше всего использовать дерево в качестве материала лопастей. Однако, их изготовление из этого материала является достаточно затруднительным.

Мощность ветрогенератора напрямую зависит от размера колеса с лопастями, скорости воздушных масс и высоты мачты. Нужно понимать, что энергии будет больше того после того, как вы найдете идеальный баланс для всей конструкции. Если устанавливать две-три лопасти большого размера, то мощность будет небольшой, а сама конструкция будет достаточно хрупкой.  Наиболее удобным и правильным вариантом является установить своими руками пять или шесть лопастей умеренного размера.

Этапы создания ветрогенератора своими руками

После того, как большая часть конструктивных элементов мелкого типа подобрана, можно приступать к сборке ветрогенератора:

• сначала необходимо выбрать тип генератора, нужно опередить, будет у вас горизонтальный или вертикальный тип двигателя, сделать своими руками проще ветрогенератор вертикального типа, поскольку в нем значительно легче налаживать балансировку
• при покупке генератора нужно смотреть на его мощность
• после проведения всех расчетов нужно выбрать аккумулятор, он должен быть герметического типа и предназначаться специально для энергетических установок
• прежде, чем устанавливать все устройство, нужно залить фундамент, он должен соответствовать особенностям внешней среды
• мачта устанавливается после полного затвердевания фундамента
• собирается ротор — предварительно ротор необходимо подбирать в зависимости от средней скорости ветра, скорость влияет на диаметр данного элемента
• к ротору приделывается шкив
• лопасти можно сделать, как из трубы, так и из бочки, расчет их площади сугубо индивидуален
• провода из алюминия присоединяются к генератору
• необходимо собрать цепь в дозе
• осуществляется крепление генератора к мачте, а после и проводов
• генератор и аккумулятор собираются в единую цепь, и к ним подключается нагрузка через провода

Хороший запуск генератора получается выполнить только в условиях высокой скорости ветра. Чтобы увеличить выработку энергии, можно сделать своими руками трансформатор с регулятором. Это обеспечит большую силу тока.

Основные условия эксплуатации самодельного ветрогенератора

Как и за любым прибором, за ветряным генератором требуется регулярный уход. Благодаря грамотному уходу за самодельной станцией вы сможете эксплуатировать генератор очень долго. Существуют ключевые виды работ, которые необходимо выполнять каждый год:

• уход за всеми подвижными элементами системы путем их смазывания
• проверка лопастей и подшипников с целью своевременного обнаружения их повреждений
• регулировка всех электрических соединений
• проверка механизмов ветрогенератора на отсутствие коррозии
• регулировка ослабленных растяжек и подкрутка расшатанных болтов
• осуществление покраски металлических деталей генератора
• проверка щетки токоприемника

При оптимальных условиях эксплуатации и качественной сборке самодельный ветрогенератор может прослужить более 10-15 лет. Нужно понимать, что для создания прибора такого типа очень важны первоначальные исследования и расчеты. Ведь именно по ним будет создаваться вся установка.

виды ветряков, обслуживание, выбор лопастей и генератора, мощные модели и парусники

Возрастание потребностей населения в электроэнергии вынуждает изыскивать дополнительные возможности. Действующие электростанции обеспечивают потребителей только в пределах доступности, жители отдаленных и труднодоступных регионов зачастую лишены возможности подключения к сетевым ресурсам.

Решением проблемы становятся местные генераторы, действующие на бензине или дизельном топливе. Они требуют постоянных расходов, запаса топлива, запчастей. Альтернативой становятся ветрогенераторы, имеющие массу преимуществ перед традиционными источниками энергии.

Законность установки ветрогенератора

Частные ветрогенераторы мощностью до 1 кВт приравниваются к бытовым электроустановкам, поэтому каких-либо разрешений или документов на право использования не требуется. Однако, возможны сложности другого порядка. Например, установка, создающая шум, способна доставлять неприятные ощущения для соседей.

Возможны различные местные нормативы на использование ветроустановок, о которых следует узнать заранее, чтобы не оказаться в неприятной ситуации. Например, существуют ограничения по высоте мачты (до 15 м) или иные требования.

Какой нужен генератор?

Генератор — основное устройство комплекса, непосредственно вырабатывающее электроток. Его мощность определяет параметры всей установки. Выбор генератора производится путем подсчета мощности всех потребителей в доме или на участке. Суммарная мощность увеличивается на 15-20 %, а иногда и больше. Это необходимо на случай возникновения непредвиденных обстоятельств, появления в доме новых устройств.

Выбор по ветру

Ветер — источник энергии. Он достается бесплатно, но не всегда имеется в наличии. Прежде, чем приобретать или строить ветряк, следует подробно ознакомиться с метеорологической ситуацией в регионе. Важно выяснить направления, преобладающие скорости ветра, частоту и силу шквальных порывов, ураганных проявлений. Эти знания позволят определиться с типом ветряка, условиями работы оборудования и потребностями в защите.

Россия имеет преимущественно слабые и средние ветра в большинстве регионов, но для отдаленных или труднодоступных районов нередки более мощные атмосферные проявления, требующие от пользователя обладания полной информацией по силе и направлению потоков.

О безопасности

Вопрос безопасности использования ветрогенератора непрост. Лопасти ветряка при высоких скоростях и больших размерах способны причинить серьезные травмы, вплоть до летального исхода. Кроме того, высокие мачты опасны при возникновении сильного ветра, поскольку могут опрокинуться на жилые дома, людей, оказавшихся поблизости, причинить вред имуществу или постройкам.

При этом, большинство противников ветроэнергетики находят проблемы не там, где они есть. Существует масса утверждений о вреде устройств:

• наличие шума
• вибрация
• мерцающая тень, способствующая нервно-психическим расстройствам
• магнитный фон
• помехи радио- и телевизионным приемникам
• непереносимость установок животными, опасность для птиц

Большинство из этих утверждений — следствие надуманных противниками автономных источников питания аргументов. Они имеют место, но величина проблем настолько не соответствует действительности, что эти проблемы попросту не заслуживают времени на обсуждение. Если ветрогенераторы и представляют опасность, то лишь для представителей ресурсоснабжающих компаний, не желающих терять клиентов.

Тем не менее, мощные промышленные установки, использующиеся в составе крупных электростанций, способны создавать неудобства для жителей, что доказано в американском суде. Ветряки продуцировали инфразвук, вызывавший расстройства здоровья у индейцев, живших в резервации на расстоянии 200 км. Однако, учитывая размеры и мощность частного ветряка, говорить о вреде от него незачем.

Вертикалки

Ветряки с вертикальной осью вращения являются наиболее подходящей для самостоятельного изготовления группой устройств. Они имеют простую, понятную конструкцию. Не нуждаются в большом количестве узлов вращения, нетребовательны к направлению ветра. Возможности этой группы породили большое количество вариантов конструкции, некоторые из которых следует рассмотреть подробнее.

ВС

Ветрогенератор Савониуса — одна из наиболее старых разработок, увидевших свет в 20-х годах прошлого столетия. Устройство состоит из двух лопастей достаточно большой площади, изогнутых в продольном направлении. В поперечном сечении они напоминают латинскую букву S. При этом, они слегка сдвинуты друг к другу, несколько перекрывая рабочие стороны.

При воздействии потока ветра одна из лопастей получает усилие на рабочую часть, а вторая — на обратную сторону. Форма лопасти способствует рассечению потока, часть которого уходит в сторону, а другая часть соскальзывает на рабочую поверхность второй лопасти, увеличивая вращающий момент.

На основе конструкции Савониуса разработано множество моделей ветряков с увеличенным количеством лопастей, большей эффективностью и чувствительностью к слабым ветрам.

Дарье

Конструкция Дарье была предложена почти одновременно с ротором Савониуса. Ее основа — лопасти, имеющие форму крыла самолета и расположенные вертикально по касательной к окружности вращения. Требуется нечетное число лопастей, иначе возникнет чрезмерно высокое уравновешивающее усилие. Подъемная сила лопастей способствует возникновению высокой скорости вращения, превышающей этот показатель в 3-4 раза по сравнению с ротором Савониуса.

Математического описания работы устройства до сих пор не имеется, но разработки, выполненные на основе конструкции, существуют и постоянно пополняются. Существует большое количество моделей частных ветрогенераторов с мощностью, достаточной для обеспечения небольшого дома.

Ортогонал

Ортогональные конструкции являются наиболее эффективными из всех базовых моделей вертикальных ветряков. Они обладают высокими скоростями, чувствительностью, производительностью. Конструкция состоит из нескольких лопастей (обычно три и больше), расположенных на некотором расстоянии от оси параллельно ей. Рассмотренный выше ротор Дарье — один из представителей ортогональных устройств. К недостаткам можно отнести высокие нагрузки на узел вращения, способствующие быстрому выходу из строя движущихся деталей.

Геликоид

Геликоидные конструкции созданы на основе базовой модели ортогонального типа, но со значительными изменениями геометрии лопастей. Они изогнуты по окружности вращения, получив форму, приближенную к спиральной. В результате достигается значительная стабилизация вращения, снижается износ движущихся элементов, конструкция в целом приобретает долговечность, прочность и надежность.

Более плавный режим вращения обеспечивает равномерную выработку электрического тока, что позволяет использовать устройства для прямого питания некоторых потребителей (осветительных устройств, насосов и т.д.). Для самостоятельного изготовления конструкция представляет достаточно трудную задачу из-за сложной геометрической формы лопастей.

Бочка-загребушка

Это — «народное» название многолопастного карусельного (вертикального) ветрогенератора. Устройство имеет хороший баланс, эффективно захватывает поток ветра, низкий уровень шума. Для желающих попробовать силы в изготовлении ветряк своими руками этот вариант конструкции рекомендуется как один из базовых типов конструкции. Лопасти делаются из листовой оцинкованной стали, разрезанных вдоль бочек или иного подручного материала.

Каркас — сваривается из металлического профиля — уголка, трубы и т.п. Особенность устройства в его неуязвимости для сильных порывов ветра — вокруг крыльчатки при усилении потока образуется вихревой кокон, препятствующий проникновению ветра внутрь крыльчатки. Поток просто обтекает устройство, как трубу.

Ветрогенератор Ленца

Особенность конструкции Ленца состоит в использовании вместо подшипников сильных неодимовых магнитов. Они удерживают узел вращения в «подвешенном» состоянии, что обеспечивает легкость вращения. Отсутствие трения способствует высокой долговечности оборудования. Показатели весьма впечатляющие — старт вращения происходит при скорости ветра от 0,17 м/с, а на номинальную производительность ветряк выходит уже при 3,4 м/с.

Ротор Бирюкова

Изобретение Бирюкова появилось в 60-х годах прошлого века. Особенностью конструкции является устройство ротора, имеющего два «этажа» с разным строение лопастей. КПД ветряка, заявленный изобретателем, составляет 46 %, что для подобных устройств вертикального типа весьма привлекательно.

Ротор стартует как обычное устройство Савониуса, но при наборе скорости образуется воздушная подушка из завихрений, изменяющая профиль крыльчатки на более выгодный при данном режиме вращения. Усиление ветра способствует образованию вихревого кокона, который заставляет поток обтекать его словно монолитную преграду.

Лопастники

Ветряки с горизонтальной осью вращения имеют большую эффективность, так как энергия потока ветра используется только на рабочих поверхностях, не контактируя с обратными сторонами лопастей. При этом, критически важно наличие устройства, автоматически устанавливающего для ветряка направление по ветру. Обычный вариант — свободно вращающийся вокруг вертикальной оси ветряк и хвостовой стабилизатор как у самолета.

Лопасти

Лопасти горизонтального ветряка являются основным элементом крыльчатки, принимающим поток и преобразующим его во вращательное движение. Эффективность работы обусловлена конструкцией и размерами.

Аэродинамика лопастей зависит от угла наклона, конфигурации, площади соприкосновения с потоком. Чем выше площадь контакта, тем большую энергию принимает поверхность, что имеет положительные и отрицательные стороны. Возрастание получаемой энергии способствует повышению фронтального давления на ветряк, способствующего разрушению конструкции.

Генератор

Генератор — устройство, преобразующее энергию вращения в электрический ток. Наряду с ротором, генератор для ветряка является основным узлом, который обслуживается всеми остальными элементами установки. Используются готовые конструкции, входящие в состав комплекта поставки или приобретенные отдельно, а также самодельные образцы, зачастую работающие лучше заводских.

Аварийный флюгер

Так среди специалистов принято называть устройство увода крыльчатки от чрезмерно сильного ветрового потока. Вращение, имеющее скорость, превышающую расчетную, создает ток большей силы и напряжения, чем это рассчитано и не нужен для оборудования.

Для исключения таких ситуаций существуют устройства торможения, одно из которых работает на принципе авторегулирования. Перпендикулярно направлению оси устанавливается специальная лопатка, жестко соединенная с ротором.

Хвостовой стабилизатор крепится к ротору через шарнир с пружиной. Когда ветер достигает слишком высокой скорости, усилие на тормозной лопатке превышает силу пружины, ротор отворачивается от ветра и прекращает вращаться со слишком высокой скоростью.

Токосъемник

Устройство подвода или, в нашем случае, съема электроэнергии — коллектор — достаточно капризный узел, требующий регулярного ухода, смазки, замены щеток и т.д. Процедура не самая простая, так как ветряк расположен на мачте, до аппаратуры надо еще добраться, что непросто. Необходимо иметь достаточно надежный и безопасный механизм опускания мачты, иначе аппаратура долго не продержится.

Лопастной ветрогенератор + солнечная панель для электроснабжения дачи

Идея совмещать солнечные батареи с ветрогенераторами возникла практически с первых дней появления этих конструкций. Привлекают абсолютно дармовая энергия ветра и солнца, которые нуждаются только в оборудовании для захвата и преобразования. Оба комплекса вполне могут работать в связке, дополняя друг друга.

Нет ветра — используются солнечные батареи, зашло солнце — энергию дает ветряк. Для дачного домика, загородного коттеджа подобные комплексы способны обеспечить если не полноценное, то весьма обильное дополнительное электропитание, помогающее сэкономить на электроэнергии немалые суммы.

Своими руками

Приобретение готового ветрогенератора не по карману большинству пользователей. Кроме того, стремление мастерить разные механизмы и приспособления неискоренимы в народе, а если появляется еще и насущная необходимость — решение вопроса однозначно. Рассмотрим, как сделать ветрогенератор своими руками.

Простейший ветрогенератор для освещения дачи

Самые простые конструкции используются для освещения участка или питания насоса, подающего воду. В процессе участвуют, как правило приборы потребления, не боящиеся скачков напряжения. Ветряк вращает генератор, напрямую подключенный к потребителям, без промежуточного комплекта, стабилизирующего напряжение.

Ветряк своими руками из автомобильного генератора

Генератор от автомобиля является оптимальным вариантом при создании самодельного ветряка. Он нуждается в минимальной реконструкции, в основном — перемотке катушки более тонким проводом с большим числом витков. Модификация минимальна, а полученный эффект позволяет использовать ветряк для обеспечения дома. Понадобится достаточно скоростной и мощный ротор, способный вращать устройства с большим сопротивлением.

Ветрогенератор из стиральной машины

Электродвигатель от стиральной машины часто используют для создания генератора. Оптимальным вариантом является установка на ротор сильных неодимовых магнитов, обеспечивающих возбуждение обмоток. Для этого необходимо просверлить в роторе углубления, диаметром равные размеру магнитов.

Затем они устанавливаются в гнезда с чередованием полярности и заливаются эпоксидкой. Готовый генератор устанавливается на вращающуюся вокруг вертикальной оси площадку, на вал насаживается крыльчатка с обтекателем. Сзади к площадке крепится хвостовой стабилизатор, обеспечивающий наведение устройства.

Мощные модели

Самостоятельное изготовление мощных моделей ветрогенераторов требует больших усилий и теоретической подготовки. Прежде всего, требуется создание мощного генератора, требующего расчетов, правильной сборки, использования качественных материалов. Кроме того, надо сделать ротор, действующий при слабых ветрах, но способный создавать достаточное усилие для генератора. Также потребуются соответствующие устройства обработки электротока, каркас, мачта и прочие элементы конструкции и электроники.

Ветрогенератор мощностью более 1 киловатта

Ветряки подобной мощности имеются в продаже. Покупка установки позволяет получить готовое устройство с заранее известными параметрами, изготовленное из соответствующих материалов. Цены на такое оборудование начинаются от 30000 руб, что доступно не каждому пользователю.

Кроме того, потребуется сопутствующая электроника, аккумуляторы и прочая аппаратура, что увеличит расходы примерно вдвое. Дороговизна установок является основной причиной распространения моделей ветряков, сделанных своими руками.

Вертикальный ветряк своими руками (5 квт)

Существует несколько вариантов изготовления устройство такой мощности:

• роторная конструкция
• цепочка парусных крыльчаток, установленных последовательно
• использование аксиального генератора на неодимовых магнитах

Выбор наиболее удобного варианта зависит от степени подготовки и технической базы пользователя.  Рекомендуются вертикальные конструкции, независимые от направления ветра и не нуждающиеся в установке на высокие мачты.

Наиболее удачно отвечают требованиям карусельные многолопастные конструкции на основе ротора Савониуса. Существуют и промышленные установки такого класса, приобретение которых ускорит решение вопроса и позволит получить профессионально изготовленный комплекс с гарантированными параметрами.

Парусники

Парусные ветряки существуют с незапамятных времен. Они представляют собой устройства с большой площадью контакта лопастей и потока ветра, но с малой массой крыльчатки. Это дает существенное уменьшение инерции покоя, позволяющие стартовать при слабых ветрах.

Промышленные ветряки, качающие воду, известны уже более 100 лет. Они имели парусные лопасти с жестким заполнением, обладавшие низким КПД. Со временем были разработаны конструкции с мягким парусом, представляющие собой жесткую рамку с натянутой плотной тканью, одна сторона которой свободна и образует естественным образом специфический профиль. В результате получается крыльчатка с большой площадью, малым весом, простая в изготовлении и удобная в эксплуатации. Парусные конструкции успешно используются в разных условиях и обеспечивают энергией различные типы потребителей.

Самодельный генератор

Изготовление самодельного генератора — часто встречающаяся задача, возникающая при сборке ветряка. При создании используются разные методы:

• использование готового генератора или магнето с внесением некоторых конструктивных изменений
• создание генератора «с нуля» из подручных материалов

Оба варианта имеют свои плюсы и минусы, выбор делается на основе своих возможностей или предпочтений.

Мотор для ветряка своими руками

Создание генератора с нуля требует обладания определенными познаниями, навыками работы со слесарными инструментами и опыта изготовления электротехнических устройств. Процесс создания генератора состоит из двух этапов:

• изготовление ротора. На пластину из фанеры или иного листового материала наклеиваются неодимовые магниты в одинаковом удалении от центра. Полярность магнитов чередуется
• изготовление статора. Наматываются обмотки числом, кратным 3 (три фазы). Они располагаются на фанерной пластине подобно магнитам ротора и соединяются определенным образом, образуя равномерный сдвиг фазы. Готовый статор заливают эпоксидкой для защиты от влаги, пыли и т.д.
• производится сборка устройства. На оси укрепляется ротор, ось устанавливается на статор, вся конструкция закрепляется и накрывается защитным кожухом.

Расчеты мощности генератора производятся заранее. Проверка работоспособности проходит обычно сразу после сборки, вращение обеспечивается при помощи подручного устройства (чаще всего, электродрель).

Обслуживание ветрогенератора

Ветряки — довольно надежные устройства, не требующие ежедневного ухода и обслуживания. Многие пользователи свидетельствуют, что их комплекты работают практически без вмешательства человека по 2-3 года. Тем не менее, вращающиеся части изнашиваются, требуют смазки, замены подшипников.

Лопасти крыльчатки выходят из строя и требуют замены. Эти действия выполняются по мере необходимости, владелец учитывает пробег деталей и меняет их по достижении определенного срока наработки. Для промышленных моделей существуют свои режимы обслуживания, указанные в паспорте комплекта.

Рекомендуемые товары

Как производятся и собираются ветряные мельницы?

Ветряные мельницы существуют уже тысячи лет, сначала они использовались для измельчения зерна и перекачивания воды, а затем для выработки электроэнергии. Генератор помогает вырабатывать электричество, которое преобразуется вращательной энергией ветряной турбины. Палмер Косслетт Патнэм разработал ветряную турбину Смита-Патнэма, которая была способна обеспечить достаточное количество электроэнергии в небольшом городке в Вермонте. К сожалению, в конечном итоге от него отказались из-за механической неисправности.Меньшие турбины легче обслуживать и с меньшей вероятностью будут иметь механический сбой.

Производство

В США цепочка поставок ветряных турбин резко выросла, и в настоящее время насчитывается более 500 производственных предприятий, специализирующихся на определенных компонентах и ​​сборке. Достижения в области технологий увеличили генерирующие мощности на 180% с 1999 года, а экспорт вырос до более чем 100 миллионов долларов с 16 миллионов долларов в 2007 году. В среднем крупномасштабная ветряная турбина состоит примерно из 8000 частей и примерно равна высоте Статуи Свободы. .

Компоненты

Ветряная турбина состоит из башни, ротора и лопастей ротора, гондолы с трансмиссией, электронного оборудования и дополнительных компонентов для нагрева и охлаждения, подъемного механизма, оборудования для пожаротушения и отслеживания направления ветра.

Башня изготовлена ​​из стали, поэтому она может поглощать большие статические нагрузки, создаваемые силой ветра. Ротор и лопасти изготовлены из стекловолокна или армированного углеродного волокна пластика и преобразуют энергию ветра во вращательное механическое движение.Турбины с тремя лопастями в настоящее время являются наиболее часто используемыми ветряными турбинами, потому что они более сбалансированы и вращаются более плавно, чем с двумя лопастями. На изготовление каждой лопатки уходит около 24 часов, и она должна сохранять аэродинамическую структуру и прочность в среднем в течение двадцати лет.

Гондола необходима для всех ветряных турбин и соединена с башней подшипниками для вращения в зависимости от направления ветра. Редуктор необходим для преобразования движения ротора 18-50 об / мин в соответствии с требованиями генератора около 1500 об / мин.Для более мощных ветряных турбин используются двойные генераторы. Муфта между главным валом и трансмиссией жесткая из-за высокого крутящего момента.

Сборка

Стальные секции башни производятся на заводе, но обычно башня собирается на месте. После того, как секции башни скреплены болтами при горизонтальной укладке, она поднимается в вертикальное положение с помощью крана, после чего проверяется устойчивость. Затем собираются редуктор, коробка рыскания, главный приводной вал и шаг лопастей, которые затем устанавливаются на опорную раму на заводе.Гондола закрывает оборудование, затем поднимается и закрепляется на вершине башни. После того, как лопасти были изготовлены с помощью формы, отшлифованы, две половинки скреплены вместе, а затем окрашены, они прикручиваются к гондоле. Наконец, установлен электрический ящик и система электросвязи. Каждые три и шесть месяцев ветряная турбина подлежит техническому обслуживанию для предотвращения механических повреждений.

Специалисты-криминалисты

Engineering Specialists Inc. имеет почти 30-летний практический опыт анализа повреждений жилых, коммерческих и промышленных зданий.Мы можем работать над любым проектом в любом штате, стране. Если вам или вашей компании необходимо подтвердить степень ущерба или способ устранения проблемы, напишите нам по адресу [email protected] или позвоните нам по бесплатному телефону (877) 559-4010.

Установка ветряных турбин — сначала возобновляемые источники энергии

Ветряная установка

Для перехода от полностью согласованного ветроэнергетического проекта к полностью установленному требуется многопрофильный инженерный опыт, а также практические знания в области тяжелых кранов и логистики установки ветряных турбин.Добавьте возможность управления проектами, и вы получите инженера по установке Renewables First Wind!

Этап ветроустановок начинается с проектных работ нашими опытными консультантами по ветроэнергетике для создания макета площадки. Для этого требуется топографическая съемка для определения особенностей грунта и уровней, влияющих на строительство, геотехническое обследование для определения условий грунта и проектных требований для фундамента в месте расположения турбины и обследование заземления для проверки удельного сопротивления грунта (требуется для проектирования системы электрического заземления). .Затем эта информация используется для определения местоположения основных элементов, таких как турбинный центр, трансформатор ветряной турбины и высоковольтная подстанция (при необходимости). После того, как расположение основных элементов будет определено, можно спроектировать электрическое распределение на месте и указать кабельные траншеи и маршруты.

Мы работаем со специалистами-конструкторами, чтобы спроектировать и определить фундаментные работы, а затем управляем процессом тендера на работы с несколькими подрядчиками по гражданскому строительству для обеспечения максимальной стоимости.Аналогичным образом мы определяем необходимые работы по высоковольтному и низковольтному оборудованию и выставляем их на торги со специализированными субподрядчиками.

После того, как подрядчики выбраны, мы проектируем управление процессом, чтобы гарантировать, что все идет гладко. Параллельно мы заботимся о связях между клиентом и поставщиком ветряных турбин и подрядчиком по подъему тяжелых грузов, чтобы гарантировать своевременную доставку всех модернизаций доступа и крановых площадок в соответствии с правильными спецификациями.

После установки наши консультанты по ветроэнергетике будут организовывать и контролировать испытания G99 и ввод турбины в эксплуатацию до выдачи Акта окончательной приемки.На протяжении всего процесса установки менеджер проекта Renewables First является первым контактным лицом для клиента и будет держать его в курсе происходящего.

Как установить домашнюю ветряную электростанцию ​​| Руководства по дому

Идея вырабатывать большую часть электроэнергии в вашем доме с помощью ветряной турбины привлекательна, но турбины дороги и сложны в установке; Несмотря на свои экологические достоинства, бытовые турбины не всегда имеют смысл в качестве экономичного варианта энергии.Если вы думаете об установке турбины, вы должны сначала подумать, подходит ли это решение для выработки электроэнергии для вас и вашего дома.

Оценка площадки

Прежде чем вы решите установить ветряную турбину в жилом помещении, вы должны определить, подходит ли ваш объект для производства ветровой энергии. Карты ветровых ресурсов показывают типичные скорости ветра на определенных высотах на годовой или сезонной основе. Изучая эти карты, вы можете увидеть, достаточно ли ветра в вашем районе для выработки электроэнергии, а также выбрать оптимальную высоту для вашей ветряной турбины.Турбинам обычно требуется минимальная скорость ветра от 7 до 10 миль в час для выработки энергии, и большинство турбин достигают высокого порога выработки энергии при скорости ветра от 25 до 30 миль в час; средняя годовая скорость ветра в большинстве прибрежных районов превышает 13 миль в час.

Выбор турбины

Бытовые турбины значительно различаются по стоимости, мощности выработки электроэнергии и вариантам установки. Некоторые турбины предназначены для установки на башнях, а другие турбины могут быть установлены на крыше вашего дома.Большие турбины могут обеспечить почти половину потребностей типичного дома в электроэнергии, в то время как турбины меньшего размера предназначены для использования в качестве небольших дополнений к другим источникам энергии. Мощность производства турбин в жилых домах обычно составляет от 400 до 100 киловатт. Другие факторы, которые следует учитывать при выборе, включают внешний вид турбины и шум, который она производит при работе. Относительно тихие небольшие турбины производят уровень шума ниже 40 децибел, что примерно так же шумно, как работающий холодильник; более громкие турбины могут беспокоить ваших соседей.

Выбор установщика

Установка турбины — это не проект для самостоятельного выполнения, поэтому обращайтесь к профессиональному подрядчику. Однако, прежде чем нанимать кого-либо, убедитесь, что в цену включено подключение системы к электросети, чтобы вы могли получать прибыль от экспорта излишков энергии в свое коммунальное предприятие. Кроме того, потребуйте, чтобы ваш подрядчик провел аудит энергии в доме, чтобы уменьшить потери энергии. И скажите своему подрядчику, что вы хотите увидеть чертеж или модель системы, которую вы покупаете, чтобы понять расположение оборудования на вашем участке.Наконец, поищите установщика, который займется вопросами разрешений и знаком с государственными стимулами.

Разрешения и правила

Многие турбинные установки, особенно те, которые требуют строительства башни, требуют разрешения на строительство. Местные постановления могут налагать ограничение на высоту строений, построенных на вашем участке, поэтому вам может потребоваться получение разрешения или специального разрешения на строительство турбинной башни. С положительной стороны, правительственные льготы и скидки как на уровне штата, так и на федеральном уровне могут быть доступны вам при установке ветряного генератора.Например, клиенты Pacific Gas & Electric Co. в Калифорнии, которые устанавливают ветряную турбину, могут иметь право на получение вознаграждения в размере 1,25 доллара США за ватт энергии, производимой турбиной.

Ссылки

Writer Bio

Эван Гиллеспи вырос, работая в своей семье, занимаясь производством оборудования и товаров для дома, и является опытным садовником. Он пишет на темы дома, сада и дизайна с 1996 года. Его работы публиковались в South Bend Tribune, Fort Wayne Journal-Gazette, журнале Arts Everywhere и многих других изданиях.

Amazon.com: Ветряная мельница Automaxx 1500 Вт, 24 В, 60 А, ветрогенератор. Самостоятельная установка автоматической и ручной тормозной системы, контроллер MPPT с функцией Bluetooth. : Патио, лужайка и сад

Создание за пределами нашего собственного видения

Благодаря революционным технологическим достижениям, достигнутым нашей командой за годы исследований, мы с гордостью представляем вам универсальную ветряную турбину, которая является небольшой, легкой и достаточно компактной, чтобы ее можно было использовать как в жилых, так и в небольших коммерческих помещениях.Ветряная турбина выдерживает суровые погодные условия, такие как солнечные суровые ультрафиолетовые лучи, проливные дожди и ураганы категории до 3. 3 лезвия из стекловолокна и хвостовая часть обрезаны с точностью до миллиметра, чтобы сделать его легким и работать со 100% эффективностью. Его вращение на 360 градусов позволяет максимально преобразовать кинетическую энергию ветра в полезную электроэнергию с любого направления, в котором дует ветер.

Получайте электричество из воздуха

Ветряные турбины легкие и долговечные, что позволяет собирать и вырабатывать электричество буквально «ветерком».Выработка собственного электричества из ветра с помощью небольших ветряных турбин является полностью экологически чистой, без выбросов и возобновляемой электроэнергией для индивидуальных домов, ферм и малых предприятий. Все наши клиенты производят экологически чистую электроэнергию, сокращают свои счета за электроэнергию и помогают защищать окружающую среду более стильным способом.

Экологичность — это весь «пакет», а не только продукт.

Уменьшите выбросы глобального потепления.Ветряк производит 100% бесплатную воду и загрязнение воздуха. Мы стремимся использовать самые чистые материалы не только для ветряной турбины, но и для ее упаковки, мы обязуемся соблюдать строгие правила компактного дизайна, мы удаляем все ненужные компоненты, чтобы сохранить окружающую среду.

7 проектов по использованию возобновляемых источников энергии для ветряных турбин, которые можно выполнить за выходные

Помните, когда вы могли сделать свой собственный небольшой генератор для хобби, который включал скручивание проволоки вокруг нескольких гвоздей? Становится так просто сделать ветряную турбину своими руками из материала, найденного в вашем доме или даже из старой стиральной машины или беговой дорожки.Мы исследовали Интернет в поисках некоторых лучших идей для домашних ветряных турбин о том, что нужно для создания любительской турбины или солнечной панели, которые могли бы фактически компенсировать некоторые расходы на электроэнергию на вашей ферме, в коттедже, лодке или коттедже. Вот несколько креативных идей, которые можно решить.

# 1 Ветряная турбина генератора переменного тока сделай сам — Новости Матери-Земли

Этот простой проект включает в себя автомобильный генератор переменного тока с регулятором напряжения и создание автономного источника электроэнергии для удаленной кабины автора.

Маленькая турбина установлена ​​наверху старой телевизионной антенной мачты (помните их?) Со стандартными трубопроводами и кронштейнами для обеспечения безопасности. Система подключена к местным аккумуляторным батареям. Весь проект DIY Wind Turbine стоил около 1000 долларов.

Это не самый красивый ветряк, но он дешевый. Однако автор предупредил, что установить самодельную ветряную установку на вершину 20-футовой башни было непросто из-за веса двигателя.

# 2 DIY Лопата для снега Ветряная турбина

В этом следующем проекте творчески используется общий инструмент, найденный в северной стране; лопата для снега.Этот автор купил большую часть этого оборудования на Amazon и создал башню для своей ветряной турбины своими руками на деревянных полноприводных автомобилях.

Большая часть материалов, которые он купил на Amazon, состоит из труб, соединений и ниппелей для электропроводки. Проект генерировал мощность с помощью 300-ваттного двигателя с постоянными магнитами, установленного на основании.

Автор, Маунтин (Бумер) Майк, вложил всего 200 долларов в эту ветряную турбину, сделанную своими руками. Очень низкий порог для установки ветряной турбины.Полный список запчастей можно найти на SolarPowerSimplified.com

.

# 3 DIY Беговая дорожка Мотор Вертикальный доступ Ветряная турбина

Следующий проект ветряной турбины своими руками — установка, которую можно разместить где угодно. Он может быть даже портативным. Использование ободов велосипедных колес, трубы из ПВХ и утилизированного двигателя беговой дорожки.

Эту портативную вертикальную турбину с примерно 50 Вт генерируемой мощности можно перемещать и размещать там, где дует ветер. Автор отмечает, что единственным недостатком является то, что для начала вращения требуется довольно сильный ветер.Все материалы были собраны в гаражах и мусорных магазинах, что фактически сделало стоимость этого проекта ветряной турбины своими руками 0 долларов.

# 4 DIY Мотор для стиральной машины Вертикальная ветряная турбина

Автор дает пошаговое руководство по созданию простой ветряной турбины с использованием обрезанной трубы из ПВХ и двигателя старой стиральной машины. Лезвия из ПВХ уложены друг на друга на одной опоре для красивого вида.

Руководство по 15 шагам; проиллюстрировано и объяснено очень подробно. С помощью ручных электроинструментов и использованных материалов вы можете реализовать полностью функциональный проект ветряной турбины своими руками.Таким образом, сделайте это за один уик-энд! Автор утверждает, что эта версия стиральной машины вырабатывает 50 Вт без нагрузки. В конкретных планах можно найти изготовление вертикального ветрогенератора из мотора стиральной машины.

# 5 Самодельная ветряная турбина двигателя постоянного тока из ПВХ и нежелательной пластмассы

Скорее всего, если вы домашний разнорабочий, то у вас есть запасные трубки из ПВХ, пластик и проводка, чтобы приступить к работе с этим простым двигателем постоянного тока. Этот пример взят из Юго-Восточной Азии, где необходимо творчество с использованием простых деталей, имеющихся в доме или деревне.

Электродвигатель-генератор постоянного тока и ПВХ

Отсутствуют подробные письменные инструкции, но видео дает пошаговое руководство по созданию простого генератора. Список деталей включен на их страницу с видео. Кроме того, на канале Creative Think Channel есть множество других электронных проектов DIY, которые можно попробовать, поэтому стоит добавить их в закладки, чтобы просмотреть их позже.

# 6 DIY Велосипедное колесо Вертикальная ветряная турбина

Вот еще один пошаговый ветрогенератор, сделанный своими руками из старого велосипедного колеса и связки труб из ПВХ.Музыкальное сопровождение раздражает, но простой видеоурок стоит посмотреть, чтобы найти самые разные идеи.

Велогенератор

# 7 Ветряная турбина DIY 1000 Вт

Кредит изображения — Самодельная ветряная турбина мощностью 1000 Вт

Это отличное пошаговое руководство по созданию «почти коммерческой» ветряной турбины. Эта ветряная турбина мощностью 1000 Вт может заряжать аккумуляторную батарею, которая питает дом вне сети. Это генератор с постоянными магнитами, вырабатывающий трехфазный переменный ток, выпрямленный до постоянного тока, который затем подается на контроллер заряда.Магниты вращаются по ветру, катушки закреплены, поэтому щетки и контактные кольца не нужны.

6 шагов, которые следует учесть перед созданием собственной ветряной турбины

На инновационном сайте Greeneco Products есть аккуратное руководство, в котором показаны шаги, которые следует учесть перед тем, как погрузиться в выбор идеальной ветряной турбины, сделанной своими руками. К ним относятся:

• Изучите технологию — Изучите терминологию и безопасность или работу с электрическими компонентами
• Изучите местные погодные условия — Допускают ли ваши местные ветровые условия использование вашей собственной ветряной турбины.
• Определите, сколько электроэнергии вам нужно для выработки — Тщательно проанализируйте свои потребности в электроэнергии. Покроет ли ваш проект все потребности или вы увеличите мощность сети.
• Сделайте это сами или наймите подрядчика — У вас есть навыки, чтобы взяться за проект самостоятельно, или у вас есть бюджет, чтобы нанять его.
• Доступ к качественным материалам — Ветровые турбины требуют серьезных наказаний. У вас есть доступ к качественным компонентам, которые прослужат вам долго.
• Рассмотрите возможность сочетания ветра и солнца — Если позволяют местные условия, подумайте о добавлении солнечных батарей в проект. Когда не дует ветер, покрытие будет лучше.

---

Комплекты для самостоятельной работы ветряных турбин

Изображения ниже могут содержать партнерские ссылки, при покупке которых мы можем получить комиссию. Дополнительную информацию см. В разделе «Раскрытие информации для аффилированных лиц».

---

FAQ по ветряным турбинам своими руками

Какого размера ветряная турбина вам нужна, чтобы привести дом в действие?

По данным USUIA, в 2019 году среднегодовое потребление электроэнергии для U.Потребитель С. бытовым был 10 649 киловатт-часов (кВтч). В среднем это составляет около 877 кВт / ч в месяц. Таким образом, для простоты расчета, цифра 900 кВтч в месяц, 30 кВтч в день или 1,25 кВтч в час.

Выбор ветряной турбины для вашего дома зависит от нескольких факторов. Как ни странно, если вы живете в районе со средней скоростью ветра 14 миль в час, небольшая 1,5-киловаттная ветряная турбина удовлетворит потребности дома, требующего скудных 300 киловатт-часов в месяц.

В зависимости от нормальной скорости ветра в районе, ветряная турбина мощностью от 5 кВт до 15 кВт потребуется для обеспечения электроэнергией среднего домохозяйства.

Строительство ЛЭП с замкнутым контуром. Длина петли составляет 62 мили, начиная от новой подстанции Бауэр на юго-западе округа Тускола до новой подстанции Рэпсон в округе Гурон, в городке Сигел.

Домашние ветряные турбины будущего. — В регионе большого пальца Мичигана будет больше пользователей домашних ветряных турбин, используемых на фермах и коттеджах. Развитие технологий сделало этот потенциал более доступным. Даже в магазинах товаров для дома Big Box продаются ветрогенераторы для домашнего использования.

Строительство ветряной турбины за пять минут. MidAmerican Energy собрала это потрясающее видео, в котором показан весь процесс создания ветряной турбины. Видео длится чуть более пяти минут и включает в себя фактоиды на протяжении всего процесса.

Поддерживаемая Google линия ветроэнергетики устраняет препятствия — с 2012 года. Газета Chicago Tribune сообщает, что предлагаемая линия Atlantic Wind Connection (AWC) преодолела первое нормативное препятствие. Линия электропередачи стоимостью 5 миллиардов долларов для передачи энергии от ветряных электростанций у восточного побережья.По словам официальных лиц, проект Google Renewable Power перейдет к следующему этапу процесса утверждения.

---

Нравится:

Нравится Загрузка …

Установка домашней ветряной турбины

в Коннектикуте

Оценка места бесплатного использования возобновляемых источников энергии ветра

Sun-Wind Solutions посетит ваш объект, чтобы проверить наилучшие существующие условия для домашних ветряных турбин. Типичная оценка сайта состоит из следующего:

• Проверка данных, полученных в ходе первичного опроса.
• Оценка истории и тенденций местных погодных данных.
• Оценка препятствий.
• Предварительная оценка требований или ограничений зонирования.
• Установка анемометра для проверки ветровых условий на площадке.

Экономический анализ установки ветряных турбин

Инвестиции в домашнюю ветряную турбину для питания вашего дома или бизнеса могут быть надежным финансовым вложением. Перед принятием решения важно провести тщательный экономический анализ, но в настоящее время существует ряд скидок и льгот, а также налоговые льготы на возобновляемые источники энергии ветра, которые помогают снизить затраты на систему.Например, налоговая скидка в размере 30% может позволить вам окупить значительную часть стоимости вашей ветряной турбины. Sun-Wind Solutions может предоставить вам финансовый анализ, который покажет вам:

• Ваше текущее потребление электроэнергии и сколько вы можете сэкономить с помощью вашей новой домашней ветряной системы.
• Всего вознаграждений, выплаченных третьими сторонами.
• Ваш возврат инвестиций по сравнению с традиционными инвестиционными продуктами.
• Исторические и будущие ожидания тарифов на электроэнергию.

Если на вашем объекте имеется достаточный ветроэнергетический ресурс, следующим логическим шагом будет совместная работа над ответами на следующие вопросы: Какого размера система мне нужна? Какие сопутствующие расходы? Есть ли скидки / налоговые льготы? Какую башню я должен использовать? Какой у меня срок окупаемости? У вас могут возникнуть и другие вопросы. Мы здесь, чтобы помочь вам принять правильное решение для вашей семьи или бизнеса.

Engineering / Разработка лучшей домашней ветряной турбины

Ваша домашняя ветряная турбина и мачта, на которой будет установлена ​​ветряная турбина, будут подобраны индивидуально для обеспечения максимальной эффективности.Sun-Wind Solutions спроектирует и установит каждый компонент, от основания до основания домашней ветряной турбины. Сами ветряные турбины, как правило, предварительно спроектированы производителем. Электрические схемы будут разработаны с учетом размера ветряной турбины, технических характеристик инвертора и условий на вашем участке.

энергии ветра! Проектирование ветряной турбины — мероприятие

(2 Рейтинги)

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 4 (3-5)

Требуемое время: 1 час 45 минут

(можно разбить на два занятия по 50 минут)

Расходные материалы на группу: 4 доллара США.00

Размер группы: 2

Зависимость действий: Нет

Associated Sprinkle: Энергия ветра (для неформального обучения)

Тематические области: Измерения, Физические науки, Наука и Технологии

Ожидаемые характеристики NGSS:

---

Поделиться:

Резюме

Студенты узнают, как инженеры преобразовывают энергию ветра в электрическую, создавая свои собственные миниатюрные ветряные турбины и измеряя производимый ими электрический ток.Они исследуют, как дизайн и расположение влияют на производство электроэнергии. Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Инженеры проектируют ветряные турбины, чтобы использовать ветер как чистый, возобновляемый и надежный источник выработки электроэнергии. Энергия ветра представляет собой жизнеспособную и экономичную альтернативу обычным электростанциям во многих районах страны.Концепция ветра может также производить энергию в других приложениях, таких как, например, турбокомпрессор, который представляет собой компрессор, используемый в автомобильных или реактивных двигателях внутреннего сгорания для увеличения выходной мощности. Компрессор увеличивает количество воздуха и топлива, поступающего в двигатель, потому что чем больше воздуха может всасывать и сжигать автомобиль, тем большую мощность он может выдать. Этот увеличенный воздушный поток (ветер) можно сравнить с ветряными генераторами. Фактически, турбокомпрессор включает в себя турбину, которая приводит в действие компрессор, используя отходящую энергию выхлопных газов.

Цели обучения

После этого занятия студенты должны уметь:

• Опишите преобразования энергии, происходящие в ветряной турбине.
• Опишите, как инженеры конструируют ветряную турбину.
• Объясните, как конструкция и расположение ветряной турбины влияет на вырабатываемую ею электрическую энергию.

Образовательные стандарты

Каждый урок или задание TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными предметами K-12, образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика; внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука

Ожидаемые характеристики NGSS
4-ПС3-4. Примените научные идеи для разработки, тестирования и усовершенствования устройства, преобразующего энергию из одной формы в другую.(4 класс) Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другие учебные программы, соответствующие этим ожиданиям от результатов.
В этом упражнении основное внимание уделяется следующим аспектам трехмерного обучения NGSS:
Наука и инженерная практика	Основные дисциплинарные идеи	Сквозные концепции
Применяйте научные идеи для решения задач проектирования. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Энергию также можно передавать с места на место с помощью электрического тока, который затем можно использовать локально для создания движения, звука, тепла или света. С самого начала токи могли быть созданы путем преобразования энергии движения в электрическую. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! Выражение «производить энергию» обычно относится к преобразованию накопленной энергии в желаемую форму для практического использования. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! Возможные решения проблемы ограничены доступными материалами и ресурсами (ограничениями). Успешность разработанного решения определяется с учетом желаемых характеристик решения (критериев). Различные предложения по решениям можно сравнивать на основе того, насколько хорошо каждое из них соответствует указанным критериям успеха или насколько хорошо каждое из них учитывает ограничения. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!	Энергия может передаваться различными способами и между объектами. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! Инженеры улучшают существующие технологии или разрабатывают новые. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! Большинство ученых и инженеров работают в группах. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв! Наука влияет на повседневную жизнь. Соглашение о выравнивании: Спасибо за ваш отзыв!

Общие основные государственные стандарты — математика

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология

• Студенты разовьют понимание атрибутов дизайна.(Оценки К — 12) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Студенты разовьют понимание инженерного дизайна.(Оценки К — 12) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Студенты разовьют понимание взаимоотношений между технологиями и связей между технологиями и другими областями обучения.(Оценки К — 12) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Энергия бывает разных форм.(Оценки 3 — 5) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Инструменты, машины, продукты и системы используют энергию для работы.(Оценки 3 — 5) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

ГОСТ Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Список материалов

Каждой группе необходимо:

• маленький игрушечный двигатель постоянного тока; доступно онлайн
• 2 куска тонкого электрического провода с зажимами из крокодиловой кожи, каждый длиной около 50 см или 20 дюймов
• резинка
• жесткая линейка
• пробка цилиндрической формы диаметром не менее 2 см или ¾ дюйма; альтернатива пробке: пенополистирол
• 4 скрепки
• скотч
• ножницы
• Картон 4 шт. По 3 х 5 см
• (опционально) защитные очки или очки
• Рабочий лист ветряных турбин, по одному на команду

На долю всего класса:

Рабочие листы и приложения

Посетите [www.teachengineering.org/activities/view/cub_energy2_lesson07_activity2], чтобы распечатать или загрузить.

Больше подобной программы

Введение / Мотивация

Вы когда-нибудь чувствовали сильный ветер? Каково это? Вы когда-нибудь чувствовали себя обдуваемыми ветром? Ветер может работать на нас, перемещая предметы. Иногда мы не хотим, чтобы ветер двигал вещами, например, когда он развевает наши бумаги, и мы должны их подбирать.Но иногда нам хочется, чтобы ветер двигал за нас вещами. Например, когда ветер перемещает лопасти ветряной турбины (машина, которая преобразует движущуюся энергию ветра в механическую энергию и электрическую энергию ), турбина вырабатывает некоторую полезную энергию (в форме электричество).

Давайте поговорим о том, что происходит при получении электричества от ветра. Прежде всего, чтобы преобразовать энергию ветра в электричество, лопасти ротора вращают ступицу (в центре) турбины .Внутри турбины находится электрический генератор , который представляет собой вращающуюся машину, которая выдает электрический выход с напряжением и током. Вращающее действие ступицы поворачивает магнит внутри катушки с проволокой в ​​генераторе, производя электричество.

Турбина — это двигатель с обратным подключением. Вместо того, чтобы подключать батарею к двигателю, чтобы заставить что-то двигаться, к двигателю подключается ветряная турбина, и ее движение вырабатывает электричество. Вы можете измерить, сколько электричества (напряжения) вырабатывается с помощью вольтметра .

Инженеры проектируют ветряные турбины, которые превращают кинетическую энергию ветра (движение ветра) в механическую или электрическую энергию.

Итак, когда лучше всего работает ветряная турбина? Мощность, производимая ветряной турбиной, зависит от высоты над уровнем моря, скорости ветра и температуры воздуха. Ветровым турбинам требуется скорость ветра не менее 15 километров (9 миль) в час для небольших ветряных турбин и 21 километр (14 миль) в час для турбин коммунального масштаба. Ветровые турбины лучше всего размещать в районах со скоростью ветра 26-32 км / ч (16-20 миль / ч) при высоте мельницы на высоте 50 метров (55 ярдов).Это довольно высоко. Чем больше скорость ветра, тем больше энергии вырабатывается. Подумайте об этом: когда ветер дует сильнее, эти бумаги перемещаются еще быстрее. Если скорость ветра увеличивается вдвое, мощность ветряной турбины увеличивается в восемь раз. Это означает, что мощность удваивается, удваивается и снова удваивается!

Сегодня мы собираемся действовать как инженеры и создавать небольшие ветряные турбины, которые преобразуют энергию ветра, подключенную к двигателю, в электрическую энергию (напряжение). Затем мы измерим, как скорость ветра влияет на наши маленькие ветряки.Это поможет нам понять, что нужно знать инженерам при проектировании и размещении ветряных турбин в лучших местах.

Процедура

Перед мероприятием

• Полезно заранее построить и протестировать ветряную турбину, чтобы использовать ее в качестве примера.
• Соберите материалы и сделайте копии рабочего листа ветряных турбин.
• Подсоедините провода к двигателям постоянного тока.
• Установите испытательную станцию ​​с вольтметром и источником ветра (вентилятором или феном), где команды могут по очереди измерять мощность своих генераторов ветряных турбин.
• Проверьте правильность работы двигателей и вольтметров.

Со студентами

1. Разделите класс на команды по два ученика в каждой. Обеспечьте каждую команду материалами и рабочим местом.
2. Обратите внимание на меры предосторожности. Учащиеся никогда не должны прикасаться к голому или оголенному металлу в цепи, вырабатывающей электричество.
3. Попросите учащихся использовать резинку, чтобы прикрепить электродвигатель к линейке, при этом вал электродвигателя должен находиться на конце линейки (см. Рис. 1).Линейка служит платформой для ветряной турбины.

Рис. 1. Схема действия: прототип ветряной турбины, подключенный к вольтметру. Авторское право

Copyright © 2005 Малинда Шефер Зарске, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

4. Распрямите нижнюю часть каждой из четырех скрепок.
5. Вырежьте четыре куска картона размером 3 x 5 см. Используйте скотч, чтобы плотно прикрепить кусочек картона к каждой скрепке.
6. Прикрепите выпрямленную часть каждой скрепки к изогнутым сторонам пробки, чтобы получить четыре лопасти турбины.Убедитесь, что лезвия равномерно распределены по пробке.
7. Вставьте пробку в вал двигателя. Убедитесь, что стержень входит точно в центр пробки.
8. Поверните лезвие в пробке так, чтобы оно находилось под углом 45º к плоской плоскости края линейки. Вы завершили свою ветряную турбину! Рисунок 2. Настройка действия. Авторское право

   Copyright © 2007 Эшли Бейли, Программа ITL, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

9. В командах попросите учащихся принести свои ветряные турбины на испытательную станцию.
10. По одной команде, используйте зажимы типа «крокодил», чтобы прикрепить свободные концы проводов к вольтметру постоянного тока. В ожидании попросите другие команды поработать над листом.
11. Начните с размещения ветряной турбины на расстоянии примерно 30 см (12 дюймов) от источника ветра (вентилятора или фена). Отрегулируйте расстояние в зависимости от силы источника ветра.
12. Включите источник ветра и измерьте создаваемое напряжение. Запишите на листе.
13. Повторите то же самое с ветряной турбиной на разном расстоянии от источника ветра.
14. Попросите членов команды работать вместе, чтобы заполнить рабочий лист.
15. После того, как все команды побывали на испытательной станции и заполнили свои рабочие листы, завершите обсуждение в классе. Опишите движение энергии в вашем генераторе, начиная с ветра и заканчивая вольтметром. Просмотрите результаты и наблюдения каждой команды. Создавала ли конструкция турбины какой-либо команды большее напряжение на том же расстоянии по сравнению с остальными? Кто-нибудь регулировал угол наклона лопастей? Что это сделало? Что произошло, когда вы переместили ветряную турбину ближе или дальше от источника ветра? Как вы можете изменить конструкцию или положение турбины, чтобы лучше улавливать ветер и производить большее напряжение? Какие факторы могут учитывать инженеры, решая, где разместить ветряк или ветряную электростанцию?

Словарь / Определения

электрическая энергия: электрическая энергия существует, когда заряженные частицы притягиваются или отталкиваются друг от друга.Телевизоры, компьютеры и холодильники используют электрическую энергию.

энергия: способность выполнять работу.

Генератор: устройство, преобразующее механическую энергию в электрическую.

ступица: Центральная часть колеса, вентилятора или пропеллера.

кинетическая энергия: энергия движения. Например, волчок, падающий объект и катящийся шар обладают кинетической энергией. Движение, если ему противодействует сила, действительно работает.Ветер и вода обладают кинетической энергией.

механическая энергия: Механическая энергия — это энергия, которую можно использовать для выполнения работы. Это сумма кинетической и потенциальной энергии объекта.

потенциальная энергия: потенциальная энергия — это энергия, запасенная объектом в результате его положения. Американские горки на вершине холма обладают потенциальной энергией.

возобновляемая энергия: энергия, полученная из источников, которые можно регенерировать.Источники включают солнце, ветер, геотермальные источники, биомассу, океан и гидро (вода).

ротор: вращающаяся часть электрического или механического устройства.

турбина: машина, в которой кинетическая энергия движущейся жидкости преобразуется в механическую энергию, заставляя вращаться ряд лопаток, лопастей или лопастей на роторе.

вольтметр: прибор, который измеряет силу электромотора в единицах, называемых вольтами.

ветряная турбина: машина, которая преобразует движущуюся энергию ветра в механическую и / или электрическую энергию.

Оценка

Оценка перед началом деятельности

Мозговой штурм: Предложите учащимся провести открытое обсуждение, чтобы подумать о том, как ветер можно использовать в качестве источника энергии. Напомните им, что ни одна идея или предложение не являются «глупыми». Все идеи следует уважительно выслушивать. Напишите их идеи на классной доске.

Встроенная оценка деятельности

Рабочий лист: Попросите студенческие группы записать свои измерения и наблюдения в рабочий лист ветряных турбин.Просмотрите их ответы, чтобы оценить их уровень владения предметом.

Оценка после деятельности

Вопрос / ответ: Задайте ученикам и обсудите в классе:

• Когда можно использовать энергию ветра? (Ответ: Ветер должен иметь достаточно высокую скорость.)
• Почему инженеры могут быть заинтересованы в развитии ветроэнергетики? (Ответ: Ветер — это возобновляемый источник энергии. Энергия ветра не производит парниковых газов или загрязнения. Использование энергии ветра снижает потребление невозобновляемых ископаемых видов топлива.)
• Почему большие ветряные турбины часто располагаются на холмах? (Ответ: скорость ветра выше над землей.)
• Если мы снимем двигатель с ротора ветряной турбины, мы не сможем производить электричество, но все равно сможем работать с нашей ветряной мельницей. Какую работу мы могли бы сделать? (Ответ: Мы могли бы выполнять механическую работу, заставляя вращаться лопасти ветряной мельницы.)

Задание для инженера: Попросите учащихся подумать о следующей задаче инженерного проектирования.Предложите им обсудить свои ответы в группах и поделиться своими мыслями с классом.

• Домовладелец хочет использовать ветряную турбину для электроснабжения своего дома, но рядом с домом нет холмов. Где инженер мог разместить ветряную турбину? (Ответ: Как можно выше, например, на столбе над крышей или на отдельной конструкции, которая поднимает его очень высоко в воздух.)

Вопросы безопасности

• Обратите внимание на меры безопасности.Учащиеся никогда не должны прикасаться к голому или оголенному металлу в цепи, вырабатывающей электричество.
• Напомните студентам, что нельзя класть ничего, в том числе руки, рядом с ветряной турбиной или вентилятором, когда он вращается.

Советы по поиску и устранению неисправностей

Перед началом работы проверьте двигатели и вольтметры, чтобы убедиться, что они работают правильно.

Если упражнение не помогает, попробуйте следующий вариант: прикрепите двигатель постоянного тока к колесу.Клейкая лента 2 Эскимо приклеивается к колесу, образуя прямую линию. Приклейте клейкой лентой прямоугольный кусок картона к каждой палочке для мороженого под таким углом, чтобы возникало вращение, когда ветер дует мимо нее. Прикрепите мотор лентой к линейке, которая будет служить ручкой.

Если время ограничено, ускорите работу, установив два вентилятора, чтобы получить две тестовые станции.

Расширения деятельности

Попросите учащихся разработать свои собственные наборы лезвий, различающихся по размеру, форме, материалу и количеству.Попросите учащихся прикрепить эти новые лопасти к двигателю и отрегулировать их под разными углами для получения максимального напряжения. Попросите их записать свои переменные и результаты в диаграмме данных, которую они создают во время упражнения. Попросите учащихся поделиться своими проектами и сравнить их, предоставив классу краткие инженерные отчеты.

Узнайте, как скорость ветра влияет на количество вырабатываемой электроэнергии при изменении скорости вращения вентилятора.

Изучите «Живую лабораторию возобновляемых источников энергии» для реальных измерений ветра, систем сбора энергии и реальных данных.См .: http://www.teachengineering.org/livinglabs/

Масштабирование активности

• Для более низких классов подготовьте двигатель. Просто попросите учащихся создать лезвия на скрепках и вдавить их в пробку. Помогите ученикам измерить напряжение, генерируемое их ветряными турбинами.
• Для старших классов попросите учащихся построить график зависимости производимого напряжения от расстояния между вентиляторами. Попросите учащихся решить проблемы с электроэнергией в ветроэнергетике! Математический лист.

использованная литература

Боритесь с глобальным потеплением! Планета Чистого Воздуха . По состоянию на 20 октября 2005 г. (Хорошие фотографии первой крупной ветряной турбины промышленного масштаба, установленной в индейской резервации Роузбад-Сиу) http://www.cleanair-coolplanet.org/action/windbuilders.php

Планы уроков по возобновляемым источникам энергии . Бесконечная мощность, Управление энергосбережения штата Техас.По состоянию на 19 октября 2005 г. http://www.infinitepower.org/lessonplans.htm

Как работают ветряные турбины . Обновлено 3 октября 2005 г. Программа ветроэнергетических и гидроэнергетических технологий, энергоэффективность и возобновляемые источники энергии, Министерство энергетики США. Проверено 19 октября 20015 г. (Великолепная анимация ветряной турбины, вырабатывающей электричество) http://www1.eere.energy.gov/wind/wind_animation.html

авторское право

© 2005 Регенты Университета Колорадо

Авторы

Ксочитл Замора-Томпсон; Сабер Дурен; Натали Мах; Малинда Шефер Зарске; Дениз В.Карлсон

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

Благодарности

Содержание этой учебной программы по цифровой библиотеке было разработано за счет грантов Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), Министерства образования США и Национального научного фонда (грант GK-12 No.0338326). Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 13 октября 2021 г.

.

No related posts.