Изготовление ветрогенератора для сбережения электроэнергии.

Сегодняшняя стоимость электроэнергии заставляет серьезно мыслить о её экономии. В частных домах это особенно актуально: собственное отопление, водоснабжение, освещение участка и построек требуют больших расходов. Один из способов хотя бы частично сократить их — создать устройство для выработки электричества. Одним из вариантов является ветрогенератор.

Купить ветроgenerator или изготовить самостоятельно?

Ветровая установка использует кинетическую энергию ветра для получения механической. Вращающийся ротор преобразует ее в электроэнергию. Для работы требуется большие лопасти, ротор, штанга и провода. Полезно обладать хотя бы базовыми знаниями физики.

При недостатке знаний можно приобрести готовый ветрогенератор для дома, но его стоимость не порадует. Например, модель Exmork 300 ватт 12В обойдётся в 20 000 рублей. Это без мачты и зарядных устройств для аккумулятора. С учётом цены окупаемость приобретения по характеристикам будет ждать долго.

Производительность любого ветрогенератора вызывает сомнения. Изготовители проводят замеры в аэротрубе при скорости ветра, сопоставимой с той, что достигается на высоте 50—70 метров. Однако вы вряд ли сможете установить аппарат выше 10 метров. Сила потока будет совсем иной. Поэтому стоит провести эксперимент и создать своими руками ветряк, который выполнит минимальные задачи, например, зарядит батарею смартфона.

Цена на изготовление ветрогенератора своими руками меняется в зависимости от объема самостоятельных работ и имеющихся материалов.

Выбираем генератор

Генератор — сердце этой конструкции, необходимый элемент для работы. В сети доступны инструкции по его созданию, но при наличии «базовых знаний» лучше воспользоваться готовым вариантом.

Автомобильный генератор – оптимальный вариант. У него сразу найдется задача – зарядка аккумуляторов, для чего его и создали. В числе преимуществ – встроенное реле-регулятор напряжения. Этим можно сэкономить на стабилизаторах. генераторЕсли в гараже отсутствует, приобрести можно недорого на авторазборах.

Меньше мощности на малых оборотах – известная проблема для владельцев авто. Помочь может установка ветроколеса с ремнём или редуктором.

Ветрогенератор из автогенератора. Доработка

Автомобильные генераторы срабатывают с помощью аккумуляторов. Такая схема не подходит для ветряков.
Включение блока управления у ветряка — лишняя трата. Ветряк будет работать только на подзарядку собственного аккумулятора.

Здесь становится ясно, что создание ветряного генератора для дома своими силами — это не простое соединение деталей. Требуется затрата усилий.

Сначала необходимо доработать статор. Причина — работа генератора по умолчанию на высоких оборотах. Для стабильного напряжения от ветряка требуется заменить обмотку. Для этого применяем более тонкую проволоку и увеличиваем количество витков на катушках в 5 раз.

Необходимо переделать ротор генератора. Можно выбрать два пути: изготовить новый ротор из алюминия с отверстиями для постоянных магнитов или модернизировать существующий, например, просверлив отверстия в полюсах. Второй способ дешевле, но дает меньший результат.

Постоянные магниты стоят дорого. В этом случае можно искать неодимовые магниты на AliExpress, где они продаются по приемлемым ценам. Прежде чем покупать, стоит прочитать отзывы.

Магниты устанавливают на роторе, чередуя полюсы. После сборки генератор проходит испытания с помощью обычной дрели. Сооружение должно генерировать более 12В при приблизительно 1000 — 1500 оборотов в минуту.

Готовим ветроколесо

Успешность поимки слабых ветровых потоков обусловлена продуманностью и качеством сборки ветроколеса.

Если вас интересует разработка ветрогенератора, прочтите книгу «Самодельная ветроэлектростанция» издательства ДОСААФ (1956 г.). В ней даны расчеты зависимости между диаметром ветроколеса и мощностью ветра, а также много полезных советов. Предлагаем остановить выбор на диаметре ветроколеса в 3 метра.

В домашних условиях точность не всегда важна. Самый популярный материал для лопастей — пластиковые трубы из сантехники. Из них обычно делают устройство с четырьмя лопатками. Изготовить лопасти для ветрогенератора, чтобы идеально распределить вес, сложно, поэтому чаще всего используют способ накладки крест-накрест.

К металлической или текстолитовой заготовке лопасти крепятся болтами (минимум два). В качестве основания для диска крепления иногда применяют фанеру, но её следует несколько раз проклеить для получения прочной основы. Диаметр диска не должен быть меньше 200 мм.

Ветрогенератор почти готов. Что еще?

Ветер не имеет постоянного направления, поэтому для бесперебойной работы генератора нужно предусмотреть поворотную площадку, закрепляющую как генератор, так и колесо.

При создании поворотного механизма нужно учесть, чтобы площадка не вращалась независимо. Важно предусмотреть стопор, защищающий проводку, ведущую к генератору, от разрывов. К площадке прикрепляется хвостовик, выполняющий функции, аналогичные таковым у флюгера.

Для работы генератора необходимо крепление ветроколеса через понижающий редуктор; иначе оборотов окажется мало для получения значительного напряжения.

Для работы поворотного механизма мачта должна быть высотой не менее семи-десяти метров, чтобы и в центральных районах России обеспечивать доступ к ветровым потокам.

Самостоятельное изготовление качественной мачты представляет определённые сложности. Идеальным вариантом служит сварная трёхгранная ферма. Однако она может оказаться слишком дорогой для нашей конструкции. Поэтому предлагаем начать с мачты из водонапорных труб диаметром не менее 120 мм. Её устойчивость обеспечивается растяжками, изготовленными из оцинкованного троса длиной 5-6 метров. Мачта устанавливается на фундамент с помощью анкерных болтов.

Трубы предпочтительнее соединять с помощью надежного болтания, чем сваркой.

Подключение механического ветрогенатора к контроллеру и аккумулятору.

Приготовив механические части, можно перейти к электронике. Самодельная установка на 12 вольт, описанная выше, выполнит свою функцию даже без дополнительных приспособлений (ведь производитель предусмотрел все для зарядки аккумуляторов).

В остальных ситуациях необходим контроллер, который отключит аккумулятор при сильном повышении напряжения или переведет его в режим зарядки при снижении.

В нашем случае к подзаряжаемым батареям можно подключить контакты от генератора к клеммам аккумулятора.

Описаны базовые принципы сборки ветрогенератора на 12 Вольт собственными руками с минимальными расходами. При полном отсутствии опыта работы с электросистемами необходима более подробная инструкция. Надеемся, теперь вы знаете, на что обращать внимание при сборке ветряка, и можете оценить, окупятся ли затраты времени и ресурсов.