Ветряк вертикальный своими руками: Вертикальный ветрогенератор своими руками: как собрать ветряк

Вертикальный ветрогенератор своими руками

Вертикальный ветрогенератор своими руками

 

Нами была разработана конструкция ветрогенератора с вертикальной осью вращения. Ниже, представлено подробное руководство по его изготовлению, внимательно прочтя которое, вы сможете сделать вертикальный ветрогенератор сами.

 

 

Ветрогенератор получился вполне надежный, с низкой стоимостью обслуживания, недорогой и простой в изготовлении. Представленный ниже список деталей соблюдать не обязательно, вы можете внести какие-то свои коррективы, что-то улучшить, что-то использовать свое, т.к. не везде можно найти именно то, что в списке. Мы постарались использовать недорогие и качественные детали.

 

 

Используемые материалы и оборудование:

Наименование	Кол-во	Примечание
Список используемых деталей и материалов для ротора:
Предварительно вырезанный лист металла	1	Вырезан из стали толщиной 1/4″ при помощи гидроабразивной, лазерной и др. резке
Ступица от авто (Хаб)	1	Должна содержать 4 отверстия, диаметр около 4 дюймов
2″ x 1″ x 1/2″ неодимовый магнит	26	Очень хрупкие, лучше заказать дополнительно
1/2″-13tpi x 3′ шпилька	1	TPI — кол-во витков резьбы на дюйм
1/2″ гайка	16
1/2″ шайба	16
1/2″ гровер	16
1/2″.-13tpi колпачковая гайка	16
1″ шайба	4	Для того, чтобы выдержать зазор между роторами
Список используемых деталей и материалов для турбины:
3″ x 60″ Оцинкованная труба	6
ABS пластик 3/8″ (1. 2×1.2м)	1
Магниты для балансировки	Если нужны	Если лопасти не сбалансированы, то магниты прикрепляются для балансировки
1/4″ винт	48
1/4″ шайба	48
1/4″ гровер	48
1/4″ гайка	48
2″ x 5/8″ уголки	24
1″ уголки	12 (опционально)	В случае, если лопасти не держат форму, то можно добавить доп. уголки
винты, гайки, шайбы и гроверы для 1″ уголка	12 (опционально)
Список используемых деталей и материалов для статора:
Эпоксидка с затвердителем	2 л
1/4″ винт нерж.	3
1/4″ шайба нерж.	3
1/4″ гайка нерж.	3
1/4″ кольцевой наконечник	3	Для эл. соединения
1/2″-13tpi x 3′ шпилька нерж.	1	Нерж. сталь не является ферромагнетиком, поэтому не будет «тормозить» ротор
1/2″ гайка	6
Стеклоткань	Если нужна
0.51мм эмал. провод		24AWG
Список используемых деталей и материалов для монтажа:
1/4″ x 3/4″ болт	6
1-1/4″ фланец трубы	1
1-1/4″ оцинк. труба L-18″	1
Инструменты и оборудование:
1/2″-13tpi x 36′ шпилька	2	Используется для поддомкрачивания
1/2″ болт	8
Анемометр	Если нужен
1″ лист алюминия	1	Для изготовления проставок, если понадобятся
Зеленая краска	1	Для покраски держателей пластика. Цвет не принципиален
Голубая краска бал.	1	Для покраски ротора и др. частей. Цвет не принципиален
Мультиметр	1
Паяльник и припой	1
Дрель	1
Ножовка	1
Керн	1
Маска	1
Защитные очки	1
Перчатки	1

Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения не настолько эффективны, как их горизонтальные собратья, однако вертикальные ветрогенераторы менее требовательны к месту их установки.

Изготовление турбины

1. Соединяющий элемент — предназначен для соединения ротора к лопастям ветрогенератора.
2. Схема расположения лопастей — два встречных равносторонних треугольника. По данному чертежу потом легче будет расположить уголки крепления лопастей.

Если не уверены в чем то, шаблоны из картона помогут избежать ошибок и дальнейших переделываний.

Последовательность действий изготовления турбины:

1. Изготовление нижней и верхней опор (оснований) лопастей. Разметьте и при помощи лобзика вырежьте из ABS пластика окружность. Затем обведите ее и вырежьте вторую опору. Должны получиться две абсолютно одинаковые окружности.
2. В центре одной опоры вырежьте отверстие диаметром 30 см. Это будет верхняя опора лопастей.
3. Возьмите хаб (ступица от авто) и разметьте и просверлите четыре отверстия на нижней опоре для крепления хаба.
4. Сделайте шаблон расположения лопастей (рис. выше) и разметьте на нижней опоре места крепления уголков, которые будут соединять опору и лопасти.
5. Сложите лопасти в стопку, прочно свяжите их и обрежьте до требуемой длины. В данной конструкции лопасти длиной 116 см. Чем длинее лопасти, тем больше энергии ветра они получают, но обратной стороной является нестабильность в сильный ветер.
6. Разметьте лопасти для крепления уголков. Накерните, а затем просверлите отверстия в них.
7. Используя шаблон расположения лопастей, который представлен на рисунке выше, прикрепите лопасти к опоре при помощи уголков.

Изготовление ротора

Последовательность действий по изготовлению ротора:

1. Положите два основания ротора друг на друга, совместите отверстия и напильником или маркером сделайте небольшую метку по бокам. В дальнейшем, это поможет правильно сориентировать их относительно друг-друга.
2. Сделайте два бумажных шаблона расположения магнитов и приклейте их на основания.
3. Промаркируйте полярность всех магнитов при помощи маркера. В качестве «тестера полярности» можно использовать небольшой магнит, обмотанный тряпкой или изолентой. Проводя его над большим магнитом, будет хорошо видно, отталкивается он или притягивается.
4. Приготовьте эпоксидную смолу (добавив в нее отвердитель). И равномерно нанесите ее снизу магнита.
5. Очень аккуратно поднесите магнит к краю основания ротора и переместите его к своей позиции. Если магнит устанавливать сверху ротора, то большая мощность магнита может его резко примагнитить и он может поломаться. И никогда не суйте свои пальцы и другие части тела между двумя магнитами или магнитом и железом. Неодимовые магниты очень мощные!
6. Продолжайте приклеивать магниты к ротору (не забудьте смазывать эпоксидкой), чередую их полюса. Если магниты сьезжают под действием магнитной силы, то воспользуйтесь куском дерева, располагая его между ними для страховки.
7. После того, как один ротор закончили, переходите к второму. Используя ранее поставленную метку, расположите магниты точно напротив первого ротора, но в другой полярности.
8. Положите роторы подальше друг от друга (чтобы они не примагнитились, иначе потом не отдерете).

Изготовление статора

Изготовление статора очень трудоемкий процесс. Можно конечно купить готовый статор (попробуй еще найти их у нас) или генератор, но не факт, что они подойдут для конкретного ветряка со своими индивидуальными характеристиками

Статор ветрогенератора — электрический компонент, состоящий из 9-ти катушек. Катушка статора изображена на фото выше. Катушки разделены на 3 группы, по 3 катушки в каждой группе. Каждая катушка намотана проводом 24AWG (0.51мм) и содержит в себе 320 витков. Большее количество витков, но более тонким проводом даст более высокое напряжение, но меньший ток. Поэтому, параметры катушек могут быть изменены, в зависимости от того, какое напряжение вам требуется на выходе ветрогенератора. Нижеследующая таблица поможет вам определиться:
320 витков, 0.51 мм (24AWG) = 100В @ 120 об/мин.
160 витков, 0.0508 мм (16AWG) = 48В @ 140 об/мин.
60 витков, 0.0571 мм (15AWG) = 24В @ 120 об/мин.

Вручную наматывать катушки — это скучное и трудное занятие.

Поэтому, чтобы облегчить процесс намотки я бы вам посоветовал сделать простое приспособление — намоточный станок. Тем более, что конструкция его достаточно проста и сделать его можно из подручных материалов.

Витки всех катушек должны быть намотаны одинаково, в одном и том же направлении и обращайте внимание или отмечайте, где начало, а где конец катушки. Для предотвращения разматывания катушек, они обмотаны изолентой и промазаны эпоксидкой.

Приспособление для намотки катушек

Приспособа сделана из двух кусков фанеры, изогнутой шпильки, куска ПВХ-трубы и гвоздей. Перед тем, как изогнуть шпильку, нагрейте ее горелкой.

Небольшой кусок трубы между дощечками обеспечивает заданную толщину, а четыря гвоздя обеспечивают необходимые размеры катушек.

Вы можете придумать свою конструкцию намоточного станка, а может у вас уже имеется готовый.
После того, как все катушки намотаны их необходимо проверить на идентичность друг к другу. Это можно сделать при помощи весов, а также нужно померить сопротивления катушек мультиметром.

 

 

Схема соединения катушек статора

Не подключайте домашних потребителей напрямую от ветрогенератора! Также соблюдайте меры безопасности при обращении с электричеством!

Процесс соединения катушек:

1. Зачистите шкуркой концы выводов каждой катушки.
2. Соедините катушки, как показано на рисунке выше. Должно получиться 3 группы, по 3 катушки в каждой группе. При такой схеме соединений получится трехфазный переменный ток. Концы катушек припаяйте, либо воспользуйтесь зажимами.
3. Выберите одну из следующих конфигураций:
   А. Конфигурация «звезда«. Для того, чтобы получить большое напряжение на выходе, соедините выводы X,Y и Z между собой.
   B. Конфигурация «треугольник». Для того, чтобы получить большой ток, соедините X с B, Y с C, Z с A.
   C. Для того, чтобы в будущем сделать возможность изменять конфигурацию, нарастите все шесть проводников и выведите их наружу.
4. На большом листе бумаге нарисуйте схему расположения и подключения катушек. Все катушки должны быть равномерно распределены и соответствовать расположению магнитов ротора.
5. Прикрепите катушки при помощи скотча к бумаге. Приготовьте эпоксидную смолу с отвердителем для заливки статора.
6. Для нанесения эпоксидки на стеклоткань используйте малярную кисть. Если необходимо, то добавьте небольшие кусочки стеклоткани. Центр катушек не заполняйте, чтобы обеспечить их достаточное охлаждение при работе. Постарайтесь избегать образования пузырьков. Целью данной операции является закрепление катушек на своих местах и придание плоской формы статору, который будет располагаться между двумя роторами. Статор не будет нагруженным узлом и не будет вращаться.

Для того, чтобы стало более понятно, рассмотрим весь процесс в картинках:

Готовые катушки помещаются на вощеную бумагу с начерченной схемой расположения. Три небольших круга по углам на фото выше — места отверстий для крепления кронштейна статора. Кольцо в центре предотвращает попадание эпоксидки в центральную окружность.

Катушки закреплены на своих местах. Стеклоткань, небольшими кусочками помещается вокруг катушек. Выводы катушек можно вывести внутрь или наружу статора. Не забудьте оставить достаточный запас длины выводов. Обязательно еще раз проверьте все соединения и прозвоните мультиметром.

Статор практически готов. Отверстия для крепления кронштейна, сверлятся в статоре. При сверлении отверстий смотрите не попадите в выводы катушек. После завершения операции, обрежьте лишнюю стеклоткань и если необходимо, шкуркой зачистите поверхность статора.

 

 

Кронштейн статора

Труба для крепления оси хаба была обрезана под нужный размер. В ней были просверлены отверстия и нарезана резьба. В дальнейшем в них будут вкручены болты, которые будут удерживать ось.

На рисунке выше показан кронштейн, к которому будет крепиться статор, находящийся между двумя роторами.

На фото выше показана шпилька с гайками и втулкой. Четыре таких шпильки обеспечивают необходимый зазор между роторами . Вместо втулки можно использовать гайки большего размера, либо самому вырезать шайбы из алюминия.

Генератор. Окончательная сборка

Небольшое уточнение: малый воздушный зазор между связкой ротор-статор-ротор (который задается шпилькой с втулкой), обеспечивает более высокую отдаваемую мощность, но возрастает риск повреждения статора или ротора при перекосе оси, который может возникнуть при сильном ветре.

На левом рисунке ниже, показан ротор с 4-мя шпильками для обеспечения зазора и двумя алюминиевыми пластинами (которые в дальнейшем будут убраны).
На правом рисунке показан собранный и покрашенный в зеленый цвет статор, установленный на место.

Процесс сборки:
1. В плите верхнего ротора просверлите 4 отверстия и нарежьте в них резьбу для шпильки. Это необходимо для плавного опускания ротора на свое место. Уприте 4 шпильки в алюминиевые пластины приклеенные ранее и установите на шпильки верхний ротор.
Роторы будут притягиваться друг к другу с очень большой силой, поэтому и нужно такое приспособление. Сразу выровняйте роторы относительно друг-друга по поставленным ранее метках на торцах.
2-4. Поочередно вращая ключом шпильки, равномерно опускайте ротор.
5. После того, как ротор уперся в втулку (обеспечивающая зазор), выкрутите шпильки и уберите алюминиевые пластины.
6. Установите хаб (ступицу) и прикрутите его.

Генератор готов!

После установки шпилек (1) и фланца (2) ваш генератор должен выглядеть приблизительно так (см. рис. выше)

Болты из нержавейки служат для обеспечения электрического контакта. На провода удобно использовать кольцевые наконечники.

Колпачковые гайки и шайбы служат для крепления соедин. платы и опоры лопастей к генератору. Итак, ветрогенератор полностью собран и готов к тестам.

Для начала, лучше всего рукой раскручивать ветряк и измерять параметры. Если все три выходные клеммы закоротить между собой, то ветряк должен вращаться очень туго. Это может быть использовано для остановки ветрогенератора для сервисного обслуживания или в целях безопасности.

Ветрогенератор можно использовать не только для обеспечения дома электричеством. К примеру данный экземпляр, сделан так, чтобы статор вырабатывал большое напряжение, которое затем используется для нагрева.
Рассматриваемый выше генератор выдает 3-х фазное напряжение с различной частотой (зависит от силы ветра), а к примеру в России используется однофазная сеть 220-230В, с фиксированной частотой сети 50 Гц. Это отнюдь не означает, что данный генератор не подойдет для питания бытовых приборов. Переменный ток с данного генератора может быть преобразован в постоянный ток, с фиксированным напряжением. А постоянный ток уже может использоваться для питания светильников, нагрева воды, заряда аккумуляторов, а может быть поставлен преобразователь для преобразования постоянного тока в переменный. Но это уже выходит за рамки данной статьи.

На рисунке выше простая схема мостового выпрямителя, состоящего из 6-ти диодов. Он преобразовывает переменный ток в постоянный.

Место установки ветрогенератора

Ветрогенератор, описываемый здесь, установлен на 4-х метровой опоре на краю горы. Трубный фланец, который установлен снизу генератора обеспечивает легкую и быструю установку ветрогенератора — достаточно прикрутить 4 болта. Хотя для надежности, лучше приварить.

Обычно, горизонтальные ветрогенераторы «любят» когда ветер дует с одного направления, в отличии от вертикальных ветряков, где за счет флюгера, они могут поворачиваться и им не важно направление ветра. Т.к. данный ветряк установлен на берегу скалы, то ветер там создает турбулентные потоки с разных направлений, что не очень эффективно для данной конструкции.

Другим фактором, который необходимо учитывать при подборе места размещения, является сила ветра. Архив данных по силе ветра для вашей местности можно найти в интернете, правда это будет очень приблизительно, т.к. все зависит от конкретного места.
Также, в выборе месторасположения установки ветрогенератора поможет анемометр (прибор для измерения силы ветра).

 

 

Немного о механике ветрогенератора

Как известно, ветер возникает из-за разности температур поверхности земли. Когда ветер вращает турбины ветрогенератора, он создает три силы: подьемную, торможения и импульсную. Подьемная сила обычно возникает над выпуклой поверхностью и является следствием разности давлений. Сила торможения ветра возникает за лопастями ветрогенератора, она является нежелательной и тормозит ветряк. Импульсная сила возникает из-за изогнутой формы лопастей. Когда молекулы воздуха толкают лопасти сзади, то им некуда потом деваться и они собираются позади них. В результате, они толкают лопасти в направлении ветра. Чем больше подьемная и импульсная силы и меньше сила торможения, тем быстрее лопасти будет вращаться. Соответственно вращается ротор, который создает магнитное поле на статоре. В результате чего вырабатывается электрическая энергия.

Скачать схему расположения магнитов.

 

Источник: www.cxem.net

подробная инструкция по сборке вертикального ветряка

Если раньше ветряки можно было встретить не часто, то сегодня эта сфера активно развивается и опыт по созданию приобрели многие.

Область применения устройств разнообразна: они обеспечивают электричеством дома, качают воду, напрямую к ним подключают сельскохозяйственное оборудование (например, дробилки) и нагревают ёмкости с водой, которые могут стать аккумуляторами тепла для жилища.

Промышленные модели всем хороши, кроме стоимости, поэтому рассмотрим, как сделать ветрогенератор (ветряк) для частного дома своими руками и что для этого потребуется.

Содержание

• 1 Ветряки для дома своими руками, механика ветрогенератора
• 2 Мощность устройства
• 3 Лопасти
  • 3.1 Какой материал использовать на лопасти
• 4 Вертикальный ветрогенератор своими руками
  • 4.1 Используемые материалы и оборудование
  • 4.2 Чертеж ветрогенератора
  • 4.3 Изготовление вертикального ветряка
  • 4.4 Генератор своими руками
  • 4.5 Процесс сборки
• 5 Монтаж установки, которая превратит ветер в энергию
• 6 Место установки
• 7 Видео на тему

Ветряки для дома своими руками, механика ветрогенератора

Суть работы ветрогенератора – превращение кинетической энергии ветра в электрическую. Каждый элемент системы выполняет свою функцию:

• Ветряное колесо, лопасти. Улавливают движение воздушных масс, вращаются и приводят в движение вал.
• На валу может быть сразу установлен генератор, а может быть угловой редуктор, который передаст движение вниз на кардан. Благодаря использованию редуктора можно добиться повышения оборотов (мультипликатор).
• Генератор – преобразует вращательную энергию в электрическую. Если генератор выдаёт стабильный ток, то его цепляют к аккумуляторам. Если нет – промежуточно устанавливается реле-регулятор напряжения.
• Аккумуляторов в системе может и не быть, но с ними работа более стабильна – они используют ветреные часы для подзарядки и расходуют накопленный потенциал, когда ветер стихает.
• Инвертор – служит для преобразования напряжения в нужную величину, например, в 220V. Нужен для удобства, поскольку большинство приборов рассчитаны на такое напряжение. Но назначение ветряка может быть различным, поэтому не в каждую схему включают инвертор.
• Анемоскоп – прибор, который используют для мощных ветроустановок. Он собирает данные о скорости и направлении ветра. В самодельных конструкциях практически не встречается. Обычно делают небольшой флюгер и поворотный механизм.
• Мачта – или опора, на которой будет закреплён пропеллер. На высоте больше шансов поймать стабильный и сильный ветер, поэтому важно уделить внимание мачте, которая должна выдерживать нагрузки.

Ветряки могут быть горизонтальными (с классическим воздушным винтом) и вертикальными (роторные). Горизонтальные установки имеют наибольший КПД, поэтому их чаще всего воспроизводят при самостоятельном изготовлении.

Генератор вертикального типа

Но такие ветряки нужно поворачивать навстречу ветру, поскольку при боковом потоке он перестаёт работать. А роторный ветрогенератор, сделанный своими руками, тоже имеет свои преимущества.

Конструкция вертикальных систем может сильно отличаться, но есть у них общие особенности.

• Вертикально расположенные турбины поймают ветер, откуда бы он ни дул (горизонтальные модели нужно оснащать направляющей), что очень удобно, если ветер в конкретной местности не стабильный, переменный.
• Такую конструкцию можно расположить прямо на земле (конечно, если там будет достаточно ветра).
• Сделать установку проще, чем горизонтальную.

Единственный минус – относительно невысокий КПД.

Мощность устройства

Во-первых, нужно определить, какой мощности ветряк требуется, с какими задачами и нагрузками он должен справляться.

Обычно альтернативные источники энергии устанавливают, как дополнительный, который только помогает основному энергоснабжению.

И агрегаты мощностью от 500 Вт – это уже неплохо.

Для отопления небольшого дома понадобится около 2-3 кВт.

Но мощность ветряка зависит от 2 факторов:

1. Диаметра лопастей.
2. Скорости ветра.

Желаемое соотношение можно определить по таблице для горизонтальных устройств (на пересечении скорости ветра и диаметра лопастей – мощность в ваттах).

Скорость ветра/Диаметр лопастей	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1м	3	8	15	27	42	63	90	122	143
2м	13	31	61	107	168	250	357	490	650
3м	30	71	137	236	376	564	804	1102	1467
4м	53	128	245	423	672	1000	1423	1960	2600
5м	83	196	383	662	1050	1570	2233	3063	4076
6м	120	283	551	953	1513	2258	3215	4410	5866
7м	162	384	750	1300	2060	3070	4310	6000	8000
8м	212	502	980	1693	2689	4014	5715	7840	10435
9м	268	653	1240	2140	3403	5080	7230	9923	13207

Например, если чаще всего дуют ветра от 5 до 8 м/с, а нам нужно, чтобы ветряк выдавал 1,5 — 2 кВт, то нужно рассматривать конструкции диаметром от 6 м.

Лопасти

По форме лопасти могут быть:

1. Крыльчатого вида.
2. Парусного типа.

Парусные – плоские, это менее продуктивная схема. Они не учитывают аэродинамические силы, а вращаются только под напором ветряного потока.

Только 10 % энергии ветра будет преобразована в электрическую.

У крыльчатого типа наружные и внутренние поверхности различаются по площади. Также важно расположить лопасти под углом 6-10 ° к ветру.

Какой материал использовать на лопасти

На старинных мельницах изготавливался тонкий деревянный каркас из жердей с перемычками, на который натягивались полотняные «крылья». Когда ткань ветшала, её заменяли. Как вариант, можно использовать плотные материалы, такие, как брезент.

Но есть и альтернативы, как можно сделать лопасти для ветрогенератора своими руками:

• Для небольшого пропеллера можно сделать пластиковые лопасти, разрезав на части трубу ПВХ.
• «Паруса» вырезают из фанеры.
• Крупный агрегат можно снабдить лопастями из деревянных досок (не важно, что каждая лопасть будет тяжёлой, главное, чтобы они уравновешивали друг друга).
• Можно использовать лёгкий металл, например дюралюминий.

Если ветер в местности порывистый, предпочтительнее делать увесистые лопасти, тогда система будет работать более стабильно.

Диаметр используемой трубы должен ровняться пятой части её длины. Отрезок разрезается вдоль на 4 части, в основании вырезается квадрат 5х5 (это будет место крепления), а затем делается косой срез, заужающий лопасть от основания к концу. Рваный край обрабатывается наждаком.

Вертикальный ветрогенератор своими руками

Используемые материалы и оборудование

Габариты турбины могут быть выбраны произвольно – чем больше, тем мощнее. В примере диаметр изделия – 60 см.

Для изготовления вертикальной турбины понадобится:

1. Труба Ø 60 см (желательно из нержавеющей стали – оцинковка, дюраль и т.д.).
2. Прочный пластик (два диска диаметром 60 см).
3. Уголочки для крепления лопастей (по 6 шт. на каждую) – 36 шт.
4. Для основы – ступица автомобильная.
5. Гайки, шайбы винты для крепления.

Оборудование и инструмент:

1. Лобзик.
2. Болгарка.
3. Дрель.
4. Отвёртка.
5. Ключи.
6. Перчатки, маска.

Для балансировки лопастей можно использовать небольшую металлическую пластину, магниты, а при небольшом дисбалансе можно просто просверлить отверстия.

Чертеж ветрогенератора

Чертеж устройства ветрогенератора

Изготовление вертикального ветряка

1. Металлическая труба разрезается вдоль так, чтобы получилось 6 одинаковых лопастей.
2. Из пластика вырезается две одинаковых окружности (диаметр 60 см). Это будет верхняя и нижняя опора турбины.
3. Чтобы немного облегчить конструкцию, можно вырезать в верхней опоре по центру круг Ø 30 см.
4. В зависимости от того, сколько на автомобильной ступице отверстий, размечаются по ним точно такие же отверстия для крепления в нижней пластиковой опоре. Просверливаются дрелью.
5. По шаблону нужно разметить расположение лопастей (два треугольника, образующих звезду). Отмечаются места крепления уголков. На двух опорах должно получиться идентично.
6. Лопасти обрезать лучше не по одной, а все сразу (используется болгарка).
7. Места креплений уголков нужно отметить и на лопастях. Затем просверлить отверстия.
8. При помощи уголков лопасти крепятся к кругам-основаниям болтами и гайками через шайбы.

Чем длиннее лопасти, тем мощнее будет агрегат, но тем труднее его будет отбалансировать, в сильный ветер конструкцию «разболтает».

Генератор своими руками

Для ветряка нужно подбирать самовозбуждающийся генератор на постоянных магнитах (такие использовались в тракторах Т-4, МТЗ, т-16, т-25).

Если поставить обычный автомобильный генератор, у них обмотка напряжения работает от аккумулятора, то есть: нет напряжения – нет возбуждения.

Значит, если установить автогенератор + аккумулятор, и долгое время будет слабый ветер, аккумулятор просто разрядится и когда ветер появится вновь, система не запустится.

Либо изготовить ветрогенератор на неодимовых магнитах своими руками. Выдавать такой агрегат будет при слабом ветре 1,5 кВт, максимально, при сильном ветре 3,5 кВт. Инструкция по шагам:

Делаются два металлических блина, диаметром по 50 см.

На них по периметру на супер-клей крепятся по 12 неодимовых магнитов на каждой (размером примерно 50 х 25 х 1,2 мм). Магниты чередуются: «север» — «юг».

Блины размещаются друг напротив друга, полюса тоже ориентируются «север» — «юг».

Между ними размещается самодельный статор. Это 9 катушек медной проволоки сечением 3 мм. По 70 витков в каждой. Между собой они соединяются по схеме «звезда» и заливаются полимерной смолой. Катушки наматываются в одну сторону. Для удобства начало и конец обмотки нужно пометить (например, изолентой разных цветов).

Самодельный генератор для ветряка из неодимовых магнитов

Толщина статора около 15 — 20 мм. При его изготовлении нужно предусмотреть выходы обмоток с катушек через болты с гайками. С них будет идти питание генератора.

Расстояние между статором и ротором – 2 мм.

Суть работы в том, что север и юг магнитов меняются местами, что заставляет электрический ток «бегать» через катушку.

Магниты роторов будут очень сильно притягиваться. Чтобы соединить детали плавно, нужно просверлить в них отверстия и нарезать резьбу для шпилек. Роторы сразу выравниваются относительно друг друга и, постепенно, при помощи ключей, опускается верхний на нижний. После всего временные шпильки убираются.

Этот генератор можно использовать как на вертикальную, так и на горизонтальную модель.

Процесс сборки

• На мачте устанавливается кронштейн для крепления статора (он может быть трёх или шести лопастной).
• Над ним закрепляется гайками ступица.
• В ступице 4 шпильки. На них закручивается генератор.
• Статор генератора соединяется с кронштейном, неподвижно закреплённым на мачте.
• На вторую пластину ротора закрепляется лопастная турбина.
• От статора провода клеммами подключаются на регулятор напряжения.

Монтаж установки, которая превратит ветер в энергию

Чтобы установить собранную конструкцию на длинной мачте (а она будет довольно тяжёлой), нужно сделать следующее:

1. В земле бетонируется надёжное основание.
2. Во время заливки, в него вливают шпильки для крепления мощного шарнира (легко делается своими руками).
3. После полного затвердевания, шарнир одевается на шпильки и закрепляется гайками.
4. Мачта крепится к подвижной половине шарнира.
5. В верхней части мачты при помощи фланца (приваривается), крепятся три — четыре растяжки. Понадобится стальной трос.
6. За один из тросов мачта на шарнире поднимается (можно тянуть автомобилем).
7. Растяжки фиксируют строго вертикальное положение мачты.

Ветряк из тракторного генератора

Место установки

От правильно подобранного места расположения ветряка будет зависеть эффективность его работы. Нужно найти место, где лопастям будет доступно максимальное количество ветра.

Это должно быть открытое пространство, возвышенность или крыша строения – подальше от деревьев и домов. И дело не только в помехах, но и в том, что устройство производит во время работы некоторый шум, а значит, может мешать спокойной жизни соседей.

Иногда на некотором удалении от жилого дома строят небольшой домик, в котором можно разместить оборудование и аккумуляторы, а на его крыше закрепляют ветрогенератор, можно даже в паре с солнечными батареями.

Видео на тему

• Предыдущая записьСолнечные коллекторы для отопления дома: рекомендации по изготовлению своими руками
• Следующая записьБиогаз своими руками: технология получения альтернативного топлива из биологических отходов

Adblock
detector

17 блестящих идей дизайна ветряной турбины своими руками для жизни вне сети

Ветряная турбина своими руками кажется сложным проектом, но для чистого, бесплатного и возобновляемого источника энергии вам не нужно думать дважды. Пытаясь жить за счет земли, я осознал необходимость использования возобновляемых источников энергии.

Ознакомьтесь с этими конструкциями, идеями и советами ветряных турбин своими руками, чтобы быстро приступить к работе!

СВЯЗАННЫЕ С: 15 невероятных самодостаточных домов для вашей страсти к приусадебному хозяйству

Идеи дизайна ветряной турбины своими руками

Если вы, как и я, не выносите шума генератора и запаха газа, подумайте о ветрогенераторе. У нас дома установлены солнечные батареи, но в качестве альтернативного источника энергии может пригодиться ветряк, сделанный своими руками.

1. Ветряная турбина «сделай сам» за 30 долларов

Поселенец, который никогда не выбрасывает многоразовые вещи, обязательно сможет построить эту экономичную ветряную турбину своими руками. Если вы хитрый человек, вы можете сделать это за 30 долларов и даже меньше. Попробуйте этот ветряк своими руками с минимальными затратами.

2. Турбина Тесла своими руками

Эта старая добрая машина (я имею в виду старую, я имею в виду добрую сотню лет) была надежной промышленной машиной. Это определенно может быть так и для вашей скромной усадьбы.

Следуя этому невероятному руководству и используя правильные инструменты и типы оборудования, вы можете получить турбину Теслы, работающую в вашем доме. Ваше основное ноу-хау этого ротора может быть полезно вашей ферме.

3. Миниатюрная ветряная турбина своими руками

Масштабная ветряная турбина своими руками может показаться внушительной, но попробуйте этот простой проект, чтобы убедиться в обратном. Я почти уверен, что вы найдете этот проект интересным; это стоящий проект, который хорошо работает.

4. Многоцелевые велосипедные детали Водяной насос с ветровой электроэнергией своими руками

Простая работа по дому, такая как слив воды из пруда, может потребовать значительного количества энергии. Этот простой ветряной насос может стать решением.

Сокращайте, повторно используйте и перерабатывайте стильно, а также вырабатывайте энергию для создания водяного насоса с приводом от ветра.

5. Сопло-диффузор своими руками Ветряная турбина

Удивительно, как простые бытовые материалы меняют ситуацию. Посмотрите, как этот мусорный бак или ведро может изменить вашу самодельную ветряную турбину. Рассмотрим этот диффузор сопла с его первоклассной механикой.

Он поможет направить энергию на самодельный ветряк с максимальной эффективностью.

6. Самодельная ветряная турбина из бумажного картона

Вдохновитесь этой «осой» ветряной турбиной с нуля. Я почти уверен, что такой самодостаточный поселенец, как вы, тоже может это сделать. Эта самодельная модель ветряной турбины для дома станет отличным проектом для всей семьи.

7. Турбина Тесла картонная

Вот почему мы не выбрасываем пустые втулки от туалетной бумаги, особенно большие. Можете ли вы представить себе конструкцию турбины Теслы, сделанную из картона и рулонов туалетной бумаги?

Вы также можете сделать эту мини-машину Тесла для своего самодельного ветряка с минимальными затратами, а то и бесплатно.

СВЯЗАННЫЕ С: Как экономить энергию зимой | 11 Советы по энергосбережению

8.

Элегантный деревянный дизайн ветряной турбины

Нам нравится дизайн этой ветряной турбины. Он имеет футуристический и утонченный вид с гладкими лопастями ветряной турбины. Удивительно, что в этом дизайне использовано дерево — зеленее не бывает.

Вы можете взять его за основу для создания собственного ветряка.

9. Ветрогенератор с автомобильным генератором

Кто бы мог подумать, что автомобильный генератор может быть таким универсальным и полезным, как этот проект! Итак, если у вас в гараже есть запасной автомобильный генератор, этот ветряк, сделанный своими руками, подойдет вам лучше всего!

Обладая средними инженерными навыками, вы можете создать этот надежный проект ветряной турбины менее чем за день.

10. Вертикальная ветряная турбина из ПВХ-трубы своими руками

Экономия на счетах за электроэнергию может иметь большое значение, даже если это всего несколько долларов. Соберите ветряк из больших труб ПВХ. Эта ветряная турбина с горизонтальной осью соответствует конструкции ветряной турбины Савониуса.

Вы можете включить наружное освещение и сэкономить несколько долларов.

11. Самодельная ветряная турбина для производства электроэнергии

Вдохновитесь самодельным ветряным двигателем мощностью 3000 Вт! В обычных ветряных турбинах используются лопасти, подобные тому, как работает электрический вентилятор. Проверьте свое место и посмотрите, как там работает ветер.

Если у вас сильный ветер, вы можете воспользоваться энергией ветра. Постройте ветряк и получите электричество.

12. Самодельный ветряк с вертикальной осью

Если у вас мало места для огромного горизонтального ветряка, тогда вам подойдет вертикальный ветряк. При многих планах ветряных турбин ветряная турбина с вертикальной осью эффективна с точки зрения пространства.

Теперь у вас нет оправдания тому, чтобы использовать источник энергии, даже если у вас мало места.

13. Новая безлопастная ветряная турбина Saphonian

Представьте, как широкий кусок ткани может привести в движение большую парусную лодку. Отсюда и возникла идея этой безлопастной сафонианской конструкции ветряной турбины.

Генерирует энергию ветра в два раза эффективнее, чем обычные конструкции. Если у вас в районе хороший ветер, представьте себе электроэнергию, вырабатываемую этим ветрогенератором.

14. Вертикальный ветряк своими руками из двигателя стиральной машины

Вы можете переделать сломанную стиральную машину в этот небольшой ветряк. Используйте двигатель стиральной машины для питания этого генератора.

Это ветряная турбина с вертикальной осью, которая создает скорость ветра, превышающую размеры. Начните с этого мини-проекта и постепенно переходите к питанию не только лампочки.

15. Сделай сам Savonius VAWT

Самодельный ветряной двигатель Savonius (ветряной двигатель с вертикальной осью) сэкономит вам время, место и деньги. Все, что вам нужно, это подшипники, 2 больших ведра и немного трубы.

16. Самодельная ветряная турбина из бутылки из-под кока-колы

Это очень простая и дешевая конструкция с вертикальной осью, состоящая из легкодоступных деталей. Он также очень прост в сборке, требуя минимальной механической обработки.

Просверлить несколько больших отверстий очень сложно. И, конечно же, это позволяет вам повторно использовать некоторые из тех пустых бутылок из-под газировки, которые у вас есть.

17. Ветряная турбина Dandelion

Вот ветряная турбина, предназначенная для выработки как можно большего количества энергии (с двигателем мощностью 24 Вт).

 

Ну вот, поселенцы! Планы и идеи проектирования ветряных турбин своими руками в соответствии с вашими потребностями, будь то бюджет, уровень навыков или даже пространство.

Изучение возобновляемых источников энергии и их применение — это навык выживания, который вам нужно освоить. Кто знает, когда это пригодится?

Какие из этих идей дизайна ветряных турбин своими руками вы планируете воссоздать? Дайте нам знать в комментариях ниже!

Вверх Далее: 

• 12 лучших руководств по созданию солнечных панелей своими руками для скромного поселенца
• Какой аварийный генератор вам подходит? [Инфографика]
• Руководство для начинающих по приготовлению мазей и масел на травах

Товарищи поселенцы, хотите ли вы помочь другим извлечь уроки из вашего путешествия, став одним из наших первых участников? Напишите нам!

Следите за нами в Instagram, Twitter, Pinterest и Facebook!

Примечание редактора. Этот пост был первоначально опубликован в апреле 2019 года и был обновлен для обеспечения качества и актуальности.

Конструкции ветряных турбин с вертикальной осью своими руками и многое другое

Энергия ветра является одним из лучших возобновляемых источников энергии, доступных на нашей планете. Обычно мы не видим ветряные турбины, установленные на крышах домов. Но если он у вас есть, оплатить счет за электроэнергию не составит труда. Тем не менее, люди часто задаются вопросом, не слишком ли дорогая энергия ветра. Ну, это не всегда так, поскольку есть много альтернативных способов использования.

Ветряные мельницы, которые вы видите под открытым небом, определенно обойдутся вам в целое состояние. С другой стороны, если вы создадите что-то вроде собственного Ветрогенератор с вертикальной осью своими руками , то это проще простого. Это не только поможет вам внести свой вклад в экологически чистую энергию, но также поможет вам улучшить свои технические знания. Это один из идеальных проектов, над которым вы можете работать со своими детьми-подростками и в то же время обучать их устойчивости .

Значение энергии ветра

Статистические данные говорят, что энергия ветра (обеспечивающая 2,5 процента от общего объема электроэнергии) достигла рекордно высокого уровня потребления в мире с мощностью 197 ГВт и 430 ТВтч общего объема производства энергии. Теперь, для сравнения, совокупная мощность ветровых установок по всему миру только что достигла 17,4 ГВт в 2000 году. Вы можете объяснить этот экспоненциальный рост (более чем в 11 раз за 11 лет) более совершенными технологиями, эффективными административными мерами и, в некоторых случаях, эффективными вклад пользователя.

5 Самодельные ветряные турбины с вертикальной осью для выработки чистой энергии

Итак, давайте возьмем наши ржавые инструменты и посмотрим на 5 очаровательных Самодельных ветряных турбин с вертикальной осью (VAWT), изобретенных «простым человеком».

1. Самодельный ветряк с вертикальной осью своими руками из труб ПВХ

Созданная пользователем Instructables Фароуном, эта уникальная (и очень дешевая) хитроумная конструкция сочетает в себе переработанные элементы гаража, чтобы сделать полноценную ветряную турбину с вертикальной осью. По словам создателя, турбина V8-4 была «спасена» из труб ПВХ (вырезанных по форме), постоянных заглушек из проходов канализационных труб, оси от старого велосипеда, колеса трехколесного велосипеда, двигателя постоянного тока, электрического провода и винты. Конечный продукт стоимостью ничтожные 182 доллара имеет улучшенные обороты и большую площадь лопастей, в то время как Faroun стремится сделать его способным генерировать 100 Вт при направленной скорости ветра 35 км/ч.

Все мы знаем, что ветряные турбины нуждаются в каком-то тормозном механизме, чтобы предотвратить их неконтролируемое вращение. Мы опасаемся, что без такой установки турбина не выдержит высоких скоростей ветра. Но поскольку турбина стоит всего 200 долларов, мы не думаем, что есть что-то плохое в том, чтобы начать с нее свою зеленую жизнь.

2. Lenz2 Ветряная турбина с вертикальной осью

Lenz2 полностью полагается на легкодоступные бытовые материалы для своей конструкции. На PopSci Lenz2 был на выставке по цене менее 300 долларов. Для крыла используется фанера. Это связано с 4-футовыми стержнями, покрытыми прочным алюминием. Для генератора есть два отдельных стальных диска с магнитами на них. С другой стороны, вы найдете медные провода, приклеенные к фанерному. Все они закреплены на главном валу вокруг своей оси. Вдоль вала использовались другие зажимы и сварка, чтобы удерживать самодельное хитроумное изобретение как единое целое. Этот уникальный компонент в свою очередь может вырабатывать (за счет подключения выпрямителя к генератору) 50 киловатт-часов электроэнергии в месяц на 8 аккумуляторных батареях, при оптимальной скорости ветра 10 км – 36 км/ч.

Вот как вы должны собрать его для себя:

a) Соберите крылья:

Аккуратно вырежьте каплевидные формы из фанеры и соедините их четырехфутовыми стержнями. Покройте эти крылья алюминием.

b) Соберите генератор:

Это немного сложно. Нет никакой разницы между обычными кусками дерева и тем, что есть в конструкции, если конструкция не способна использовать ветер и преобразовывать его в электричество. Генератор делает эту работу. Для оформления одной достаточно приклеить магниты к двум стальным дискам. Прикрепите витки медной проволоки к фанерному диску и наденьте все три диска на вал.

c) Прикрепите другие детали:

Закрепите оба конца вала на прямоугольной раме. Приварите рычаги крыльев к нижней части генератора, а также к стальному диску в верхней части турбины.

d) Установите раму:

После завершения шага 3 вы почти закончили, последним шагом будет прикрепление тросов к рычагам рамы и стабилизация с помощью мешков с песком.

e) Электропитание дома:

Последний шаг — использовать генерируемую энергию для питания вашего дома. Подключите генератор к выпрямителю. Это преобразует мощность в постоянное напряжение. Подсоедините эту линию к батареям. Ветряной турбине требуется от четырех до шести часов, чтобы полностью зарядить банк из восьми аккумуляторов.

3. The Zoetrope VAWT

Источник изображения: apply-sciences. net

Это устройство состоит из доступных на месте аппаратных компонентов, таких как дымовая труба, металлические кронштейны, пластиковый лист и даже ступица прицепа. Он имеет очень недорогую конструкцию и нагрев воды с нулевым уровнем выбросов. Вы можете регулировать выходную мощность простой, но надежной турбины в соответствии с микроклиматом и характеристиками участка. При тестировании он показывает мощность 150-200 Вт, а требуемая почти идеальная скорость ветра (порыва) составляет около 25 м/сек.

4. VAWT, сделанный из утилизированной перезаряжаемой дрели

Пользователь секретного поста Гражданин Смит сконструировал VAWT из разобранной формы перезаряжаемой дрели (включая встроенную схему и корпус). Он испытал эту полую дрель с помощью другой аккумуляторной дрели с конечным результатом 150–200 об/мин при 11,5 В. С помощью этого достаточного вращающегося механизма он изобрел винтовую турбину, сделанную из гофрированного картона. Затем секция крыла была покрыта матом из стекловолокна и смолой для отделки формы. Затем он мог использовать их (для отливки компонентов лопастей) в спиральную конструкцию ротора высотой 3 м.

5,55-галлонная ветряная турбина с вертикальной осью

Источник изображения: personal.psu.edu

Заметно выпуклые 55-галлонные бочки были вертикально обрезаны наполовину для турбины типа Савониуса. Для вертикальной оси использовалась 3-дюймовая труба из ПВХ, которая использовалась в качестве крепежного элемента для двух половин ствола, смонтированных друг на друге. Пластиковые зажимы были соединены с двумя квадратными фанерными планками с шарикоподшипником (внутри) для дополнительной плавности движения. Что касается выработки электроэнергии, то для оптимального передаточного отношения использовался генератор переменного тока с постоянными магнитами и шестерней специальной формы. Наконец, была интегрирована лопасть вентилятора для охлаждения всего генератора в случае более высокой скорости ветра.

Инновационные конструкции ветряных турбин с вертикальной осью, которыми вы можете почерпнуть вдохновение

В то время как большинство из нас были бы удовлетворены вышеперечисленными конструкциями, сделанными своими руками, есть и те, кто наверняка хотел бы перейти на новый уровень. И если вы один из этих немногих, вы наверняка хотели бы знать, что еще вы можете сделать с ветряной турбиной с вертикальной осью? Для таких любознательных домашних мастеров вот несколько самых инновационных конструкций ветряных турбин с вертикальной осью:

1. Generadoreolico: система ветряных турбин с вертикальной осью для большей эффективности

По статистике, потребление энергии от «чистого и зеленого» ветра достигло рекордно высокого уровня (почти 2,5% мирового потребления электроэнергии) с колоссальной паспортной мощностью 197 ГВт и 430 ТВтч общего производства энергии. И, с этой праведной тенденцией крупномасштабной коммерциализации ветровой энергии, небольшие ветряные генераторы для использования на микроуровне, безусловно, становятся все более важными. Принимая во внимание присущую этой конструкции гибкость, аргентинский дизайнер Мириам Петерсон разработала эффективную систему GeneradorEolico — отечественную ветряную турбину с вертикальной осью на основе роторов Савониуса.

Роторы Савониуса могут использовать силу ветра и преобразовывать ее в крутящий момент на вращающемся валу. В этой системе три отдельных сложных ротора Савониуса (соединенных с соответствующими генераторами) будут прикреплены прочными кабелями к центральному модулю. Центральный модуль, в свою очередь, будет подключен к точке хранения со встроенным аккумулятором 12 В, 220 А. Базовая конструкция намекает на внутренние аэродинамические свойства роторов в их многочисленных формах, которые увеличивают величину энергии ветра, которая должна быть преобразована в чистое электричество.

По словам дизайнера, генератор может использовать ветер с ничтожной скоростью 4 м/с, так как это обеспечивает колоссальные 50 об/мин в эффективных роторах. Суммарную выходную мощность установки можно обозначить как 3 кВт. Но затруднительное положение связано с фактором безопасности, особенно когда высокоскоростные вращающиеся лопасти размещаются в домашних условиях. Следовательно, дизайнер также ловко подумал о горизонтально расположенных колесах безопасности, которые могут предупреждать пользователей своим заметным вращением. Кроме того, их перфорация снижает общее боковое сопротивление, что подчеркивает общую легкость механизма.

2. Quietrevolution: ветряная турбина с вертикальной осью

В этом заключается настоящая эстетика ветряных турбин. Эта элегантная ветряная турбина с вертикальной осью S-образной формы лопастей, безусловно, станет решением как для индустрии туризма, так и для ветроэнергетики и защитников окружающей среды. Удивительный дизайн этой ветряной турбины под названием «Quietrevolution» не заставит индустрию туризма беспокоиться о том, чтобы испортить красоту природы, а добавит ей красоты.

Спасибо компании XCO2 за проектирование и разработку этой уникальной и инновационной ветряной турбины. XCO2 — признанная консалтинговая и инжиниринговая фирма в области низкоуглеродной энергетики. Эти турбины также технологически сложны, поскольку практически бесшумны и не имеют вибрации. Таким образом, эти турбины идеально подходят для установки как в городских условиях, так и в открытых местах.

Запатентованная конструкция проста и надежна, имеет только одну подвижную часть. Следовательно, он обеспечивает максимальную надежность при минимальных требованиях к техническому обслуживанию.

3. Ветряная турбина с вертикальной осью, которая одновременно служит дымоходом

Энергию ветра легко использовать и преобразовывать в полезную энергию для вашего дома. Пару дней назад мы рассказывали вам, как сделать ветряк с вертикальной осью всего за 300 долларов в кармане.

Вот ветряная турбина с вертикальной осью, которая также служит дымоходом. Мы до сих пор не думаем, что это путь к зелени, потому что, если вы все еще сжигаете столько дров в помещении, вы не защищаете окружающую среду, а душите деревья вокруг вашего так называемого «зеленого дома».

4. Концепция ветряной турбины с вертикальной осью

Помимо того, что энергия ветра более надежна, чем солнечная энергия, энергия ветра всегда была второстепенным выбором для всех владельцев домов, заботящихся об окружающей среде. Причины включают гибель птиц, шум и снижение производительности при изменении направления ветра. Концептуальная ветряная турбина, разработанная Industrie-SA, может решить все эти проблемы с помощью продуманной конструкции. Турбина с вертикальной осью предназначена для городских условий с ветром.

Имея диаметр 8 м и высоту 3 м, турбина может генерировать до 175 МВтч в год. Турбины с вертикальной осью безопасны для птиц, а также менее шумны по сравнению с аналогами с горизонтальной осью. Разработчики также утверждают, что турбины нечувствительны к направлению и силе ветра.

Final Words

Думаете о создании недорогого, простого в установке ветроэнергетического устройства, которое обеспечивает безопасный и привлекательный метод использования энергии ветра? Практически все современные ветряные турбины преобразуют энергию ветра в электричество для распределения энергии. Так почему бы не выполнить эти шаги и не сделать свою собственную ветряную турбину с вертикальной осью или VAWT, которая стоит на земле и может принимать ветер с любого направления, устройство, которое потенциально может испытывать сильные ветры со скоростью более 25 миль в час.