Ветряк из автомобильного генератора своими руками

Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора?

Ветрогенераторы (ветряки, ветроэлектрические установки) сегодня считаются одними из самых дешевых источников альтернативной электроэнергии. Они менее распространены, чем солнечные панели. Однако производимая батареями солнечных элементов электрическая энергия выходит в разы дороже. Значит, ветряк в личном хозяйстве способен оказаться очень эффективным и полезным источником дополнительной электрической энергии. В особенности он может стать выгодным, если не приобретать заводскую установку, а сделать ее своими руками из автомобильного генератора. Самодельный ветрогенератор выйдет гораздо дешевле, чем заводское устройство.

Устройство ветряного генератора

Существует большое количество разновидностей ветровых генераторов и чертежей их создания. Но несмотря на многообразие видов, все конструкции имеют в своей структуре следующие неотъемлемые компоненты:

  • электрический генератор;
  • ротор с лопастями;
  • аккумуляторную батарею;
  • мачту (бывает с растяжками и без них);
  • преобразователь электрической энергии (инвертор);
  • электронный блок (контролер заряда);
  • проводку, по которой проходит электрическая энергия.

Помимо этого, требуется заблаговременно обдумать систему управления и распределения электрической энергии, набросать схему установки.

Инструкция по созданию

Подготовка

Прежде чем приступить к работе следует определиться, какое конкретно устройство желаете изготовить, поскольку практикуется несколько типов ветровых генераторов, например, роторный, аксиальный (осевой) на магнитах и так далее.

Существует 2 варианта размещения оси:

  • горизонтальное – наиболее распространенное, коэффициент полезного действия у данного типа вдвое больше;
  • вертикальное – монтируется внизу, поскольку обладает большой массой. Так как ветер внизу слабее вдвое, стало быть, мощность установки понижается примерно в 8 раз. Из плюсов – низкий уровень шума и удобство эксплуатации.

Вне зависимости от модели конструкции, для создания самодельного ветрового генератора необходимо подготовить:

  • автомобильный генератор;
  • вольтметр;
  • реле зарядки аккумуляторной батареи;
  • регулятор напряжения для переменного электротока;
  • материал для создания лопастей;
  • аккумуляторную батарею (гелиевую либо кислотную);
  • короб для закрывания проводки;
  • емкость (некорродирующая кастрюля либо алюминиевое ведро);
  • выключатель на 12 В;
  • электрический 3-жильный кабель (сечением не менее 2,5 мм2);
  • старую водопроводную трубу (диаметром не менее 15 миллиметров, длиной 7 метров);
  • лампочку-зарядку;
  • 4 болта с шайбами и гайками;
  • железные хомуты для фиксации.

Наряду с этим, нужно иметь для работы специализированный инструментарий:

  • шлифмашину с дисками;
  • маркер;
  • шуруповерт;
  • электродрель со сверлами;
  • ножницы по металлу;
  • комплект накидных ключей;
  • газовые ключи различных номеров;
  • кусачки;
  • рулетку.

Ротор

При создании ветроэлектрической установки следует принять в расчет, что ротор любого автомобильного генератора, даже от ВАЗ, имеет обмотку электромагнитного возбуждения. Если все выполнять собственными силами, его конструкцию можно сделать проще. Следует удалить коллектор, перемотать статорную обмотку, что даст возможность переделать устройство в тихоходное. Желательно переделать железный ротор.

На ось ротора в обязательном порядке вытачивается не подверженная влиянию магнитного поля насадка из алюминия. На нее помещают специализированный бандаж из металлической трубы.

Это следует делать с незначительной натяжкой. На поверхности бандажа производят разметку и посредством суперклея ставят прямоугольники из магнитов, изготовленных из неодима. Их приклеивают на агрегат с незначительным перекосом, что не допускает залипания, соблюдая чередование полюсов. Между этих элементов заливают эпоксидку, что дает возможность сровнять поверхность.

Такая ветроэлектрическая установка будет производить удовлетворяющее потребности количество электроэнергии лишь при частоте вращения 6000 обмин. Чтобы сделать его производительным и при 600 об/мин, нужно увеличить статорную обмотку в 5 раз. Параллельно следует сделать меньше и само сечение силового привода.

Лопасти данной ветроэлектрической установки должны быть большого размера. Для понижения магнитного поля желательно перебрать пластинки статора, выровнять их, после чего смонтировать обратно.

Ветровое колесо

Лопасти, наверное, самая значимая часть ветроэлектрической установки. От их конструкции напрямую зависит работа других узлов установки. Делают их из различных материалов, порой даже из канализационной полипропиленовой трубы.

Лопасти из трубы несложны в создании, стоят недорого и не подвергаются воздействию влажности.

Последовательность изготовления лопастной системы следующая.

  1. Требуется произвести расчет длины лопасти. Диаметр трубы должен составлять 1/5 от совокупного метража. Например, если лопасть будет равняться метру, то подойдет труба диаметром 20 сантиметров.
  2. Разрезаем трубу посредством лобзика по длине на 4 отрезка.
  3. Из одного отрезка делаем крыло, которое будет служить образцом для вырезания остальных лопастей.
  4. Заусенцы на концах обрабатываем абразивом.
  5. Лопасти закрепляем к диску из алюминия с приваренными полосками для фиксации.
  6. Затем к этому диску прикрепляем электрогенератор.

По окончании сборки лопастной системе требуется балансировка. Ее фиксируют на треноге в горизонтальной позиции. Мероприятие проводят в закрытом от ветра помещении. Если балансировка выполнена правильно, колесо должно быть неподвижно. Когда же лопасти крутятся самостоятельно, то их необходимо подточить до придания баланса всей структуре.

Лишь при успешном завершении этой операции необходимо перейти к испытанию точности вращения лопастей, они должны вращаться в одной плоскости без нарушения баланса. Допустимо отклонение в 2 миллиметра.

2-лопастной винт на электрогенератор без переделки

По большому счету если на электрогенератор установить скоростной 2-лопастной винт диаметром 1-1,2 метра, то подобные обороты свободно достигаются при скорости ветра 7-8 м/с. Следовательно, можно изготовить ветрогенератор и без переделки электрогенератора, только функционировать он станет при скорости ветра от 7 м/с.

Изготовление мачты

Для создания мачты подойдет водопроводная труба диаметром не меньше 15 сантиметров, длиной приблизительно 7 метров. Если в границах 30 метров от намечаемого места установки имеются сооружения, то в высоту устройства вносят коррективы в сторону увеличения.

Для продуктивного функционирования ветроэлектрической установки лопастник поднимают выше преграды по меньшей мере на 1 метр.

Основу мачты и колья для фиксирования растяжек заливают бетоном. К колышкам варят хомуты с болтами. Для растяжек используется 6-миллиметровый трос, покрытый цинком.

Сборка

Для сборки ветроэлектрической установки требуется изготовить поворотную ось. Ее можно создать из подшипников и колена 15-сантиметровой трубы с гайками и резьбой. Следует залить трубу эпоксидкой в теле подшипника, а его залить на куске пластиковой трубы, диаметром 50 миллиметров. В результате получится подвижная ось.

Последовательность монтажа ветрогенератора:

  • из профиля 50×25 миллиметров изготовить 60-сантиметровую балку;
  • зафиксировать ее на балку электрогенератора;
  • зафиксировать хвост;
  • проделать отверстия для фиксации вращающейся оси;
  • установить лопасти;
  • зафиксировать готовый ветряк на мачте;
  • подключить маленький аккумуляторный блок;
  • подключить мультиметр.

Ветроэлектрическая установка смонтирована и готова к эксплуатации. Этот ветрогенератор при маловетреных погодных условиях в силах без труда гарантировать светодиодное освещение, работу телевизионного приемника с ноутбуком и иные мелочи. Но это исключительно при маловетреных погодных условиях. При мощном ветре получение электроэнергии увеличивается в разы.

Советы по обслуживанию

Ветряк, как и всякий механизм, требует технического контроля и обслуживания.

  1. В особом внимании нуждается токосъемник. Щетки электрогенератора чистят, смазывают и регулируют раз в 2 месяца.
  2. При первых симптомах неполадки лопастника (вибрация и разбаланс колеса) ветряк опускают на землю и чинят.
  3. Раз в 3 года стальные элементы покрывают противокоррозионной краской.
  4. Постоянно обследуют крепления и натяжку тросов.

Когда монтаж окончен, можно подключать аппаратуру и пользоваться электричеством.

Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора смотрите далее.


Самодельный ветряк из автомобильного генератора

Автора уже давно интересовала идея использования альтернативной энергии. Поискав информацию о различных устройствах на эту тему, автор нашел для себя модель ветряка, которая легка в исполнении и не сильно затратная по деньгам.

Материалы использованные автором для создания ветряка:
1)провода 38-16
2)электронный контроллер зарядки
3) генератор GM 7127 от компании AutoZone
4) набор для усовершенствования статора – MTM cientific,
5) углеволоконные лопасти и ступица – Picou Builders Supply, Co Inc.,
6) трубы водопроводные
7) лентопротяжный мотор DC Ametek мощностью 38 В

Рассмотрим этапы создания ветрогенератора.
Для начала автор приобрел все необходимые комплектующие. В строительном магазине были куплены трубы и несколько метров проводов. Через интернет магазины были заказаны высоковольтные катушки статора и трансмиссия. Для индикации зарядки аккумулятора был приобретен электронный контроллер.

После этого автор приступил к сборке основной конструкции ветрогенератора.
Генератор был установлен на стойку, и на верхушку стойки турбины был установлен небольшой диод, который был присоединен проводами к катушке генератора. Так как это не генератор с постоянным магнитом, то лампочка позволяет катушке самовозбуждаться и покажет момент, когда генератор не выдает заряд, а следовательно может быть отключен от аккумулятора.

Затем были изготовлены лопасти из углеволокна. После чего автор приступил к покрасочным работам. сам генератор автор покрасил в красный цвет, а ступицу и крепежи лопастей в белый.

Первые тесты показали надежность конструкции. При сильном ветре около 35 мильчас генератор начинал шуметь, но крепления выдерживали. Однако в ходе испытаний был выявлен главный недостаток данного генератора, который упустил автор. дело в том, что автомобильный генератор не начинает вырабатывать ток пока ветер не достигнет 12 мильчас

Прошлой ночью дул достаточно сильный ветер, но турбина “была на высоте”. Временами порыв ветра достигал 35 – 40 миль/час. При таком ветре турбина создавала шум, но главное, что она выдержала такое испытание. Из-за заводского ограничения автомобильный генератор не начинает вырабатывать ток, пока сила ветра не достигнет 12 миль/час, а при нулевых оборотах он не вырабатывает энергию и не показывает напряжение. При ветре меньше 12 мильчас и низких оборотах генератора, он до момента начала выработки тока сам потребляет энергию аккумулятора, что практически испортило его. Поэтому для того чтобы исправить систему, и сберечь аккумуляторы автор решил модернизировать генератор таким образом, чтобы сделать из него генератор переменного тока с постоянным магнитом.

Читайте также:  Как работать ручным фрезером. Устройство инструмента и технология работ.

Обмотка статора была перемотана. Первоначально на статоре было 4 витка провода №14, они были заменены на 10 витков провода №18. Уложить последние 4 провода в последнем слое оказалось сложной задачей, автор даже попробовал при помощи пресса сделать углубления в статоре, однако это не принесло результатов.

Поэтому автор просто выточил карман глубиной в палец для нового магнита.

По итогу вся затея с перемоткой статора провалилась, так как некоторые кольца обмотки соприкасались с металлическим сердечником и создавали короткое замыкание. Поэтому автор отбросил эту затею и приобрел лентопротяжный мотор DC Ametek мощностью 38 В. Автор пометил капы и развел их для большего удобства. Купленный ротор со скошенными пазами давал довольно неплохой пусковой момент, при испытаниях на ручной тяге вольтметр показывал чуть более 9 В.

Новый статор относительно меньше своего предшественника в размерах, но зато начинает работать уже при самом слабом ветре. Для того, чтобы преодолеть сопротивление аккумулятора и начать зарядку достаточно силы ветра в 7-8 мильчас. При этом установленный диод не дает генератору перейти в режим мотора.

А вот фотография аккумуляторного блока системы.

Тихоходный ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора

Ветрогенератор, изготовленный из автомобильного генератора, может помочь в ситуации, когда в частном доме нет возможности подключения к линии электропередачи. Либо послужит вспомогательным источником альтернативной энергии. Такое устройство можно сделать своими руками из подручных материалов, используя наработки народных умельцев. Фото и видео продемонстрируют процесс создания самодельной ветровой установки.

Конструкция ветрогенератора

Существует огромное видовое разнообразие ветрогенераторов и чертежей их изготовления. Но любая конструкция включает в себя следующие обязательные элементы:

  • генератор;
  • лопасти;
  • накопительная батарея;
  • мачта;
  • электронный блок.

Обладая некоторыми навыками, можно смастерить ветрогенератор своими руками

Кроме этого, необходимо заранее продумать систему управления и распределения электроэнергии, начертить схему монтажа.

Ветровое колесо

Лопасти, пожалуй, самая важная часть ветрогенератора. От конструкции будет зависеть работа остальных узлов устройства. Изготавливают их из разных материалов. Даже из пластиковой канализационной трубы. Лопасти из трубы просты в изготовлении, стоят дёшево и не подвержены воздействию влаги. Порядок изготовления ветроколеса следующий:

  1. Необходимо рассчитать длину лопасти. Диаметр трубы должен быть равен 1/5 от общего метража. К примеру, если лопасть будет метровая, то подойдёт труба диаметром 20 см.
  2. Разрезаем трубу лобзиком вдоль на 4 части.
  3. Из одной части изготавливаем крыло, которое послужит шаблоном для вырезания последующих лопастников.
  4. Заусенца на краях сглаживаем абразивом.
  5. Лопасти фиксируют к алюминиевому диску с приваренными полосами для крепления.
  6. Далее к этому диску прикручивается генератор.

Лопасти для ветрового колеса

После сборки ветроколесо нуждается в балансировке. Его закрепляют на штативе горизонтально. Операцию проводят в закрытом от ветра помещении. В случае правильно проведённой балансировки колесо не должно двигаться. Если же лопасти вращаются сами, то их требуется подточить до придания равновесия всей конструкции.

Только после успешного завершения данной процедуры следует перейти к проверке точности вращения лопастей, они должны крутиться в одной плоскости без перекоса. Допускается погрешность в 2 мм.

Схема сборки генератора

Мачта

Для изготовления мачты подойдёт старая водопроводная труба диаметром не менее 15 см, длиной около 7 м. Если в пределах 30 м от предполагаемого места монтажа есть постройки, то высоту конструкции корректируют в сторону увеличения. Для эффективной работы ветроустановки лопастник поднимают выше препятствия минимум на 1 м.

Основание мачты и колышки для закрепления растяжек бетонируют. К кольям приваривают хомуты с болтами. Для растяжек применяют оцинкованный 6 мм трос.

Совет. Собранная мачта обладает немалым весом, при ручной установке понадобится противовес из трубы с грузом.

Переделка генератора

Для изготовления генератора ветряка подойдёт генератор от любого автомобиля. Их конструкции схожи между собой, а переделка сводится к перемотке провода статора и изготовлению ротора на неодимовых магнитах. В полюсах ротора высверливаются отверстия для фиксации магнитов. Устанавливают их, чередуя полюса. Ротор оборачивают бумагой, а пустоты между магнитами заливают эпоксидной смолой.

Автомобильный генератор

Таким же способом можно переделать двигатель от старой стиральной машины. Только магниты в этом случае во избежание залипания наклеивают под углом.

Новую обмотку перематывают по катушке на зуб статора. Можно сделать всыпную обмотку, это как кому удобно. Чем больше количество витков, тем эффективнее получится генератор. Мотают катушки в одном направлении по трёхфазной схеме.

Готовый генератор стоит опробовать и измерить данные. Если при 300 оборотах генератор выдаёт порядка 30 вольт, это хороший результат.

Генератор для ветряка из автомобильного генератора

Финальная сборка

Раму генератора сваривают из профильной трубы. Хвост изготавливают из оцинкованной жести. Поворотная ось представляет собой трубку с двумя подшипниками. Генератор крепят к мачте таким образом, чтобы расстояние от лопасти до мачты было не менее 25 см. В целях безопасности для финальной сборки и монтажа мачты стоит выбрать безветренный день. Лопасти под действием сильного ветра могут изогнуться и разбиться о мачту.

Чтобы использовать аккумуляторы для питания техники, которая работает от сети 220 В, потребуется установить инвертор преобразования напряжения. Ёмкость батареи подбирается индивидуально к ветрогенератору. Этот показатель зависит от скорости ветра на местности, мощности подключаемой техники и частоты пользования ею.

Устройство ветрогенератора

Чтобы батарея не вышла из строя от чрезмерной зарядки, понадобится контроллер напряжения. Его можно изготовить самостоятельно, если обладаете достаточными знаниями в электронике, или купить готовый. В продаже имеется множество контролеров для механизмов получения альтернативной энергии.

Совет. Чтобы лопастник не сломался при сильном ветре, устанавливают простое устройство – защитный флюгер.

Обслуживание ветрогенератора

Ветрогенератор, как и любое другое устройство, нуждается в техническом контроле и обслуживании. Для бесперебойной работы ветряка периодически проводят следующие работы.

Схема работы ветрогенератора

  1. Наибольшего внимания требует токосъёмник. Щётки генератора нуждаются в чистке, смазке и профилактической регулировке раз в два месяца.
  2. При первых признаках неисправности лопастника (дрожание и разбалансировка колеса) ветрогенератор опускают на землю и ремонтируют.
  3. Раз в три года металлические детали покрывают антикоррозийной краской.
  4. Регулярно проверяют крепления и натяжение тросов.

Теперь, когда установка окончена, можно подключать приборы и пользоваться электроэнергией. По крайней мере, пока ветрено.

Генератор для ветряка своими руками: видео


Ветряк из автомобильного генератора

В большинстве российских регионов состояние ветроэнергетических ресурсов позволяет создать ветряк из автомобильного генератора для частного загородного дома. Подобную конструкцию можно изготовить применительно к конкретным условиям эксплуатации, решив тем самым вопросы обеспечения электроэнергией. Самодельные ветряки способствуют определенной экономии денежных средств. Созданный ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора, значительно дешевле своих аналогов, изготовленных в заводских условиях.

Подготовительный этап

Перед тем как приступать к созданию ветряной установки, необходимо подготовить и собрать все составные элементы будущей конструкции. Подготовка начинается с выбора автомобильного генератора. Он должен обладать повышенной мощностью, поэтому лучше всего подойдет агрегат с грузового автомобиля или автобуса. Все остальные узлы рекомендуется брать с одной и той же машины, чтобы не нарушать комплектность. В первую очередь это касается аккумулятора, реле и других деталей.

Поскольку потребители должны обеспечиваться переменным током, нужно заранее позаботиться о приобретении инвертора или другого преобразователя. Мощность инвертора должна соответствовать мощности будущего ветрогенератора.

Для изготовления ветрогенератора Вам понадобится:

  • Генератора
  • Аккумуляторная батарея
  • Реле зарядки аккумулятора
  • Вольтметр
  • Материал для изготовления лопастей
  • Болты в комплекте с гайками и шайбами
  • Хомуты для креплений

Могут потребоваться и другие детали, в зависимости от индивидуальных особенностей конструкции. Далее, прежде чем изготавливать ветряк своими руками из автомобильного генератора, необходимо выполнить расчеты, для которых используется мощность генератора и инвертора, емкость аккумулятора и другие параметры, в том числе и количество потребителей, имеющихся в доме. Расчет мощности следует производить в зависимости от напора ветра и площади лопастей, на которые воздействует ветер. Как правило, работа установки начинается при скорости ветра 2 м/с, а максимальная эффективность наступает при 10-12 м/с.

Из всех предлагаемых формул рекомендуется воспользоваться наиболее простой. Для определения мощности установки необходимо площадь винта умножить на коэффициент 0,6. Полученное значение вновь умножается на скорость ветра, возведенную в третью степень. Окончательный результат сравнивается с потенциальными потребностями. Если мощности достаточно, то можно приступать к монтажу установки. Если же потребности не обеспечиваются, в этом случае можно воспользоваться несколькими ветрогенераторами малой мощности или гибридной установкой, в состав которой входят солнечные батареи.

В большинстве частных домов среднемесячное потребление электроэнергии составляет 360 квт, при средней нагрузке 0,5 квт и пиковой – 5 квт. Таким образом, потребуется ветрогенератор, мощностью 5 квт, способный потянуть имеющуюся нагрузку. Если же потребление будет превышать нормативное значение или ветер будет стабильно слабым, в этих условиях установка не сможет нормально работать.

Основные элементы конструкции

Несмотря на большое разнообразие ветрогенераторов и способов их изготовления, все они состоят из одинаковых конструктивных элементов.

Ветровое колесо

Лопасти считаются одним из важнейших элементов ветровой установки. Их конструкция влияет на работу других узлов генератора. Для изготовления лопастей применяются различные материалы.

Перед изготовлением нужно выполнить расчеты длины лопасти. Если для изготовления берется труба, то ее диаметр должен быть не менее 20 см, при запланированной длине лопасти в 1 метр. Далее труба разрезается на 4 части с помощью лобзика. Одна часть используется для изготовления шаблона, по которому вырезаются остальные лопасти. После этого они собираются на общем диске, и вся конструкция закрепляется на валу генератора. Собранное ветровое колесо необходимо отбалансировать. Балансировка должна выполняться в помещении, закрытом от ветра. Если операция проведена правильно, колесо не будет самопроизвольно вращаться. В случае самопроизвольного вращения лопастей, они подтачиваются до тех пор, пока вся конструкция не придет в равновесие. В самом конце проверяется точность вращения лопастей. Они должны вращаться в одной плоскости, без каких-либо перекосов. Допустимая погрешность составляет 2 мм.

Читайте также:  Как работать с дрелью

Мачта

Следующим элементом конструкции ветрогенератора является мачта. Чаще всего она изготавливается из старой водопроводной трубы, диаметр которой должен быть не 15 см, а длина – до 7 метров. Если в радиусе 30 метров от запланированного места установки имеются какие-либо сооружения или постройки, в этом случае высота мачты увеличивается.

Для того чтобы вся установка работала максимально эффективно, колесо с лопастями поднимается выше окружающих препятствий не менее чем на 1 метр. После установки основание мачты и колышки для крепления растяжек заливаются бетоном. В качестве растяжек рекомендуется использовать оцинкованный трос, диаметром 6 мм.

Генератор

Для ветровой установки можно использовать любой автомобильный генератор, желательно с более высокой мощностью. Они все обладают идентичной конструкцией и требуют переделки. Подобная переделка автомобильного генератора для ветряка предполагает перемотку проводника статора, а также изготовление ротора с использованием неодимовых магнитов. Чтобы их надежно зафиксировать, требуется высверлить отверстия в полюсах ротора. Установка магнитов выполняется с чередованием полюсов. Сам ротор оборачивается бумагой, а все пустоты, образующиеся между магнитами, заливаются эпоксидной смолой.

В процессе наклейки магнитов должна соблюдаться их полярность. Поэтому ротор подключается к источнику питания. Включенный ротор создает магнитное поле и каждый магнит приклеивается на свое место той стороной, которая притягивается.

Для подключения ротора можно использовать любой блок питания, напряжением 12 вольт и силой тока от 1 до 3 ампер. Подключение осуществляется таким образом, что съемное кольцо, расположенное ближе к клыкам, является минусом, а положительная сторона располагается ближе к концу ротора. Магниты, установленные в промежутки ротора или клыки, вызывают самовозбуждение генератора, и это считается их основной функцией.

В самом начале вращения ротора, магниты начинают возбуждать ток в генераторе, который также поступает на катушку, приводя к увеличению магнитных полей клыков. В результате, генератор выдает ток с еще большей величиной. Получается своеобразный круговорот тока, когда происходит возбуждение генератора и дальнейшее питание собственного ротора, на который установлены электромагнитные полюса. Собранный генератор необходимо опробовать и произвести измерения полученных выходных данных. Если агрегат при 300 оборотах выдает примерно 30 вольт, то это считается нормальным результатом.

Окончание сборки ветряной установки

Для изготовления рамы генератора используется профильная труба, для хвоста – оцинкованная жесть. Конструкция поворотной оси состоит из трубки с двумя подшипниками. Крепление генератора к мачте осуществляется таким образом, чтобы расстояние от мачты до лопастей составляло не менее 25 см. В целях обеспечения безопасной сборки и монтажа, все работы следует выполнять в безветренную погоду. Сильный ветер может погнуть лопасти, и они разобьются о мачту.

Если для питания потребителей, работающих от сети 220 вольт, планируется использовать аккумуляторы, то в этом случае потребуется установка инвертора, выполняющего преобразование напряжения. Емкость аккумуляторной батареи подбирается в зависимости от технических характеристик генератора. На этот показатель оказывают влияние скорость ветра в данной местности, общая мощность подключаемых потребителей и частота их использования.

Для того чтобы предотвратить выход аккумуляторов из строя под влиянием чрезмерной зарядки, необходимо использовать контроллер напряжения, который бывает самодельный или заводского изготовления. Готовый ветряной генератор необходимо периодически обслуживать и своевременно производить регламентные работы.

Ветрогенераторы своими руками из автомобильного генератора

Ветрогенератор – полезная вещь. Он помогает выработать электрическую энергию применяя только природные явления, в данном случае этим явлением является ветер. Чем сильнее ветер, тем больше энергии удастся получить используя ветрогенератор.

Они подразделяются на две категории:

  1. промышленные;
  2. домашние;

Промышленные устанавливают государство, либо крупные энергетические корпорации и чаще всего они объединены в сети. Используя ветрогенератор в домашних условиях, получают прежде всего не электроэнергию, а постоянный переменный ток.

Они классифицируются:

  • по количеству лопастей;
  • материалу, из которого он сделан;
  • по осям вращения;
  • по шагу винтов;

Есть 2 основных типа ветротурбин:

  1. Ось вращения по вертикали.
  2. Ось вращения по горизонту.

Принцип работы

Когда начинает действовать подъемная сила ротор генератора начинает вращаться. Эта сила возникает, когда лопасти начинают обтекать ветровым потоком. При этих обстоятельствах генератор начинает вырабатывать переменные и нестабильные потоки тока, которые выпрямляются в контроллере.

Этот ток предназначается для зарядки аккумуляторов. Единовременно к аккумуляторам подсоединено второе устройство – это инвертор, преобразовывающий постоянное напряжение аккумуляторного оборудования в переменное однофазное или трехфазное, которым пользуется потребитель.

Ветрогенератор в нормальных случаях совершает свою работу с контроллером и инвертором, однако имеется возможность других путей его использования:

  1. Автоматическая работа с аккумулятором.
  2. Автоматическая работа с аккумулятором и солнечной батареей.
  3. Автоматическая работа с аккумулятором и резервным на дизельной основе генератором.
  4. Ветряк, который совершает свою работу параллельно с сетью.

Составные части без которых не обойтись ветрогенератору:

  • фундаментного основания;
  • электрического шкафа;
  • башни;
  • лестниц;
  • вращающегося механизма;
  • гондол;
  • электрогенератора;
  • анемометра;
  • тормозной системы;
  • трансмиссии;
  • лопастей;
  • системы изменения углов атаки лопастей;

Необходимые инструменты:

  • электродрель со сверлами (5,5 – 7,5 мм);
  • газовый и разводной ключ;
  • электролобзик с пилкой по металлу;
  • отвертка;
  • рулетка;
  • транспортир;
  • циркуль;
  • маркер;
  • метчик на ¼ ×20;

Порядок изготовления ветряка

Прежде чем приступить к строительству ветряка, следует подобрать подходящий генератор, который обеспечит энергией на малых вращениях. Хорошим генератором является автомобильный, однако прежде чем его использовать необходимо осуществить перемотку статора и вживить неодимовые магниты.

Если не имеется автогенератора, то можно сварить корпус для статора.

План действий таков:

  1. Взять лист из стали толщина которого 2 мм.
  2. Вырезать болгаркой 2 восьмиугольника, которые будут превышать внешний диаметр статора на 2 сантиметра.
  3. Отрезать 2 полосы, ширина которых составит 1.5 сантиметра.
  4. Сжать полосы по статору и приварить к восьмиугольникам.
  5. Сделать 2 фланца из стали 2 мм.
  6. Насверлить отверстия под 201-е подшипники, чтобы прикрепить фланцы с подшипниками.

Изготовление ротора:

  1. Найти пруток из металла, толщина которого составит 12 мм.
  2. Нарезать резьбу на шпильке для крепежа винта.
  3. Достать металлическую гильзу, толщина которой составит 76 мм.
  4. Взять отрезок 72-й трубы и сделать кольцо 2 мм.
  5. Обжарить хомутами и приварить.
  6. Залить гильзу эпоксидной смолой на шпильку.
  7. Наварить на шпильке пластинки, для того чтобы она не крутилась.
  8. Вырезать из жести 2 круга по внешнему диаметру гильзы.
  9. Вставить шпильку в отверстия и залить эпоксидной.
  10. Ротор отшлифовать до блеска.

Данный ротор поможет сэкономить энную часть денежных средств.

Когда корпус приобрел нормальный вид необходимо переходить к статору. Для начала требуется убрать старую обмотку и отскрести старый лак из пазков. Затем следует приобрести 200 эмаль-провод в 200 витков 0,56 мм.

Статор необходимо намотать каждой катушке прямо на зуб, чтобы получилось плотно и ровно, а также влезло много витков. В качестве изоляционного материала можно применить картон от тетради. Провод необходимо мотать пофазно, следует перешагивать через каждые 2 зуба. Затем следует проверить фазы не коротят ли они и обмазать лаком. Должно получиться 12 катушек по 3 фазы.

На роторе необходимо создать 24 полюса, так как соотношение магнита к катушкам составляет 2/3. Далее следует наклеить 24 магнита на ротор через одинаковое расстояние и залить эпоксидом.

После всех проделанных действий необходимо собрать генератор, соединить фазы в звезду и прокрутить. Получится около 2000 оборотов в минуту с выдачей 13 вольт.

Изготовление лопастей:

  1. Взять бочку.
  2. Разделить маркером и рулеткой на 4 части, которые будут равны.
  3. Вырезать лопасти.
  4. Прикрепить их болтами ко дну и шкиву.
  5. Отогнуть лопасти, делая это аккуратно для избегания резкого порыва ветра.

После этого, нужно смонтировать колесо и произвести его балансирование. Балансирование ветряного колеса следует осуществлять при закрытом и просторном помещении. Важной частью будет служить неподвижность воздуха.

Балансировка:

  1. Подвесить колесо в рабочем положении на высоте, чтобы не было препятствий для свободного вращения.
  2. Остановить колесо до полной неподвижности и отпустить.
  3. Провернуть колесо ручным способом на угол, который равен 360/3.
  4. Остановить и отпустить.
  5. Повторить наблюдение снова до полного поворота колеса вокруг оси.

Если остановившееся и отпущенное колесико начинает самопроизвольное вращение, говорит о том, что часть колеса, которая устремляется вниз имеет более тяжелый вес. Нужно сделать облегчение данной части путем стачивания края одной из лопастей.

Аналогичные испытания на том же стенде покажут, все ли части лопасти «укладываются» в плоскость вращения колеса. Для этого необходимо полностью остановить колесо и с обеих сторон лопасти поместить две планки, которые не будут мешать вращению планки на расстоянии в 2-ух мм от лопастей. При вращении колесика лопасть не должна касаться планки.

Сборка

Для того чтобы собрать ветряк, необходимо сделать поворотную ось. Ее можно изготовить из подшипников и отвода 15-й трубы с резьбой и гайками. Необходимо залить трубку эпоксидом внутри подшипника, а его залить на кусочке трубы из пластика, диаметр которой составит 50 мм. Таким образом появилась поворотная ось.

Читайте также:  Лобзик электрический ручной и стационарный – применение и разновидности

Порядок установки ветровика:

  1. Сделать балку длиною 60 сантиметров из профиля 50*25 мм.
  2. Закрепить её на балку генератора.
  3. Закрепить хвост.
  4. Прорезать отверстия для закрепления поворотной оси.
  5. Поставить лопасти.
  6. Закрепить готовый ветрогенератор на мачту.
  7. Подсоединенить небольшой аккумуляторый блок.
  8. Подсоединенить мультиметр.

Ветрогенератор установлен и готов к использованию. Этот ветряк при маловетреной погоде способен с легкостью обеспечить светодиодную освещаемость, телевизор с ноутбуком и другие мелочи. Но это только при маловетреной погоде. При сильном ветре получение энергии возрастает в несколько раз.

В нынешнее время наибольшей проблемой, которая мешает развиваться промышленным малым ветровым установкам, является их слишком высокая стоимость, и исходя из этого, их приобретение с целью полного обеспечения дома и близкорасположенных электрической энергетикой будет финансово выгодна при среднегодовом порыве ветра, который будет достигать более 6 м/с.

Если дует слабый ветер, то его вполне достаточно, чтобы заменяющая энергия имела возможность оказать помощь в обеспечении электроэнергией некоторых мелких сооружений, то необходимо сделать ветровую конструкцию для дачи ручным способом – по стоимости это обойдётся в несколько раз дешевле, чем покупка готового.

Однако следует помнить, что ветровая энергетика – это отрасль, которая быстрыми темпами развивается, и поэтому, если всегда наблюдать за новинками производства, то не будет труда найти лучший вариант для решения трудности в строительстве ветряков для частных домов.

Создание ветрогенератора из автомобильного генератора: преимущества, недостатки, инструкция по сборке и установке

Обновлено: 4 мая 2019

Генератор для ветряка из автогенератора

Генератор является таким же основным элементом ветряка, как и крыльчатка. Если лопасти рабочего колеса преобразуют энергию ветра во вращательное движение, то генератор вращение превращает в электроэнергию. Его конструкция и возможности определяют производительность и мощность установки, способность работы на слабых потоках ветра.

При изготовлении ветряков вопрос об использовании самодельного или готового генератора встает практически всегда. Чаще всего к решению подходят комбинированным способом — используют готовый автомобильный генератор, иногда без конструктивных изменений, но чаще всего — с некоторыми доработками, повышающими чувствительность или выходную мощность.

Автомобильные генераторы представляют собой готовые устройства, созданные для выработки электрического тока заданного напряжения. Оно постоянно на выходе, что обеспечивает стабилизатор (регулятор) напряжения, удерживающий значения в узких рамках. Единственная особенность, требующая вмешательства, это режим работы — автомобильные генераторы приводятся от двигателя и работают на больших скоростях.

Причем, скорость вращения двигателя автомобиля не постоянна, она меняется на протяжении всего времени работы в значительных пределах — от 800 об/мин до 6000 об/мин, а иногда и больше. Кроме того, автомобильный генератор имеет предел по силе тока, превысить который устройство не сможет ни при каких обстоятельствах.

КПД автогенераторов не превышает 60%, что объясняется наличием потерь в конструкционных узлах, расходом энергии на токи Фуко. Чем выше общая мощность устройства, тем выше его КПД. Производится переменный ток, который преобразуется в постоянный при помощи диодного выпрямителя.

Преимущества и недостатки

Использование автомобильного генератора как элемента ветроэлектростанции дает существенные преимущества:

  • Имеется готовый генератор, который может использоваться без вмешательства в конструкцию или с некоторой модернизацией.
  • Автомобильный генератор выдает стабильное напряжение, что важно для ветряков с их постоянно меняющейся скоростью вращения.
  • Используется стандартное оборудование, доступное и не нуждающееся во вмешательстве в конструкцию.
  • Автомобильные генераторы широко распространены, что делает их ремонтопригодными и доступными для замены при необходимости.

Наряду с достоинствами имеются и некоторые недостатки:

  • Автомобильный генератор нуждается в высокой скорости вращения, что требует использования повышающего редуктора или изменений в конструкции устройства.
  • Ресурс автомобильного генератора ограничен примерно 4000 часами работы (в среднем). Даже новый генератор не выдержит и года непрерывной работы и потребует ремонта.
  • Система возбуждения некоторых генераторов требует подачи напряжения на катушку, что вынуждает изменять конструкцию и устанавливать постоянные магниты.

Несмотря на имеющиеся недостатки, автомобильный генератор считается оптимальным вариантом, возможным при самостоятельном создании ветроэлектростанции.

Как сделать своими руками?

Изготовление ветрогенератора складывается из двух основных этапов:

  • Создание вращающегося ротора с лопастями.
  • Изготовление или модернизация генератора, приводимого во вращение крыльчаткой.

Изготовление крыльчатки требует отдельного подробного описания, так как существует масса вариантов конструкции, выбор наиболее подходящего из них требует определенных познаний и опыта.

Изготовление генератора своими руками требует четкого знания принципа работы устройства, обладания навыками, материалами и необходимыми инструментами. Для ускорения процесса и получения более качественного результата надо использовать готовое устройство, нуждающееся в небольших вмешательствах в конструкцию. Это поможет сэкономить время, усилия и получить устройство с заранее известными параметрами.

Обычным изменением, которое приходится вносить в конструкцию генератора, является установка постоянных неодимовых магнитов вместо обмотки возбуждения. Этот вариант создает возможность самовозбуждения и повышает производительность генератора, но нередко создает эффект залипания, затрудняющий старт вращения ротора.

Также часто изменяют число витков обмотки, индуцирующей ток. Таким образом повышается чувствительность устройства, создается возможность генерации тока на низких скоростях вращения. Примечательно, что все переделки производятся достаточно просто и не требуют глубокого вмешательства в конструкцию. Меняется количество витков и толщина провода обмотки.

Тихоходный генератор

Наиболее предпочтительна конструкция генератора, способного производить ток при малых оборотах. Скорость ветра в регионах России в большинстве средняя и низкая, создать номинальную скорость вращения для автомобильного генератора чрезвычайно сложно. Потребуется установка повышающего редуктора, который будет существенно уменьшать чувствительность.

Вариантов решения вопроса может быть несколько:

  • Модернизация автомобильного генератора.
  • Использование магнето в качестве основы для создания генератора.
  • Создание быстроходного ротора, способного обеспечить необходимый режим работы генератора.

Первый вариант используется чаще всех в силу своей простоты и доступности, хотя изменения, вносимые в конструкцию, требуют использования производственного оборудования (токарный станок), приобретения супермагнитов (неодимовых) и изменения числа витков обмотки статора.

Применение магнето вызывает немало споров, хотя причиной для них становится неподготовленность. Конструкция магнето позволяет создать производительный и относительно тихоходный генератор, требуется лишь изменить параметры трансформатора на соответствующие режиму вращения имеющегося ветряка.

Изготовление быстроходных крыльчаток возможно при наличии естественных условий — наличие достаточно сильных и ровных ветров в регионе. Такое имеется не везде, в большинстве районов ветра слабые и имеют эпизодический характер.

Ветрогенератор из тракторного генератора Г-700

Тракторный генератор Г-700 имеет следующие номинальные параметры:

  • Напряжение — 14 В.
  • Сила тока — до 50 А.
  • Скорость вращения — 5000 об/мин (номинальная), 6000 об/мин (максимальная).

Ротор ветряка не сможет обеспечить такую частоту вращения, поэтому потребуется перемотать обмотку статора для того, чтобы обеспечить нужную производительность при низкой скорости вращения. Для этого надо использовать более тонкий провод, чтобы увеличить число витков в катушках. Обычно используется провод толщиной 0,8 мм, число витков делается максимальным, сколько сможет вместить корпус статора. Обычно делается не менее 80 витков.

Катушка возбуждения также подлежит доработке. Обмотка перематывается таким же проводом, добавляется до 250 витков. В результате получается устройство практически с исходными параметрами, но способное работать на низких скоростях вращения.

После доработки генератор устанавливается на ротор ветряка, испытывается на производительность и чувствительность в рабочем режиме. При необходимости параметры обмоток могут быть изменены, оптимальный режим находится опытным путем на основании эксплуатационных показателей.

Ветряк из автогенератора от бычка

Неплохие результаты показывает автомобильный генератор от грузовика «Бычок». Понадобится перемотать обмотку статора проводом 0,6 мм (получено опытным путем), для трехфазной обмотки понадобится около 90 витков на каждую катушку, всего 18 шт.

Ротор генератора подлежит некоторой доработке — на токарном станке стачивается толщина (диаметр) для того, чтобы получить пространство под неодимовые магниты. Исследования показывают, что наилучший результат достигается при большом числе магнитов.

При этом, необходимо избегать сильного залипания, что можно регулировать увеличением расстояния от магнитов до сердечников статора. Имеется возможность добиться минимального залипания при максимальном выходном напряжении, что потребует некоторых затрат времени, по поможет получить оптимальных результатов.

Подготовленный генератор устанавливается на ветряк, присоединяется к крыльчатке и тестируется на практике.

Инструкция по сбору и установке

После перемотки или установки неодимовых магнитов генератор собирается обычным образом. Гайки на соединительных элементах надежно затягивают, исключая возможность расшатывания собранной конструкции. Провода качественно изолируют, по возможности помещают в гофрированную трубу. Снаружи корпус генератора неплохо защитить корпусом, в качестве которого можно использовать отрезок полипропиленовой трубы с заглушками, в которых проделаны соответствующие отверстия.

Монтаж устройства к ветряку производится согласно выбранной конструкции. Поскольку оптимальным способом является непосредственная установка крыльчатки на вал генератора, следует заранее предусмотреть способ крепления и изоляции от атмосферной влаги. В идеале вращающиеся части должны быть надежно закрыты от доступа внешнего воздуха, что предотвратит появление коррозии, обледенение, появление пылевых наносов.

Оптимальным способом монтажа принято считать фиксацию на опорной штанге при помощи хомутов. Такой вариант не нуждается в использовании крепежных болтов, опасных из-за возможности появления ржавчины и сложностей при ремонте. Проблемы, возникшие с хомутами, решить намного проще – их всегда можно срезать и заменить новыми.

Иногда приходится использовать соединительную муфту. Она устанавливается как переходный элемент с вала ротора ветряка на вал генератора, установленных соосно. Требуется точное соблюдение размеров и прочность крепления муфты, иначе передача вращения прекратится или будет происходить с большими потерями.

Ссылка на основную публикацию