Ветряк из автогенератора своими руками

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.

Читайте также:  Изготовление деталей из нержавеющей стали

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

Так называемые «ветряные» генераторы принято относить к широко обсуждаемым в последние годы источникам альтернативной энергии. В сравнении с солнечными аккумуляторами, например, получаемое с их помощью электричество обходится пользователю достаточно дёшево (примерно в 3 раза дешевле, чем преобразование энергии солнца). С тем, как выглядит самодельный ветряк из автомобильного генератора, можно ознакомиться на рисунке ниже.

Такой самодельный генератор подходит лишь для жителей регионов, где имеются естественные условия для постоянного перемещения воздушных масс, что обеспечивает его достаточную эффективность.

Выбор подходящей конструкции

Прежде чем собирать ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора, желательно ознакомиться с известными конструкциями этих устройств, отличающимися расположением рабочей оси (горизонтальное или вертикальное). В домашних условиях предпочтение принято отдавать горизонтальному варианту, обеспечивающему в два раза больший КПД (при тех же суммарных затратах).

Размещаемый по горизонтали генератор для ветряка представлен на фото ниже по тексту.

При сравнении горизонтальных и вертикальных исполнений ветряных генераторов особого внимания заслуживают следующие моменты:

  • Монтируемый вертикально механизм из-за большого веса генераторного узла может устанавливаться лишь на незначительной высоте, где скорость потоков ветра и мощность генерации существенно снижаются;
  • С другой стороны, шумность таких установок заметно ниже, чем у горизонтальных, что обязательно принимается в расчёт, когда предполагается делать самодельный ветрогенератор;
  • И, наконец, для вертикально размещаемой модели не потребуется отдельного узла ориентации на ветер, что несколько упростит ее конструкцию;
  • Добавим ко всему перечисленному, что движок в таком исполнении имеет низкий пусковой момент и удобен в обслуживании.

Дополнительная информация. В случае применения специальных направляющих, обеспечивающих плавную регулировку высоты размещения силового агрегата, его производительность может существенно увеличиться.

При этом повреждения от порывов ветра практически исключаются за счёт введения в конструкцию элементов защиты, в результате чего она получается немного сложной, но, тем не менее, экономически выгодной. Все эти достоинства вертикальной модели являются вескими аргументами в пользу её выбора.

Особенности конструкции лопастей

Относительно конструктивных особенностей лопастей будущего генератора следует отметить, что они не должны быть слишком длинными, а их общее количество обычно не превышает трёх. Подобный выбор объясняется тем, что вес вращающихся элементов в этом случае будет меньше, и риск их разрушения резко снижается.

Обратите внимание! В ряде промышленных образцов используются длинные и сравнительно тяжёлые лопасти, но при этом в их конструкции предусмотрен изменяющийся угол наклона плоскости вращения.

Такое устройство подвижного механизма позволяет менять обороты с одновременным снижением уровня шумности.

Примерная стоимость самого недорого образца промышленной ветроустановки мощностью до 1 кВт составляет около 50-ти тыс. руб. и более. Для большинства пользователей такая сумма оказывается абсолютно «неподъёмной». Этим объясняется желание многих из них попытаться изготовить ветряной агрегат самостоятельно, воспользовавшись возможностями старого, но ещё рабочего автогенератора.

Ветряк из автогенератора

У большинства автолюбителей среди запчастей в гараже всегда имеется запасной или снятый со старой машины генератор, пока не используемый по назначению. Его наличие в личном хозяйстве является прекрасным поводом для того, что собрать ветрогенератор из автомобильного генератора.

На данный момент в сети имеется множество информации по сооружению таких агрегатов, что позволяет выбрать подходящую модель для сборки в домашних условиях (один из таких образцов на фото ниже).

Отдельно обратим внимание на то, что старый механизм от автомобиля может быть даже неисправным. Это не так важно, поскольку всё равно потребуется его основательная переделка, а некоторые детали могут использоваться как запасные.

Важно! Основное условие целесообразности сборки такой модели – наличие сильных ветров в данной местности.

Читайте также:  Очистка железа от ржавчины

Это требование объясняется тем, что автомобильный генератор относится к высокоскоростному оборудованию, а при слабых ветрах достичь нужных оборотов не всегда удаётся.

Комплектующие

Для того чтобы собрать ветряк своими руками, помимо старого генератора, потребуется целый набор дополнительных узлов и деталей, перечень которых приводится ниже:

  • Исправный и хорошо заряженный АКБ;
  • Комплект соединительных проводов;
  • Контроллер плюс преобразовательный инвертор, вместе образующие схему питания от ветряного генератора (на рисунке ниже приведён полный комплект силовой установки).

Из неё видно, что такая конструкция даже при условии самостоятельного изготовления всё равно обойдётся недёшево. К этому следует добавить, что в процессе её эксплуатации аккумуляторное устройство (АКБ) периодически придётся заменять.

Помимо этого, для возбуждения обмотки ротора потребуется ещё одна электронная плата, а также комплект съёмных щёток с коллектором.

Самостоятельное изготовление

При изучении вопроса о том, как сделать такое устройство проще, рекомендуется заменить ротор со щётками и коллектором на более простую конструкцию на основе постоянных магнитов, зафиксированных на вращающемся узле генератора.

При такой переделке дополнительно потребуется перемотать обмотки статора, чтобы несколько снизить обороты преобразователя энергии. Все рассмотренные выше детали хорошо видны на приведённом ниже рисунке.

Переделка ротора и статора

Порядок переделки ротора может быть представлен следующим образом:

  • Сначала на алюминиевую немагнитную насадку переделываемого ротора устанавливается отрезок трубы, одеваемый на него с натягом;
  • После его разметки на основании бандажа приклеивается на клей «Момент» несколько прямоугольных магнитов из неодима (с чередованием противоположных полюсов);
  • Между фрагментами заливается эпоксидная смола, а после её застывания поверхность тщательно шлифуется.

При использовании «родного» статора автомобиля для выработки достаточного количества электроэнергии необходимо, чтобы ротор вращался с довольно высокой частотой (порядка 6000 об./мин.). С целью снижения этого показателя хотя бы до 600 оборотов в минуту нужно будет перемотать статорную обмотку, увеличив число витков в ней, примерно в пять раз.

Одновременно с этим сечение наматываемого провода потребуется немного уменьшить.

Обратите внимание! К относительным недостаткам генераторов на сверхмощных магнитах относят эффект залипания, затрудняющий начальный пуск устройства.

Для снижения последствий этого эффекта чередующиеся магнитные фрагменты наклеиваются на основание с небольшим перекосом. Помимо этого, с целью снижения паразитного действия специалисты рекомендуют перебрать пластины статора, полностью разобрав его с помощью подходящего инструмента.

После разборки отдельные элементы пакета пластин выравниваются на небольшой наковальне или основании тисков посредством резинового молотка. Для сборки статора потребуется специальная оснастка, позволяющая стягивать их с помощью небольших струбцин.

Обустройство ветряного колеса

В качестве лопастей ветряка удобнее всего использовать дюралевую трубу, диаметр которой составляет не менее одной пятой от предполагаемой длины. Для примера, берётся труба метровой длины с диаметром 20 см, которая разрезается затем по продольным линиям на четыре равные полосы.

Из каждой получившейся заготовки делается одно крыло, причём первое из них может использоваться в качестве шаблона для изготовления оставшихся трёх. Края получившихся заготовок скругляются напильником, а затем тщательно шлифуются до идеального состояния.

Закрепляются лопасти на старом диске, снятом с отработавшей свой срок циркулярной пилы, прежде сточив все имеющиеся зубья и высверлив установочные отверстия. Изготовленные по шаблону лопасти должны иметь форму, которая подбирается экспериментальным путём (после целого ряда опытов по достижению максимальной производительности).

В заключение обзора отметим, что собрать работающий механизм, обеспечивающий требуемую эффективность генерации, удаётся лишь пользователям, имеющим некоторый опыт проведения соответствующих работ. В этом случае грамотно изготовленный ветряной генератор сможет обеспечить потребителя электроэнергией мощностью до 1 кВт.

Видео

Дата публикации: 1 декабря 2013

Для вас, Кулибины, рассказ

О том, как смастерить самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора. Занятие довольно увлекательное и имеет экономический смысл этим заняться прямо сегодня, чтобы через пару недель получить первый дармовой электроток в свою квартиру. А, может, и раньше. Всё зависит от вашей расторопности. Кое-какие незначительные затраты всё же ожидают вас.

Собираем все составляющие, а уж потом начинаем работать. Что надо иметь, прежде чем приступить к сборке ветроустановки? Желательно иметь автомобильный генератор с более мощных машин (автобус, трактор). Учтите при этом, что все узлы надо приобретать в комплекте: аккумулятор, реле, генератор с одной машины.

Так как потребителям подавай переменный ток, то надо иметь и преобразователь, или инвертор. Если мощность этого прибора будет 100 ватт, то этого вполне достаточно для работы двух лампочек от 40 ватт. В той местности, где достаточно высокая скорость ветра (среднегодовая не менее 5,5 м/сек), можно смело устанавливать ветрогенераторы больших мощностей. Но речь идёт о ветроустановках небольшой мощности, для чего вполне пригодны автомобильные генераторы.

Читайте также:  Овощерезка своими руками для скота схема изготовления

Для их сборки надо:

  • автомобильный генератор 12 вольт;
  • вольтметр;
  • реле аккумуляторной зарядки;
  • материал для лопастей;12-ти вольтовый аккумулятор;
  • закрывающаяся коробка для проводов;
  • четыре болта в комплекте с гайками и шайбами;
  • хомуты для крепления генератора.

В первую очередь делаем ротор-ветряк. Оптимальным вариантом для самодельного ветрогенератора с применением автомобильного генератора будет изготовление роторного колеса из 4-х лопастей. Его можно сделать из листового железа, даже из железной бочки. Режущий инструмент – «болгарка», или шлифовальная машина.

После изготовления ветряка соединяем его с осью генератора: сверлим отверстия, соединяем болтами. Затем собираем электрическую схему, устанавливаем мачту, крепим генератор и провода, подсоединяем к аккумулятору, преобразователю напряжения. Словом, делаем всё, как учили в школе на уроках физики по составлению электросхемы.

Монтаж подобного ветрогенератора делается быстро, просто и без особых финансовых затрат. Роторный ветрогенератор имеет свои преимущества: прост, бесшумен, надёжен в работе. Недостаток – боится ураганного напора.

На что способна ветроустановка?

В измерении расстояния самой малой единицей будем считать сантиметр, хотя есть миллиметр, микрон и т.д. Мощность электротока измеряется в ваттах. Это самая малая единица, как сантиметр в расстоянии. Поэтому пользуются киловаттами (1000 ватт). Выработка и потребление энергии измеряется и по времени – 1 час. Итак, мы пришли к сокровенному измерению – (квт/ч). Отсюда и танцуем.

Сколько же может дать ветрогенератор из автогенератора, сделанный собственными руками? 100 — ваттовая лампочка за 10 часов работы расходует 1 квт/ч . Теперь представим себе такую картину. Вы спите – установка при ветре работает. Проснулись и бодрствуете, но не пользуетесь электричеством – ветряк продолжает на вас работать. Вы включили телевизор и начали потреблять энергию – ветряк какую-то часть компенсирует. И вдруг ветер стихает и совсем прекратился. Вот тут-то и пошло-поехало! Энергия идёт только из аккумулятора.

Здесь уже потребуется мощный инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный и подающий её на точки потребления. Если даже ветрогенератор не настолько сильный, чтобы дать нужную мощность, зато по продолжительности работы он достаточно накапливает энергию. И здесь решающее значение имеет ёмкость аккумулятора. Принцип старый, как мир: сколько накопишь, столько и возьмёшь.

Переходим к более точным расчётам. Нам всем интересно знать, сможет ли сделанный нами ветрогенератор из автомобильного генератора потянуть все потребители энергии, которые есть в доме. Потребление энергии одной лампочки мы уже знаем и теперь нетрудно посчитать, сколько их. С учётом того, что теперь мы всё больше пользуемся энергосберегающими потребителями. А на остальных потребителях (стиральной машине, кухонном комбайне, посудомойке, электродрели и т.п.) указано количество потребляемой мощности.Считаем, но при этом учитываем, что не все же одновременно приборы мы включаем. А то получится, что и мощной гидростанции будет недостаточно.

Расчёт мощности установки простой до безобразия. Она зависит от напора ветра и площади вращения винта, или площади лопастей, в которые ударяет ветер. Начинает «просыпаться» установка при ветерке 2м/сек, а наиболее продуктивная её работа при ветре 10-12 м/сек.

Итак, считаем. Специальная литература предлагает несколько формул подсчёта мощности ветроустановок. Возьмём самую простую. Они мало чем отличаются и результаты подсчёта незначительны один от другого. Покажем формулу не в условно-буквенном выражении, а в словесном.

Мощность равна площади винта, помноженной на 0,6, полученное число снова умножаем на скорость ветра в кубе. Вот и вся формула. Сравниваем с нашим «аппетитом». Если такая установка обеспечит необходимой энергией – устанавливаем. Если нет, то ставим несколько малых ветрогенераторов, или монтируем гибридную установку, подкрепив её солнечными батареями.

«Золотая» цифра потребления электроэнергии средней семьи 360 квт/ч в месяц. Средняя нагрузка 0,5 квт, а пиковая, самая напряжённая, когда включено много приборов, составляет 5 квт/ч. Значит, ваш 5-киловаттный ветрогенератор сможет потянуть нагрузку. А если круглосуточно работают отопительные батареи – то при месячном потреблении 700 квт/ч и выше такая установка при слабых ветрах уже не потянет.

Видео на тему создания генератора из асинхронного двигателя: