Как сделать вертикальный ветрогенератор на 220В для дома своими руками

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

Ветряк #1 — конструкция роторного типа

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

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

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

Подготовка деталей и расходников

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

• генератор от автомобиля 12 V;
• кислотный или гелиевый аккумулятор 12 V;
• преобразователь 12V – 220V на 700 W – 1500 W;
• большая ёмкость из алюминия или нержавеющей стали: ведро или объёмистая кастрюля;
• автомобильное реле зарядки аккумулятора и контрольной лампы заряда;
• полугерметичный выключатель типа «кнопка» на 12 V;
• вольтметр от любого ненужного измерительного устройства, можно автомобильный;
• болты с шайбами и гайками;
• провода сечением 2,5 мм² и 4 мм²;
• два хомута, которыми генератор будет крепиться к мачте.

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

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

Ход конструкторских работ

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

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

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

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

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

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

Чтобы подсоединить аккумулятор, используем провода 4 мм², длина которых не должна быть более 1-го метра. Нагрузку (электроприборы и освещение) подключаем с помощью проводов сечением 2,5 мм². Не забываем поставить преобразователь (инвертер). Его включают в сеть к контактам 7,8 проводом 4 мм².

Конструкция ветряной установки состоит из резистора (1), обмотки стартера генератора (2), ротора генератора (3), регулятора напряжения (4), реле обратного тока (5), амперметра (6), аккумулятора (7), предохранителя (8), выключателя (9)

Достоинства и недостатки такой модели

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

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

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

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

Ветряк #2 — аксиальная конструкция на магнитах

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

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

Что необходимо подготовить?

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

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

Распределение и закрепление магнитов

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

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

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

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

Трехфазные и однофазные генераторы

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

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

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

Процесс наматывания катушек

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

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

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

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

Например, при 200 оборотах в минуту получается 30 вольт при сопротивлении 3 Ом. Отнимаем от 30 вольт напряжение аккумулятора в 12 вольт, а получившиеся 18 вольт делим на 3 Ом. Результат – 6 ампер. Это тот объём, который отправится на аккумулятор. Хотя практически, конечно, выходит меньше из-за потерь на диодном мосту и в проводах.

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

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

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

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

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

Заключительный этап — мачта и винт

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

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

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

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

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

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

Самодельный вертикальный ветрогенератор: чертежи, размеры, описание изготовления

Вертикальный ветрогенератор своими руками, чертежи, фото, видео ветряка с вертикальной осью.

Ветрогенераторы подразделяются по типу размещения вращающейся оси (ротора) на вертикальные и горизонтальные. Конструкцию ветрогенератора с горизонтальным ротором мы рассматривали в прошлой статье, теперь поговорим о ветрогенераторе с вертикальным ротором.

Рассмотрим преимущества и недостатки вертикального ветряка

Преимущества:

• Низкий уровень шума – ветровое, колесо практически не издаёт шум и не мешает, нет характерного свиста винта.
• Простота конструкции – сделать такой ветрогенератор и установить не составит особой сложности.
• Надёжная конструкция – все узлы компактны, удобны в обслуживании.

Недостатки:

• Основным недостатком конструкции ветрогенератора с вертикальным ротором являются его низкие обороты, такой ветряк нужно устанавливать в местности с преобладающей скоростью ветра более 4 м/с.
• Практически нет защиты от ураганного ветра – если в горизонтальном ветряке при урагане автоматически срабатывает складывающийся хвостовик который поворачивает ветроколесо, то в такой конструкции нужно вручную заклинивать ротор, как вариант замыкать контакты на выходе из катушек.

Изготовление вертикального ветрогенератора

Прежде всего, ели вы решили изготовить ветряк с вертикальной осью нужно определиться с генератором. Поскольку вертикальный ветрогенератор низкооборотный, то соответственно понадобится генератор способный выдавать зарядку на аккумулятор при достаточно низких оборотах.

Автомобильный генератор для этой конструкции не совсем подходит, так как он выдаёт зарядный ток при оборотах более 1000 об/мин. Для автомобильного генератора нужно использовать шкив с передаточным числом 4 – 5 и доработать сам генератор.

В качестве генератора практичней использовать аксиальный генератор, его можно изготовить самостоятельно, процесс изготовления описан в этой статье.

Схема аксиального генератора для ветрогенератора.

Аксиальный генератор.

Изготовление ветроколеса

Ветроколесо (турбина) вертикального ветрогенератора состоит из двух опор верхней и нижней, а также из лопастей.

Ветроколесо изготовляется из листов алюминия или нержавейки, также ветроколесо можно вырезать из тонкостенной бочки. Высота ветроколеса должна быть не менее 1 метра.

В этом ветроколесе угол изгиба лопастей задаёт скорость вращения ротора, чем больше изгиб, тем больше скорость вращения.

Ветроколесо крепится болтами сразу к шкиву генератора.

Для установки вертикального ветрогенератора можно использовать любую мачту, изготовление мачты подробно описано в этой статье.

Схема подключения ветогенератора

Генератор подключается к контроллеру, тот в свою очередь к аккумулятору. В качестве накопителя энергии практичней использовать автомобильный аккумулятор. Поскольку бытовые приборы работают от переменного тока, нам понадобится инвертор для преобразования постоянного тока 12 V в переменный 220V.

Для подключения используется медный провод сечением до 2,5 квадрата. Схема подключения подробно описана тут.

Видео где показан ветрогенератор в работе.

Делаем для дачи вертикальный ветрогенератор своими руками

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

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

к содержанию ↑

Три маленьких секрета

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

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

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

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

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

к содержанию ↑

Простейшая конструкция

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

к содержанию ↑

Собственная электростанция для дачи

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

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

Итак, практически всё готово, осталось выполнить следующие действия:

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

Всё. Изготовленный своими руками ветрогенератор готов к работе.

к содержанию ↑

Электрическая схема

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

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

к содержанию ↑

Подведём итоги

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

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

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

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

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

Вертикальный ветрогенератор своими руками. Турбина

Представленный ниже материал является свободным переводом англоязычной интернет-страницы об изготовлении своими руками турбины вертикального ветрогенератора.

Изготовление турбины

Вертикальный ветрогенератор. Инструменты и детали

При изготовлении такого ветрогенератора своими руками используются некоторые электроинструменты и детали.

Инструменты:

• ножовка или ленточная пила
• лобзик
• токарный станок
• ручная дрель
• сверла
• отвертка
• 2 зажима
• некоторые другие.

Детали и материалы:

• труба ПВХ
• водонепроницаемая древесина, лучше водонепроницаемая фанера (если нет, придется защищать ее покрытием краской)
• 2 подшипники (нижний будет работать под нагрузкой)
• масленка
• катанка — стержень (2 размеров) (1 большой и 4 малых) (из нержавеющей стали, если это возможно)
• болты и шайбы (2 размеров) (из нержавеющей стали, если это возможно)
• кусок 40 мм круглого алюминия (сплав, будет содержать нижний подшипник)
• 3 винта.

Вертикальный ветрогенератор.

Изготовление лопастей

Первое, что нужно сделать — это измерить трубу ПВХ и порезать ее на 4 равные части (моя малая 2 метра, после разреза было 50 см в одной части).

Когда это сделано, полученные части разрезаются по длине.

Теперь есть 8 лопастей (они должны быть точно одного и того же размера!)

Изображения, представленные ниже, показывают последовательность работы.

Изготовление двух дисков турбины вертикального ветрогенератора

Берутся 2 куска водостойкой фанеры (12 мм), на каждом из кусков обозначается круг диаметром 40 см, лобзиком вырезаются эти круги.

Опять изображения, представленные ниже, показывают последовательность работы.

Делим изготовленный круг на 8 частей.

Изображение, приведенное ниже, показывает, как нужно разделить круг на 8 частей. Сделать это нужно только на одном куске, на следующем этапе я объясню почему.

Нарезка слотов (пазов) для лопастей турбины ветрогенератора

Итак, лучше все обозначить только на одном куске.

Дуги рисуются так: берется одна половинка трубы и накладывается на одну из 8 линий, предварительно нарисованных на куске фанеры. Карандашом отмечается линия и внутренней и внешней поверхности трубы. Тот кусок фанеры, где отмечены дуги, кладется сверху на неразмеченную кусок, а затем они затискиваються вместе. Когда порезы будут сделаны, они будут точно такими же. Я использовал пилы, обычно предназначенные для резки металла, полотно такой пилы чуть тоньше лопасти.

На сторонах обоих дисков сделаются метки, чтобы потом можно было точно наложить один на другой (например, указывается дуга 1 — дуга 1, дуга 2 — дуга 2 и т. д.). Таким образом, когда турбина будет собираться, диски будут точно соответствовать друг другу.

Еще одно нужно сделать, когда оба диска зажаты, — это просверлить центральное отверстие в соответствии с размером большого стержня (болта) и 4 отверстия для маленьких стержней. Распределите 4 стержни на одинаковом расстоянии (как вы видите на картинке), приблизительно на расстоянии 2 см от дуг. Таким образом, можно будет ставить шайбы на стержне, не касаясь лопастей. Теперь нужно закрепить лопасти турбины и 4 небольшие стержни, как показано на последней картинке. Они должны плотно прилегать!

Изображения показывают, как нужно нарезать слоты (пазы) для лопастей турбины ветрогенератора.

Установка центрального стержня

Сначала устанавливаем верхнюю часть турбины ветрогенератора, аналогично тому, как это сделано в предыдущем шаге. Обращаем внимание на метки, сделанные по бокам дисков, когда они были еще зажаты.

Таким образом, одни и те же разрезы будут соответствовать друг другу и турбина НЕ БУДЕТ шаткой. Возможно, лучше использовать молоток и маленький кусочек дерева, чтобы не повредить лопасти или диск, когда нужно будет нажать на них. Убеждаемся, что лопасти плотно вошли в пазы и 4 маленькие стержни попали в нужное место. Это непростая работа. Удачи!

Теперь следует сделать большой центральный стержень с необходимыми болтами и шайбами.

На дисках центр уже отмечен.

Изображения показывают последовательность установки центрального стержня.

Первое изображение показывает вид диска снизу. Я дал там 2 гайки, и они будут нижней опорой.

Я оставил там часть стержня, поэтому я смогу потом подключить какой-то генератор.

Верхний диск показан на втором изображении, а стержень с этой стороны будет обрезан короче. На этой стороне будет только подшипник, чтобы сбалансировать турбину, когда она будет установлена ​​в рамку крепления.

Обрезка центрального стержня до нужного размера

Если у вас есть станок, это довольно легко сделать. Я сделал толстый стержень, по 10 мм с обеих сторон.

Фотография показывает нижнюю сторону стержня.

Убедитесь, что он хорошо вписывается, потому что это будет определять, насколько легко ваш ветрогенератор будет работать.

Изготовление держателя нижней опоры вертикального ветрогенератора

Я использовал подшипник, сделанный из 3-х частей, как показано на первом изображении. Этот подшипник выполнен так, чтобы справиться с вертикальной нагрузкой.

Если вы посмотрите внимательно, то увидите, что в 2 дисках не один и тот же внутренний размер отверстия.

Диск с наибольшим отверстием (он справа) — это верхняя часть подшипника, на нем будет турбина ветрогенератора.

Я сделал на токарном станке отверстие, соответствующее диаметру подшипника, который будет использоваться. Не делайте его глубоким! Убедитесь, что верхняя часть подшипника просто торчит из держателя. Это нужно потому, что верхнее кольцо будет вращаться вместе с турбиной (если этого не сделать, он будет тереться с внутренней стороной держателя, замедлять турбину и быстро изнашиваться).

Вы также можете просверлить дырку в нижней части держателя таким образом, чтобы через нее проходил стержень. Сделайте эту дырку чуть больше, чем диаметр стержня, чтобы она не была слишком узкой и не давила на стержень.

Дальнейшие объяснения будут непонятны без просмотра изображений, иллюстрирующих последовательность работы.

Вы видели, что у этого подшипника нет смазки, поэтому мы должны будем установить смазочный ниппель.

Используйте резьбонарезные инструмент, чтобы это сделать. Сначала просверлите отверстие в соответствии размера резьбы и ниппеля, который вы будете использовать. Мой был M6.

Используйте немного масла при нарезке, потому что вы нарезаете в алюминии (в противном случае внутри все будет грубо, шершаво).

Поверните ваш инструмент, используемый для нарезки, примерно на один оборот, а затем на половину оборота назад. Таким образом металл режется внутри, и вы не сломаете свой инструмент. Используйте такую ​​последовательность нарезки, пока не получите правильную резьбу.

Для продолжения нажмите на кнопку с цифрой 2.

Изготовление крепления и монтаж турбины вертикального ветрогенератора

Изготовление крепления турбины вертикального ветрогенератора

Сначала найдите два куска дерева одинаковой длины. Убедитесь, что они достаточно широкие для изготовления сильной конструкции.

Найдите центр их обоих и сделайте отверстие по размеру держателя подшипника для дна на одном куске и отверстие по размеру верхнего подшипника на втором куске.

Мне повезло, у меня была большая дрель, чтобы сделать это. Если у вас нет большого сверла — высверлите отверстие, а затем вырежьте все остальное круглой фрезой или лобзиком.

Для дна нужно просверлить в центре дрелькой дырку на один размер больше, чем размер стержня, который впишется в подшипник. Для дна вам придется вырезать небольшую щель (слот), чтобы ниппель смог поместиться внутри и чтобы у вас было достаточно места разместить насос смазки. На фотографиях вы можете увидеть, как это должно выглядеть.

Возьмите также два ровных куска дерева для сторон крепления (у меня была фанера, так что я использовал ее).

Возьмите нижнюю часть с держателем подшипника внутри и положить его на ровную поверхность.

Возьмите одну боковину и прикрепите ее к нижней части. Сначала просверлите несколько отверстий сбоку так, чтобы винты лучше вошли. Убедитесь, что поверхности точно перпендикулярны (угол 90 градусов).

Сделайте то же самое для другой стороны.

Теперь возьмите полностью собранную вашу турбину и опустите ее в нижний подшипник.

Теперь берите верхнюю часть крепления и надвиньте подшипник на большой стержень. Измерьте с обеих сторон турбины и убедитесь, что расстояния одинаковые и ваша конструкция будет точно квадратной.

Изготовление крепления к опоре (башне) турбины вертикального ветрогенератора

То, что я показываю ниже, на самом деле я не измерял. Я убедился, что все точно совпадает с осью турбины. Значит просто сделайте так, как видите на фотографиях.

Обязательно убедитесь в прочности конструкции, ведь она будет выдерживать большие нагрузки.

Я еще не подсоединял к ней генератор. Думаю, это должен быть сильный генератор с катушками на неодимовых магнитах.

Демонстрация работы вертикального ветрогенератора

Ниже показана фотография установленного вертикального ветрогенератора.

Я использовал несколько канатов, чтобы стабилизировать турбину.

Также я воспользовался старыми кронштейнами от палатки для крепления канатов на землю, а на стороне турбины я использовал винты. Работает хорошо.

Когда вы будете монтировать вашу турбину, найдите помощника, который сможет удерживать турбину в то время, как вы будете крепить канаты на землю.

Небольшой фильм показывает (перейдите по ссылке), как работает турбина вертикального ветрогенератора.

Оригинальная англоязычная страница, находится здесь.

Как самостоятельно изготовить ветрогенератор вертикального типа

Что такое ветрогенератор

Ветрогенератор — это механическое устройство, предназначенное для выработки (генерирования) электрического тока. Поток ветра вращает рабочее колесо, взаимодействуя с его лопастями. Вращение передается на генератор, который начинает вырабатывать электрический ток. Такова схема действия ветрогенератора. На практике все намного сложнее, так как возникает масса трудностей технического и эксплуатационного характера, но в целом возможности этих устройств сильно недооценены.

Россия считается энергоизбыточной страной, имеющей большое количество мощных электростанций, но, тем не менее, имеются районы, где сетевого электричества нет до сих пор. Использование энергии ветра для выработки энергии для подобных районов является хорошей альтернативой, позволяющей решить вопрос если не полностью, то в достаточной степени.

Количество полученной энергии прямо пропорционально мощности генератора и скорости вращения ветряка, что позволяет в теории использовать несколько устройств для получения необходимого количества электроэнергии. Практика пока недостаточно иллюстрирует ситуацию, так как на сегодня для сбора статистических данных не имеется достаточного количества генераторов. Поэтому приходится пока довольствоваться расчетными данными, которые в большинстве случаев подтверждаются на практике.

Существуют две основные разновидности ветрогенераторов:

Виды ветрогенераторов с вертикальной осью вращения

Вертикальный ветрогенератор — это устройство, ось вращения которого расположена перпендикулярно направлению потока ветра и ориентирована в вертикальном направлении. Продольные оси лопастей параллельны оси вращения.

Если горизонтальные генераторы по внешнему виду напоминают пропеллер, то вертикальные ближе к барабану центробежного вентилятора, установленному вертикально и оборудованному малым числом лопаток (обычно их 2 штуки, но бывают и другие варианты). Такое расположение позволяет лопастям одинаково реагировать на потоки ветра с любой стороны без необходимости ориентирования оси вращения на встречном направлении к движению воздуха.

Существуют различные виды вертикальных ветрогенераторов. Разница между ними заключается лишь в типе вращающейся части — ротора, поскольку конструкция неподвижного статора принципиальных изменений не имеет. Известны такие виды, как:

• ортогональный ротор. Его лопасти расположены по касательной к окружности вращения и имеют сечение как у крыла самолета. Способен начинать вращаться даже при относительно слабом ветре, увеличивая скорость за счет разрежения воздуха над поверхностью лопастей и уплотнения под ней (возникновения подъемной силы). Не имеет высокой парусности лопастей, что позволяет стабилизировать скорость вращения и исключить резкие изменения динамики, способные вывести из строя подшипники
• ротор Савониуса. Представляет собой две изогнутые в виде половинок трубы лопасти. При большой площади уравновешивания сил, воздействующих на лопасти, не происходит, так как поток, действующий на внутреннюю часть лопасти, отражается от ее изгиба и частично попадает в изгиб второй лопасти, усиливая ее вращение. Обратная сторона разбивает поток на равные части, одна из которых обтекает изгиб и попадает на рабочую часть, увеличивая вращающий момент, а другая уходит в сторону. Эффективность такого ротора невелика, всего 15%, но по сочетанию характеристик он вполне достоин внимания
• ротор Дарье. Это один из вариантов ортогональной конструкции. Имеет вантовый вид лопастей, концы которых присоединены к валу вращения, а центральные части, плавно изгибаясь, отходят от вала таким образом, что при взгляде со стороны лопасти образуют своими очертаниями овал или круг. Ротор имеет малую мощность, высокий уровень шума и вибраций, что делает его требовательным к постоянному наблюдению и обслуживанию.
• геликоидный ротор. Конструкция имеет лопасти сложной формы, закрученной вокруг вертикальной оси. Это позволяет стабилизировать скорость вращения и устранить шум, создаваемый лопастями при вращении. Равномерность работы делает конструкцию более удобной, обеспечивающей ровный результат при разных режимах вращения. Для самостоятельного изготовления этот вариант конструкции наиболее сложен, но, в целом, доступен.
• многолопастной ротор. Имеет несколько лопастей, что позволяет получить ровное и мощное вращение ротора при относительно слабом ветровом давлении. Обычно используется несколько узких полос на некотором расстоянии от вала вращения, передающих поток с возрастанием скорости и плотности на второй ряд лопастей, расположенный внутри первого.   Также существуют варианты с двумя уровнями (пара лопаток, а под ней — другая с разворотом на 90°. Все варианты конструкции имеют неплохие эксплуатационные характеристики, что позволяет считать такую конструкцию одной из наиболее перспективных.

Существуют конструкции, которые предусматривают защиту от уравновешивающего давления потока на обратную сторону крыла. Делается щит по форме части окружности, закрывающий от ветра участок с обратной стороной лопастей таким образом, что ветер воздействует только на рабочую сторону. Для наведения ротора на ветер, т.е. поворота системы при изменении направления потока, делается устройство типа флюгера, поворачивающее защиту в нужную сторону по ветру.

Эффективность всех этих видов примерно одинакова. Принципиальной разницы в характеристиках также не имеется, основные различия лежат в области уменьшения шума, снижения нагрузок на вал, выравнивания режимов вращения.

Преимущества и недостатки ветрогенераторов с вертикальной осью

Вертикальный ветрогенератор — конструкция, удачная для создания своими руками. При всем разнообразии вариантов исполнения, на многие из них до сих пор нет математической модели вращения, что не позволяет создать корректную методику расчета. При этом, такая ситуация способствует активному развитию моделирования всех разновидностей ветрогенераторов и отработке их технических параметров.

Основными преимуществами ветрогенераторов с вертикальной осью принято считать:

• простота конструкции, возможность изготовления практически любого типа своими руками
• стабильность, устойчивость режимов работы, вызванная способностью одинаково реагировать на потоки ветра любого направления
• отсутствует нужда в механизме наведения оси вращения на поток, без чего не могут функционировать генераторы с горизонтальным вращением
• для того, чтобы изготовить вертикальный ветрогенератор своими руками, требуются относительно малые затраты денег, времени и труда. Основная статья расходов — непосредственно генератор, а вращающиеся части могут быть изготовлены буквально из подручных средств

Недостатками вертикального ветрогенератора считаются:

• эффективность работы ниже, чем у горизонтальных конструкций
• при работе устройства издают шум, который сложно устранить, так как он происходит из-за контакта потока воздуха и материала лопасти
• высокий уровень вибраций и резких изменений режимов вращения создают сильную нагрузку на подшипники, способствуя быстрому выходу подвижных деталей и узлов из строя
• для создания вертикального генератора требуется большее количество материалов, чем для горизонтальных образцов

Место установки ветрогенератора

Для монтажа ветрогенератора потребуется открытая площадка, не имеющая вблизи препятствий, способных закрыть устройство от ветровых потоков. Высота подъема мачты над уровнем грунта может быть относительно мала, около 3 метров. Примечательно, что с точки зрения эффективности контакта лопастей с ветром, подъем устройства на большую высоту мало влияет на рост производительности генератора, так как поднять ротор на значительную высоту нереально, а изменения в 2-3 метра никаких существенных выгод не приносят.

При этом, необходимо помнить о длине кабеля и его сопротивлении. Большая длина вызовет падение напряжения и потребует значительных расходов на дорогостоящий кабель, поэтому слишком большого удаления от дома делать не рекомендуется, так же, как и чрезмерно приближать ветряк. Вибрации и шум от вращающегося ротора будут очень докучать жителям дома, вызовут нарушения сна и потребуют перемены места установки устройства.

Как самостоятельно изготовить ветрогенератор вертикального типа

Самостоятельное изготовление ветрогенератора вполне возможно, хотя и не так просто, как может показаться на первый взгляд. Понадобится либо собрать весь комплект оборудования, что весьма сложно, либо некоторые его элементы приобрести, что довольно дорого. В состав комплекта могут входить:

• ветрогенератор
• инвертор
• контроллер
• комплект аккумуляторов
• провода, кабели, вспомогательное оборудование

Оптимальным вариантом станет частичное приобретение готового оборудования, частичное изготовление своими руками. Дело в том, что цены на узлы и элементы очень высоки, доступны не для всех. Кроме того, высокие единовременные вложения заставляют задуматься, нельзя ли эти средства реализовать более эффективным образом.

Система работает следующим образом:

• ветряк вращается и передает момент на генератор
• возникает электрический ток, который заряжает аккумулятор
• аккумулятор присоединяется к инвертору, преобразующему постоянный ток в 220 В 50Гц переменного тока.

Сборку обычно начинают с генератора. Наиболее удачным вариантом является сборка 3-фазной конструкции на неодимовых магнитах, позволяющей вырабатывать соответствующий ток.

Вращающиеся части делаются на основе одной из систем, наиболее доступной для воссоздания своими руками. Лопасти изготавливаются из отрезков труб, распиленных пополам металлических бочек или согнутого определенным образом листового металла.

Мачта сваривается на земле и устанавливается в вертикальное положение уже в готовом виде. Как вариант, делается из дерева сразу на месте установки генератора. Для прочной и надежной установки следует сделать для опор фундамент и закрепить мачту анкерами. При большой высоте ее следует дополнительно закрепить растяжками.

Все узлы и детали системы требуют подгонки друг к другу по мощности, настройки работоспособности. Заранее сказать, насколько эффективным будет ветрогенератор, невозможно, так как слишком много неизвестных параметров не позволят вычислить характеристики системы. При этом, если изначально закладывать систему под определенную мощность, то на выходе всегда получаются довольно близкие значения. Основным требованием становится прочность и аккуратность изготовления узлов, чтобы работа генератора была достаточно стабильной и надежной.

Рекомендуемые товары

Вертикальный ветрогенератор своими руками — пошаговые инструкции по сборке

Здесь вы узнаете:

Вертикальный ветрогенератор своими руками — это метод преобразования энергии ветра в электрическую энергию. Альтернативная энергия, получаемая от ветра — экологичный и экономичный способ.

Законность установки ветрогенератора

Альтернативные источники энергии – мечта любого дачника или домовладельца, участок которого находится вдали от центральных сетей. Впрочем, получая счета за электроэнергию, израсходованную в городской квартире, и глядя на возросшие тарифы, мы осознаём, что ветрогенератор, созданный для бытовых нужд, нам бы не помешал.

Прочитав эту статью, возможно, вы воплотите свою мечту в реальность.

Ветрогенератор – отличное решение для обеспечения загородного объекта электроэнергией. Причем в ряде случаев его установка является единственным возможным выходом

Чтобы не потратить зря деньги, силы и время, давайте определимся: есть ли какие-либо внешние обстоятельства, которые создадут нам препятствия в процессе эксплуатации ветрогенератора?

Для обеспечения электроэнергией дачи или небольшого коттеджа достаточно малой ветроэнергетической установки, мощность которой не превысит 1 кВт. Такие устройства в России приравнены к бытовым изделиям. Их установка не требует сертификатов, разрешений или каких-либо дополнительных согласований.

Для того чтобы определиться с целесообразностью устройства ветрогенератора, необходимо выяснить ветроэнергетический потенциал конкретной местности (кликните для увеличения)

Никакого налогообложения производства электроэнергии, которая расходуется на обеспечение собственных бытовых нужд, не предусмотрено. Поэтому маломощный ветряк можно смело устанавливать, вырабатывать с его помощью бесплатную электроэнергию, не уплачивая при этом государству никаких налогов.

Впрочем, на всякий случай следует поинтересоваться, нет ли каких-либо местных нормативных актов, касающиеся индивидуального энергоснабжения, которые могли бы создать препятствия в установке и эксплуатации этого устройства.

Претензии могут возникнуть у ваших соседей, если они будут испытывать неудобства, связанные с эксплуатацией ветряка. Не забывайте, что наши права заканчиваются там, где начинаются права других людей.

Поэтому при покупке или самостоятельном изготовлении ветрогенератора для дома нужно обратить серьёзное внимание на следующие параметры:

• Высота мачты. При сборке ветрогенератора нужно учитывать ограничения на высоту индивидуальных построек, которые существуют в ряде стран мира, а также местонахождение собственного участка. Знайте, что поблизости от мостов, аэропортов и тоннелей строения, высота которых превышает 15 метров, запрещены.
• Шум от редуктора и лопастей. Параметры создаваемого шума можно установить при помощи специального прибора, после чего зафиксировать результаты замеров документально. Важно, чтобы они не превышали установленные шумовые нормы.
• Эфирные помехи. В идеале при создании ветряка должна быть предусмотрена защита от создания телепомех там, где ваше устройство может такие неприятности обеспечить.
• Претензии экологических служб. Эта организация может препятствовать вам в эксплуатации установки только в том случае, если она мешает миграции перелетных птиц. Но это маловероятно.

При самостоятельном создании и монтаже устройства учите эти моменты, а при покупке готового изделия обратите внимание на параметры, которые стоят в его паспорте. Лучше заранее обезопасит себя, чем впоследствии расстраиваться.

• Целесообразность устройства ветряка обосновывается в первую очередь достаточно высоким и стабильным ветряным напором в местности;
• Необходимо располагать достаточно большим участком, полезная площадь которого не будет существенно сокращена из за установки системы;
• Из-за сопровождающего работу ветряка шума желательно, чтобы между жильем соседей и установкой было не менее 200 м;
• Убедительно аргументирует в пользу устройства ветрогенератора неуклонно повышающаяся стоимость электроэнергии;
• Устройство ветрогенератора возможно только в местностях, власти которых не препятствуют, а лучше еще и поощряют использование зеленых видов энергии;
• Если в регионе сооружения мини электростанции, перерабатывающей энергию ветра, случаются частые перебои, установка минимизирует неудобства;
• Владелец системы должен быть готов к тому, что вложенные в готовое изделие средства не окупятся сразу. Экономический эффект может стать ощутимым через 10 — 15 лет;
• Если окупаемость системы — не последний момент, стоит задуматься об сооружении мини электростанции собственными руками.

Преимущества и принцип работы ветряков

Современный вертикальный генератор – один из вариантов альтернативной энергии для дома. Агрегат способен преобразовать порывы ветра в энергетический ресурс. Для корректной работы он не нуждается в дополнительных устройствах, определяющих направление ветра.

Ветряной генератор роторного типа очень легко изготовить своими руками. Конечно, полностью взять на себя обеспечение частного крупногабаритного коттеджа энергией он не сможет, но с освещением хозяйственных построек, садовых дорожек и придомовой территории справится на отлично

Прибор вертикального типа функционирует на низкой высоте. Для его обслуживания не нужны различные приспособления, обеспечивающие безопасное проведение высотных ремонтных и обслуживающих работ.

Минимум движущихся деталей делает ветряную установку более надежной и эксплуатационно устойчивой. Оптимальный профиль лопастей и оригинальной формы ротор обеспечивают агрегату высокий уровень КПД независимо от того, в каком направлении дует ветер в каждый отдельный момент.

Малые бытовые модели состоят из трех и более легких лопастей, моментально улавливают самый слабый порыв и начинают вращаться, как только сила ветра превышает 1,5 м/с. Благодаря этой способности их эффективность часто превышает КПД крупных установок, нуждающихся в более сильном ветре

Генератор работает абсолютно бесшумно, не мешает хозяевам и соседям, не создает вредных выбросов в атмосферу и надежно служит в течение многих лет, аккуратно поставляя энергию в жилые помещения.

Вертикальный генератор ветрового типа работает по принципу магнитной левитации. В процессе вращения турбин образуются импульсная и подъемная силы, а также сила фактического торможения. Первые две заставляют крутиться лопасти агрегата. Это действие активирует ротор и он создает магнитное поле, вырабатывающее электричество.

Ветряк, имеющий вертикальную ось вращения, по эффективности уступает своим горизонтальным аналогам. Зато не предъявляет претензий к территориальному расположению и полноценно работает практически в любом удобном для домовладельцев месте

Прибор функционирует полностью самостоятельно и не требует вмешательства хозяев в процесс.

Ветрогенератор с вертикальной осью вращения

В ветряных генераторах данного вида вращающаяся ось генератора расположена вертикально по отношению к поверхности земли.

За годы использования устройств данного вида появились разнообразные конструкции которые объединены в группы, это:

С ротором Дарье — агрегаты оснащаются двумя или тремя лопастями, изогнутыми в форме овала.

К положительным особенностям данной конструкции можно отнести:

• Самостоятельную ориентацию по отношению к воздушным потокам;
• Удобное обслуживание установки.
• Простота схемы агрегата.

К отрицательным относятся:

• Нет возможности в самостоятельной раскрутке лопастей;
• Значительная нагрузка на элементы конструкции;
• Лопасти должны быть идентичны и соответствовать заданному профилю;
• Повышенный уровень шума в процессе работы.
• С ротором Савониуса – агрегаты оснащены лопастями в виде цилиндрических поверхностей.

Достоинствами данной группы являются:

• Для запуска в работу требуются незначительные потоки ветра;
• Способность быстрого набора крутящего момента;
• Надёжность конструкции;
• Низкая стоимость.

К недостаткам можно отнести:

• Низкий КПД устройств этой группы.

Устройства с ротором Савониуса применяют при монтаже комбинированных ветровых генераторов, их используют для разгона агрегатов с ротором Дарье.

С вертикально-осевой конструкций ротора — у агрегатов этой группы лопасти напоминают форму крыла самолета и расположены вертикально, ось ротора расположена параллельна валу.

По внешнему виду агрегаты данной группы похожи на устройства с ротором Дарье.

К положительным качествам устройств относятся:

1. Простота в изготовлении;
2. Способность быстрого набора скорости вращения;
3. Низкий уровень шума.
4. Надежность в работе.
5. С геликоидным ротором – агрегаты этой группы являются более развитым вариантом устройств с вертикально-осевым ротором. Лопасти имеют форму геликоидной кривой.

Положительные качества:

1. Более низкие нагрузки на элементы конструкции;
2. Быстрый набор скорости вращения.

Недостатки:

• Повышенный уровень шума;
• Высокая стоимость.
• Многолопастный ротор – в основу агрегатов этого типа положена вертикально-осевая конструкция с устройством дополнительного внешнего кольца неподвижных лопастей.

Достоинства агрегатов данной группы:

• Более высокий КПД установок;
• Чувствительность к потокам ветра.

Недостатки:

• Высокая стоимость;
• Повышенный уровень шума.

ВС

На первой позиции – самый простейший, чаще всего называемый ротором Савониуса. На самом деле его изобрели в 1924 г. в СССР Я. А. и А. А. Воронины, а финский промышленник Сигурд Савониус бессовестно присвоил себе изобретение, проигнорировав советское авторское свидетельство, и начал серийный выпуск. Но внедрение в судьбе изобретения значит очень много, поэтому мы, чтобы не ворошить прошлое и не тревожить прах усопших, назовем этот ветряк ротором Ворониных-Савониуса, или для краткости, ВС.

ВС для самодельщика всем хорош, кроме «паровозного» КИЭВ в 10-18%. Однако в СССР над ним работали много, и наработки есть. Ниже мы рассмотрим усовершенствованную конструкцию, не намного более сложную, но по КИЭВ дающую фору лопастникам.

Примечание: двухлопастный ВС не крутится, а дергается рывками; 4-лопастный лишь немного плавнее, но много теряет в КИЭВ. Для улучшения 4-«корытные» чаще всего разносят на два этажа – пара лопастей внизу, а другая пара, повернутая на 90 градусов по горизонтали, над ними. КИЭВ сохраняется, и боковые нагрузки на механику слабеют, но изгибные несколько возрастают, и при ветре более 25 м/с у такой ВСУ на древке, т.е. без растянутого вантами подшипника над ротором, «срывает башню».

Дарье

Следующий – ротор Дарье; КИЭВ – до 20%. Он еще проще: лопасти – из простой упругой ленты безо всякого профиля. Теория ротора Дарье еще недостаточно разработана. Ясно только, что начинает он раскручиваться за счет разности аэродинамического сопротивления горба и кармана ленты, а затем становится вроде как быстроходным, образуя собственную циркуляцию.

Вращательный момент мал, а в стартовых положениях ротора параллельно и перпендикулярно ветру вообще отсутствует, поэтому самораскрутка возможна только при нечетном количестве лопастей (крыльев?) В любом случае на время раскрутки нагрузку от генератора нужно отключать.

Есть у ротора Дарье еще два нехороших качества. Во-первых, при вращении вектор тяги лопасти описывает полный оборот относительно ее аэродинамического фокуса, и не плавно, а рывками. Поэтому ротор Дарье быстро разбивает свою механику даже при ровном ветре.

Во-вторых, Дарье не то что шумит, а вопит и визжит, вплоть до того, что лента рвется. Происходит это вследствие ее вибрации. И чем больше лопастей, тем сильнее рев. Так что Дарье если и делают, то двухлопастными, из дорогих высокопрочных звукопоглощающих материалов (карбона, майлара), а для раскрутки посередине мачты-древка приспосабливают небольшой ВС.

Ортогонал

На поз. 3 – ортогональный вертикальный ротор с профилированными лопастями. Ортогональный потому, что крылья торчат вертикально. Переход от ВС к ортогоналу иллюстрирует рис. слева.

Карусельный и ортогональный роторы

Угол установки лопастей относительно касательной к окружности, касающейся аэродинамических фокусов крыльев, может быть как положительным (на рис.), так и отрицательным, сообразно силе ветра. Иногда лопасти делают поворотными и ставят на них флюгерки, автоматически держащие «альфу», но такие конструкции часто ломаются.

Центральное тело (голубое на рис.) позволяет довести КИЭВ почти до 50%. В трехлопастном ортогонале оно должно в разрезе иметь форму треугольника со слегка выпуклыми сторонами и скругленными углами, а при большем количестве лопастей достаточно простого цилиндра. Но теория для ортогонала оптимальное количество лопастей дает однозначно: их должно быть ровно 3.

Ортогонал относится к быстроходным ветрякам с ОСС, т.е. обязательно требует раскрутки при вводе в эксплуатацию и после штиля. По ортогональной схеме выпускаются серийные необслуживаемые ВСУ мощностью до 20 кВт.

Геликоид

Геликоидный ротор, или ротор Горлова (поз. 4) – разновидность ортогонала, обеспечивающая равномерное вращение; ортогонал с прямыми крыльями «рвет» лишь немного слабее двухлопастного ВС. Изгиб лопастей по геликоиде позволяет избежать потерь КИЭВ из-за их кривизны. Хотя часть потока кривая лопасть и отбрасывает, не используя, но зато и загребает часть в зону наибольшей линейной скорости, компенсируя потери. Геликоиды используют реже прочих ветряков, т.к. они вследствие сложности изготовления оказываются дороже равных по качеству собратьев.

Бочка-загребушка

На 5 поз. – ротор типа ВС, окруженный направляющим аппаратом; его схема представлена на рис. справа. В промышленном исполнении встречается редко, т.к. дорогостоящий отвод земли не компенсирует прироста мощности, а материалоемкость и сложность производства велики. Но самодельщик, боящийся работы – уже не мастер, а потребитель, и, если нужно не более 0,5-1,5 кВт, то для него «бочка-загребушка» лакомый кусок:

Вертикальный ротор с направляющим аппаратом

• Ротор такого типа абсолютно безопасен, бесшумен, не создает вибраций и может быть установлен где угодно, хоть на детской площадке.
• Согнуть «корыта» из оцинковки и сварить каркас из труб – работа ерундовая.
• Вращение – абсолютно равномерное, детали механики можно взять самые дешевые или из хлама.
• Не боится ураганов – слишком сильный ветер не может протолкнуться в «бочку»; вокруг нее возникает обтекаемый вихревой кокон (мы с этим эффектом еще столкнемся).
• А самое главное – поскольку поверхность «загребушки» в несколько раз больше таковой ротора внутри, КИЭВ может быть и сверхединичным, а вращательным момент уже при 3 м/с у «бочки» трехметрового диаметра такой, что генератору на 1 кВт с предельной нагрузкой, как говорится, лучше и не дергаться.

Видео: ветрогенератор Ленца

Как изготовить ветрогенератор с вертикальной осью вращения своими руками

Составные элементы:

• Осевая мачта — это несущая конструкция в форме пирамиды, треноги или шеста высотой около пяти метров. На ней закрепляют лопасти и генератор.
• Лопасти улавливают потоки ветра.
• Статор вмещает в себя фазы из катушек.
• Ротор — это подвижная часть ветряка.
• Контроллер включает замедление ветрогенератора, когда тот развивает мощность, выше его базовых метрик.
• Инвертор дает переменный ток.
• Аккумулятор накапливает сгенерированную энергию.

Подготовка элементов

Чтобы сделать лопасти для вертикального ветрогенератора, понадобится качественный пластик и/или жесть. Например, лопастную конструкцию можно сделать из пластиковых труб, Тогда к каждой стороне трубы крепятся полукруглые жестяные фрагменты. Высота и радиус вращения должны достигать 70 см. Или же можно изготовить лопастную конструкцию из запчастей.

Для ротора нужны 2 ферритовых диска диаметром 32 см, 6 неодимовых магнитов и клей. Роторная система состоит из двух дисков. Схема каждого диска следующая: нужно так расположить магниты, чтобы их полярность чередовалась, угол между ними составлял 60 градусов, а диаметр размещения равнялся 16,5 см. После правильного размещения магниты заливаются клеем.

Для статора нужно сделать девять катушек с 60 витками медной проволоки диаметром 0,1 см. Чтобы сделать три фазы, катушки необходимо спаять между собой в следующем порядке:

1. Для первой фазы начало 1-ой катушки соединяем с концом 4-ой, а начало 4-ой с концом 7-ой;
2. Для второй фазы делаем то же самое, но начинаем со 2-ой катушки;
3. Для изготовления третьей фазы начинаем с 3-ей катушки.

Форму для катушек делают из фанеры и выкладывают стекловолокном. После размещения фаз их нужно залить клеем и оставить сохнуть на несколько дней.

Монтаж конструкции

Когда с изготовлением составных элементов покончено, можно приступать к их соединению между собой. Сначала нужно соединить ротор и статор:

• В верхнем диске ротора сделайте отверстия для четырех шпилек.
• В статоре сделайте отверстия для крепления к подставке.
• Положите нижний диск ротора на подставку магнитами вверх.
• На нижнем роторе разместите статор и уприте шпильки в алюминиевую пластину.
• Накройте конструкцию вторым роторным диском (магниты расположены внизу).
• При помощи вращения шпилек добейтесь равномерного сближения верхнего и нижнего роторных дисков, после этого шпильки и пластину аккуратно убирают.
• Зафиксируйте генератор гайками.

Готовый генератор прикрутите к осевой мачте. После этого к генератору можно прикреплять лопастную конструкцию. Теперь ваш ветряк готов к установке! Для установки ветряка подготовьте армированный фундамент и зафиксируйте конструкцию растяжкой.

В последнюю очередь подключается электросеть в следующем порядке: энергия от генератора попадает на контроллер, затем собирается на аккумуляторе, а потом преобразуется в переменный ток при помощи инвертора.

Ветрогенераторы своими руками на 220 в

Для того, чтобы собрать ветроуловитель нам понадобятся: генератор на 12 вольт, аккумуляторные батареи, преобразователь с 12 v на 220 в, вольтметр, медные провода, крепежи (хомуты, болты, гайки).

Чтобы ветрогенератор получился практичным и качественным, перед его изготовлением лучше дополнительно ознакомиться с подробной инструкцией

Изготовление любого ветряка предполагает наличие таких этапов как:

1. Изготовление лопастей. Лопасти вертикального ветрогенератора можно сделать из бочки. Нарезать детали можно при помощи болгарки. Винт для небольшого ветряка можно изготовить из трубы ПВХ с сечением в 160 мм.
2. Изготовление мачты. Мачта должна быть высотой не менее 6 метров. При этом, для того, чтобы крутящее усилие не сорвало мачту, ее необходимо закрепить ее на 4 растяжки. Каждую растяжку, при этом, нужно намотать на бревно, которое следует закопать глубоко в землю.
3. Установка неодимовых магнитов. Магниты наклеиваются на диск ротора. Лучше выбирать прямоугольные магниты, магнитные поля в которых сосредотачиваются по всей поверхности.
4. Намотка катушек генератора. Намотка выполняется медной нитью с диаметром не менее двух мм. При этом, мотков должно быть не более 1200.
5. Фиксация лопастей к трубе при помощи гаек.

При наличии мощных аккумуляторных батарей и инвертора, полученное устройство сможет выработать такое количество электричества, которого будет достаточно для использования бытовой техники (например, холодильника и телевизора). Отлично подойдет такой генератор для поддержания работы систем освещения, отопления и вентиляции небольшого дачного домика, теплицы.

Сборка аксиальной ВЭУ на неодимовых магнитах

Поскольку неодимовые магниты в России появились относительно недавно, то и аксиальные ветрогенераторы с безжелезными статорами стали делать не так давно.

Появление магнитов вызвало ажиотажный спрос, но постепенно рынок насытился, и стоимость этого товара стала снижаться. Он стал доступен для умельцев, которые тут же приспособили его для своих разнообразных нужд.

Аксиальная ВЭУ на неодимовых магнитах с горизонтальной осью вращения – более сложная конструкция, требующая не только умения, но и определенных знаний

Если у вас имеется ступица от старого авто с тормозными дисками, то её и возьмем в качестве основы будущего аксиального генератора.

Предполагается, что эта деталь не новая, а уже эксплуатировавшаяся. В этом случае её необходимо разобрать, проверить и смазать подшипники, тщательно вычистить прочь осадочные наслоения и всю ржавчину. Готовый генератор не забудьте покрасить.

Ступица с тормозными дисками, как правило, достаётся умельцам в качестве одного из узлов старого автомобиля, отправившегося в утиль, поэтому нуждается в тщательной чистке

Распределение и закрепление магнитов

Неодимовые магниты должны быть наклеены на диски ротора. Для нашей работы возьмем 20 магнитов 25х8мм.

Конечно, можно использовать и другое количество полюсов, но при этом необходимо соблюдать следующие правила: количество магнитов и полюсов в однофазном генераторе должно совпадать, но, если речь идёт о трехфазной модели, то соотношение полюсов к катушкам должно составлять 2/3 или 4/3.

При размещении магнитов полюса чередуются. Важно не ошибиться. Если вы не уверены, что расположите элементы правильно, сделайте шаблон-подсказку или нанесите сектора прямо на сам диск.

Если у вас есть выбор, купите лучше не круглые, а прямоугольные магниты. В прямоугольных моделях магнитное поле сосредоточено по всей длине, а в круглых – в центре.

У противостоящих магнитов должны быть разные полюса. Вы ничего не перепутаете, если с помощью маркера пометите их знаками минус или плюс. Чтобы определить полюса, возьмите магниты и поднесите их друг к другу.

Если поверхности притягиваются, поставьте на них плюс, если отталкиваются, то пометьте их минусами. При размещении магнитов на дисках чередуйте полюса.

Магниты установлены с соблюдением правила чередования полисов, по наружному и внутреннему периметрам расположены бортики из пластилина: изделие готово к заливке эпоксидной смолой

Для надежности закрепления магнита нужно применять качественный и максимально сильный клей.

Чтобы усилить надежность фиксации, можно воспользоваться эпоксидной смолой. Её следует развести так, как это указано в инструкции, и залить ею диск. Смола должна покрыть диск целиком, но не стекать с него. Предотвратить вероятность стекания можно, если обмотать диск скотчем или сделать по его периметру временные пластилиновые ограждения из полимерной полосы.

Генераторы однофазного и трехфазного вида

Если сравнивать однофазный и трехфазный статоры, то последний окажется лучше. Однофазный генератор при нагрузке вибрирует. Причиной вибрации становится разница в амплитуде тока, возникающая из-за непостоянной его отдачи за момент времени.

Такого недостатка у трехфазной модели нет. Она отличается постоянной мощностью из-за компенсирующих друг друга фаз: когда в одной происходит нарастание тока, в другой он падает.

По итогам тестирования отдача трехфазной модели почти на 50% больше, чем аналогичный показатель однофазной. Ещё одним достоинством этой модели является то, что в отсутствии лишней вибрации повышается акустический комфорт при функционировании устройства под нагрузкой.

То есть, трехфазный генератор практически не гудит в процессе его эксплуатации. Когда вибрация снижается, срок службы устройства логично повышается.

В борьбе между трехфазными и однофазными устройствами неизменно побеждает трехфазное, потому что оно не так сильно гудит в процессе работы и служит дольше однофазного

Правила наматывания катушки

Если спросить специалиста, то он скажет, что перед тем, как наматывать катушки, нужно выполнить тщательный расчет. Практик в этом вопросе положится на свою интуицию.

Мы выбрали не слишком скоростной вариант генератор. У нас процедура зарядки двенадцативольтового аккумулятора должна начаться при 100-150 оборотах за минуту. Такие исходные данные требуют, чтобы общее количество витков всех катушек составило 1000-1200 штук. Эту цифру нам осталось поделить между всеми катушками и определить, сколько же витков будет на каждой.

Ветряк на низких оборотах может быть мощнее, если увеличится количество полюсов. Частота колебаний тока в катушках при этом увеличится. Если для намотки катушек применять провод большего сечения, сопротивление уменьшится, а сила тока увеличится. Не упустите из виду тот факт, что большее напряжение может «съедать» ток из-за сопротивления обмотки.

Процесс намотки можно облегчить и сделать эффективнее, если использовать для этой цели специальный станочек.

Совсем необязательно такой рутинный процесс как наматывание катушек делать вручную. Немного смекалки и отличный станочек, который легко справляется с намоткой, уже есть

На рабочие характеристики самодельных генераторов большое влияние оказывают толщина и количество магнитов, которые расположены на дисках. Совокупную итоговую мощность можно рассчитать, если намотать одну катушку, а затем прокрутить её в генераторе. Будущая мощность генератора определяется путем измерения напряжения на конкретных оборотах без нагрузки.

Приведем пример. При сопротивлении 3 Ом и 200 оборотах в минуту выходит 30 вольт. Если отнять от этого результата 12 вольт напряжения аккумулятора, получится 18 вольт. Делим этот результат на 3 Ом и получаем 6 ампер. Объём в 6 ампер и отправится на аккумулятор. Конечно, в расчете мы не учли потери в проводах и на диодном мосту: фактический результат окажется меньше расчетного.

Обычно катушки делают круглыми. Но, если их немного вытянуть, то получится больше меди в секторе и витки окажутся прямее. Если сравнивать размер магнита и диаметр внутреннего отверстия катушек, то они должны соответствовать друг другу или размер магнита может быть немного меньше.

Толщина статора, который мы делаем, должна правильно соотноситься с толщиной магнитов. Если статор сделать больше за счет увеличения количества витков в катушках, междисковое пространство возрастет, а магнитопоток уменьшится. Результат же может оказаться таким: образуется такое же напряжение, но, из-за увеличившегося сопротивления катушек, мы получим меньший ток.

Для изготовления формы для статора применяют фанеру. Впрочем, сектора для катушек можно разметить на бумаге, используя в качестве бордюров пластилин.

Если поверх катушек на дно формы поместить стеклоткань, прочность изделия повысится. Перед нанесением эпоксидной смолы нужно форму смазать вазелином или воском, тогда смола не прилипнет к форме. Некоторые используют вместо смазки скотч или пленку.

Между собой катушки закрепляются неподвижно. При этом концы фаз выводятся наружу. Шесть выведенных наружу проводов следует соединить звездой или треугольником. Вращая собранный генератор рукой, производят его тестирование. Если напряжение будет 40 V, то сила тока составит примерно 10 ампер.

Окончательная сборка устройства

Длина готовой мачты должна составлять примерно 6-12 метров. При таких параметрах её основание должно быть забетонированным. Сам ветряк будет закреплен на верхней части мачты.

Чтобы до него можно было добраться в случае поломки, нужно предусмотреть в основании мачты специальное крепление, которое позволит поднимать и опускать трубу, используя при этом ручную лебедку.

Высоко вздымается мачта с прикрепленным к ней ветрогенератором, но предусмотрительный мастер сделал специальное устройство, которое позволяет при необходимости опустить конструкцию на землю

Чтобы изготовить винт, можно использовать трубу ПВХ диаметром 160 мм. Она будет использоваться для вырезания из её поверхности двухметрового винта, состоящего из шести лопастей. Форму лопастей лучше разработать самостоятельно опытным путем. Цель – усилить крутящий момент при низких оборотах.

Винт-пропеллер следует беречь от слишком сильного ветра. Для решения этой задачи используют складной хвост. Выработанная энергия накапливается в аккумуляторах.

Вниманию наших читателей мы предоставили два варианта ветрогенераторов, сделанных своими руками на 220 в, которые пользуются повышенным вниманием не только владельцев загородной недвижимости, но и простых дачников.

Обе модели ВЭУ эффективны по-своему. Особенно хорошие результаты эти устройства способны продемонстрировать в степной местности с частыми и сильными ветрами. Они достаточно эффективны, чтобы использоваться в организации альтернативного отопления дома и в поставке электроэнергии. И их не так уж сложно соорудить своими руками.

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).

Результат работы ветряка: расчет эффективности

Тестовые испытания ветрогенератора при разной скорости ветра показали следующие результаты:

• при скорости ветра 5 м/с получаем 60 об/мин — 7 В и 2,3 А = 16 Вт;
• при скорости ветра 10,6 м/с получаем около 120 об/мин — 13 В и 3,4 А = 44 Вт;
• при скорости 15,3 м/с примерно 180 об/мин — 15 В и 5,1 А = 76,5 Вт;
• при скорости ветра 18 м/с получаем 240 об/мин — 18 В и 9 А = 162 Вт.

В основном ветряк выдает 16–45 Вт, так как ветер более 15 м/с бывает редко. Однако, если поставить скоростной винт, тогда можно получить более высокие результаты.

Ветряк своими руками: о реальностях самостоятельного изготовления

Оглавление:
Ветряк своими руками: составные части и принцип изготовления
Ветряки для дома своими руками: устройство системы

По большому счету, самостоятельно изготовить ветряную электростанцию не так уж и сложно – по крайней мере, намного легче, чем соорудить гидроэлектростанцию. Система эта не сложная, и самая ее проблематичная часть – это сам генератор. Если найдете его, то все остальное, как говорится, пустяки. Сразу хочу отметить тот факт, что обойдется такая установка не дешево, и срок ее окупаемости довольно большой. Она выгодна только в том случае, когда поблизости вообще отсутствуют другие источники электроэнергии. Либо когда добытое электричество будет продаваться. Да, такое возможно тоже, но речь не об этом – в данной статье мы поговорим о том, как сделать ветряк своими руками. Вместе с сайтом stroisovety.org мы разберемся с его устройством, технологией изготовления и сборкой системы независимого энергоснабжения.

Как сделать ветряк своими руками фото

Ветряк своими руками: основные части и принцип изготовления

Как и говорилось выше, ветряной электрогенератор имеет довольно простую конструкцию, и решить вопрос, как сделать ветряк своими руками, не очень сложно. Если разбираться в его конструкции, то условно этот агрегат можно разделить на четыре основных узла.

1. Генератор. Это сердце данной установки – именно оно ответственно за выработку электрической энергии. Как правило, в ветряных установках используются генераторы, способные вырабатывать либо 12, либо 24 вольта – сами понимаете, что таким током современную бытовую технику не порадуешь. Именно по этой причине ветряк является всего лишь частью независимой электростанции – о том, как поднять вырабатываемое им напряжение до привычного для наших электроприборов 220 вольт, мы поговорим отдельно. Делать генератор своими руками очень сложно – во всех отношениях его лучше приобрести в готовом виде. Сейчас это не проблема – с одинаковым успехом можно купить как специальный генератор, предназначенный для ветряных установок, так и найти ему альтернативу (например, автомобильный генератор). Проблема последнего заключается в малой мощности – больше чем на сто ватт рассчитывать здесь не приходится. В отличие от него, специальные генераторы могут вырабатывать более 500Вт энергии – а это означает возможность использовать добытую энергию, так сказать, напрямую, без ее аккумулирования в емкостях.

   Ветряк своими руками фото

2. Лопасти. По большому счету, эту часть ветряка также можно приобрести, что будет лучше всего – дело в том, что именно от них зависит эффективность работы самого генератора. Правильно изготовленные лопасти способны вращать его даже при слабом ветре. Лопасти могут быть двух типов – вертикальные и горизонтальные. В зависимости от этого, и ветряки классифицируются на два типа – вертикальный ветрогенератор своими руками сделать несколько сложнее, но зато он считается более эффективным, а главное, компактным. Он не занимает большого количества места, и его достаточно просто смонтировать даже на крыше дома – именно такой генератор является оптимальным решением для дома, расположенного в густонаселенных городах. Лопасти для него изготовить очень сложно – их лучше купить. Связано это с балансировкой, от которой во многом зависит эффективность работы ветряка.
3. Мачта. По сути, она нужно исключительно для горизонтального ветрогенератора, хотя и вертикальные также могут устанавливаться на нее. Если в первых установках она является неотъемлемой частью конструкции, то во втором необходимость в ее наличии появляется только при наземной установке. Этот элемент ветряка можно сделать и самостоятельно – по сути, это труба, установленная вертикально и оборудованная специальным креплением для генератора.

   Ветрогенераторы для дома своими руками фото

И четвертый элемент, который, по сути, является частью мачты, это подвижная платформа с флюгером – она отвечает за движение лопастей за ветром, который довольно часто меняет свое направление. Платформа является связующим звеном между генератором и мачтой и монтируется она на подвижном соединении, легкий ход которого обеспечивает подшипник. Сделать такое устройство своими руками также не сложно.

Получается так, что о полном изготовлении эффективной ветроэлектростанции не может быть и речи. В принципе, сделать ее можно, но эффективность работы такой установки остается под большим вопросом – в качестве эксперимента она подойдет, но вот для полноценного электроснабжения, увы, нет. Большую часть ветряка придется приобретать по частям, которые потом собирать в единое изделие. В общем, вопрос, как сделать ветрогенератор своими руками, решается только так – мало того, дополнительно придется решить вопрос передачи электроэнергии через подвижную платформу, что не так уж и просто. Опять же, в этом отношении намного привлекательнее выглядят ветрогенераторы с вертикальной осью вращения – здесь эта проблема снимается автоматически, что в значительной мере упрощает решение вопроса изготовления ветряка своими руками.

Ветряки для дома своими руками: устройство системы

Теперь, когда мы разобрались с устройством и возможностью решения вопроса изготовления ветрогенератора для дома своими руками, самое время рассмотреть и общий принцип построения независимой системы электроснабжения. Как вы понимаете, собрать генератор – это только полдела. Сама система потребует от вас дополнительных затрат на оборудование, изготовить которое самостоятельно практически невозможно, если не сказать, что совсем невозможно. В целом, если говорить об устройстве ветряной электростанции для дома, то ее можно разделить также на четыре части.

1. Ветрогенератор, о котором мы уже говорили. Добавить здесь можно только то, что вырабатываемая им энергия напрямую не используется – все электричество собирается в аккумуляторы, откуда и идет дальнейший его разбор.

   Ветряки для дома своими руками фото

2. Аккумуляторы. Именно они, наравне с мощность самого генератора, обеспечивают ваш дом необходимым количеством энергии – здесь важна их емкость, способность вмещать тот или иной объем электричества. Обычным автомобильным аккумулятором здесь не обойтись – речь идет о десятке аккумуляторов емкостью от 100 до 150А/часов. Их количество рассчитывается исходя из мощности ветряка, используемого в доме электрооборудования интенсивности его работы. В таких системах применяются, как правило, гелиевые аккумуляторы, которые лучше всех приспособлены к частым циклам зарядки и разрядки.
3. Контроллер зарядки аккумуляторных батарей – это небольшое устройство, которое является связующим звеном между ветряком и батареями. Оно контролирует цикл зарядки последних и не дает им, так сказать, перезаряжаться.
4. Есть еще один небольшой элемент, связывающий генератор и батареи – это так называемый диод Шоттки, в задачи которого входит не выпускать электричество назад в генератор во время его бездействия – в противном случае без этого диода ваш генератор может превратиться в электромотор, который очень быстро съест весь накопленный в аккумуляторах запас энергии.
5. И самая главная часть, отвечающая за повышение напряжения до отметки в 220 вольт, это инвертор. Преобразователь, который повышает напряжение – они бывают разные, и далеко не все подходят для использования в независимых электростанциях. Здесь нужен инвертор с чистой синусоидой на выходе – модифицированная синусоида плохо сказывается на работе большинства современных электрических потребителей. Мало того, огромное значение имеет и мощность подобных устройств – она тоже рассчитывается исходя из суммарной мощности одновременно работающих потребителей. После генератора это самая дорогостоящая часть системы ветряной энергетической установки.

   Ветрогенераторы с вертикальной осью вращения своими руками фото

Кроме всего прочего, не стоит сбрасывать со счетов и провода, используемые в подобных системах – если после инвертора можно применять любые, то вот до него нужны специальные, изготовленные с учетом минимальных потерь при транспортировке электрического тока малого напряжения.

По большому счету, система не сложная, и имея в наличии все необходимые элементы, собрать ветряную электростанцию не так уж и сложно – важнее всего правильно рассчитать ее с учетом всех, даже, казалось бы, незначительных факторов. Особое внимание здесь нужно уделить количеству ветряных дней в году – может случиться так, что в тихих и спокойных регионах ветряк может оказаться практически бесполезным. Именно по этой причине системы независимого электроснабжения делают комбинированным способом, который предусматривает использование не только ветрогенератора, но и солнечных панелей. Они как бы дополняют друг друга, обеспечивая постоянную добычу электроэнергии из неиссякаемых природных ресурсов.

Мы описали, как можно сделать ветряк своими руками. В заключение остается добавить не так уж и много – в частности, рассказать о тонкостях изготовления лопастей. Вернее не о тонкостях, а о трудностях – обосновать утверждение того, что их лучше не изготавливать своими руками, а приобретать в готовом виде или заказывать их изготовление на заводе. Дело в том, что есть такие понятия, как смещение оси и балансировка – первое вызывает биение, а второе неравномерное вращение. И то и другое приводит к замедлению вращения генератора, что само по себе сказывается на эффективности работы установки в целом. Проще говоря, вместо положенных 500Вт вы будете получать 250Вт энергии в час – вместо 18В тока – 14вольт, что, опять таки, скажется на темпах зарядки аккумуляторов.

Автор статьи Александр Куликов

Самодельная ветряная турбина с вертикальной осью, сделанная из бытового лома

Вы хотели попробовать собрать энергию ветра для питания своего дома, но вас оттолкнула чрезмерная цена имеющихся в продаже ветряных турбин? Вот руководство по созданию собственной ветряной турбины с вертикальной осью из отходов, которые большинство из нас хранит дома. Если у вас нет материалов, их можно недорого купить в местном хозяйственном магазине. Преимущество ветряной турбины с вертикальной осью заключается в том, что ее не нужно выравнивать по направлению ветра, она использует энергию ветра независимо от того, в каком направлении дует ветер.

Вы думали о отключении от сети? Вот несколько советов и приемов по снижению энергопотребления в вашем доме, а также шаги, которые необходимо предпринять, чтобы начать отключение от сети. Также ознакомьтесь с нашим руководством по правильному подбору инвертора.

Если в вашем районе недостаточно ветра, почему бы не попробовать построить собственную солнечную батарею?

Что нужно для создания ветряной турбины с вертикальной осью

• Листы фанеры 6 x 30 см x 120 см x 4 мм (12 ″ x 50 ″ x 1/6 ″)
• Гибкая труба диаметром 3 x 1 м x 60 мм (40 ″ x 2 1/3 ″) — Купить здесь
• Длинные шурупы по дереву, 36 x 10 мм (1/2 ″) — Купить здесь
• Длинная оцинкованная труба 6 x 50 см (24 ″) — Купить здесь
• 5 тройников из оцинкованной трубы — Купить здесь
• 1 х оцинкованный колено для трубы — Купить здесь
• Длинная оцинкованная труба 1 x 30 см (12 ″) — Купить здесь
• 5 оцинкованных резьбовых ниппелей — Купить здесь
• 1 штанга с резьбой M12 (1/2 ″) — Купить здесь
• Гайки 18 x M12 (1/2 ″) — Купить здесь
• Шайба 30 x 12 мм (1/2 ″) — Купить здесь
• Контактный клей — Купить здесь
• Expansion Foam — Купить здесь
• Шлифовальная шпатлевка для дерева или шпатлевка — Купить здесь
• Диапазон наждачной бумаги — зернистость от 80 до 240 — Купить здесь
• Automotive Spray On Primer — Купить здесь
• УФ-стойкая аэрозольная краска — Купить здесь

Силиконовый герметик

• — Купить здесь
• Старая рама подшипника стиральной машины — или упорный подшипник для вращения на
• Динамо или электрический генератор / генератор — Основное руководство по созданию собственного показано ниже
• Около 10 м (30 футов) шнура или веревки — Купить здесь

Как сделать ветряную турбину с вертикальной осью

Мы разделили руководство по созданию турбины на четыре части: изготовление лопаток турбины, изготовление конструкции, монтаж лопастей и, наконец, добавление генератора.Вы начинаете работу над рамой, пока ждете, пока лезвия впитаются и высохнут на разных этапах.

Формирование лопаток турбины

Для начала вам нужно придать форму лопаткам турбины. Для этого нужно сделать фанеру работоспособной, замочив на ночь в холодной воде. Вы можете разместить их на ступеньках в бассейне, в пруду или в ванне. Убедитесь, что они полностью покрыты и вода может проникать между отдельными листами.

На следующий день, когда фанера пропитается на ночь, она должна быть готова к формованию.Чтобы сформировать фанеру, свяжите два листа вместе вокруг ствола дерева большого диаметра. Ствол дерева должен быть около 60-80 см (24-30 ″) в диаметре. Убедитесь, что листы плотно прилегают к стволу, и дайте им высохнуть в течение примерно суток. Выровняйте углы досок так, чтобы все они были на одинаковой высоте и шаге, чтобы все три имели одинаковую форму.

Когда древесина почти высохнет, с помощью спиртового уровня проведите линию по вершине и основанию лезвий и обрежьте углы, чтобы придать им дополнительную форму.Обрежьте углы пилой по дереву.

Теперь вы готовы сформировать лопасти в форме крыла.

Вставьте отрезки трубы между двумя листами фанеры, прикрутите фанеру к трубе, используя 6 шурупов на каждой длине. Вы также можете добавить немного прочного клея, такого как контактный клей, для улучшения сцепления.

Склейте заднюю кромку листов фанеры и склейте их.

Обрежьте концы гибкой трубы заподлицо с фанерой, затем вырежьте несколько картонных торцевых крышек и закрепите их липкой лентой на концах лезвий, чтобы удерживать пену.Оставьте зазор возле задней кромки для добавления пены.

Теперь заполните лезвия пеной, убедившись, что она идет полностью вперед и назад. Пена помогает удерживать лезвия жесткими и сохранять форму. Важно убедиться, что каждая лопасть получает одинаковое количество пены, чтобы все они имели одинаковый вес, в противном случае ваша конечная турбина будет разбалансирована и будет трястись или повреждаться на высокой скорости.

На следующий день снимите шурупы и заглушки и отшлифуйте пену до гладкости, чтобы придать лезвиям окончательную форму.

Заполнить зазоры и выступы шпатлевкой для дерева или шлифуемой шпатлевкой.

После затвердевания шпатлевки отшлифуйте лезвия до гладкой поверхности, начиная с крупной (зернистостью 80) наждачной бумаги и заканчивая мелкой (зернистостью 240) наждачной бумагой.

Наконец, обработайте лезвия слоем автомобильной грунтовки, а затем слоем аэрозольной краски, устойчивой к ультрафиолетовому излучению.

Изготовление опорной конструкции для лезвия

Конструкция трубопровода изготавливается из оцинкованных труб и фитингов.Основа конструкции, на которой вращается турбина, представляет собой старую раму стиральной машины с системой двойных подшипников.

Начните со сборки удерживающих рычагов с 6 лезвиями. На конце каждой длины шести оцинкованных труб длиной 50 см (20 дюймов) вам нужно завинтить винт на секции. Разрежьте стержень с резьбой на 6 частей, а затем используйте наполнитель для корпуса, чтобы плотно вставить стержень с резьбой в центр оцинкованной трубы. Поместите гайку и шайбу в основание стержня с резьбой для дополнительной поддержки. Из трубы должно выходить достаточно стержня с резьбой, чтобы пройти через самую толстую часть лопастей, а также места для двух шайб и двух гаек, примерно 70 см (28 дюймов) должно быть достаточно.

Затем соберите оцинкованные трубы и соединители, как показано ниже. Три рычага вверху соединены резьбовыми ниппелями, а затем три рычага внизу, разделенные коротким куском оцинкованного трубопровода.

Завершите раму, добавив опорную раму стиральной машины.

Поставьте раму вертикально и разнесите руки попарно так, чтобы три пары находились на одинаковом расстоянии друг от друга.

Как только вы закончите правильно расставлять рычаги, зафиксируйте все оцинкованные фитинги с помощью фиксатора для резьбы или клея, а затем вы можете распылить на раму, чтобы она соответствовала лопастям турбины.

Монтаж лопаток турбины

Начните с того, что с помощью спиртового уровня убедитесь, что рама выровнена, и добавляйте или удаляя набивку по мере необходимости.

Отметьте монтажные отверстия для резьбовых стержней, чтобы они проходили через лезвия на каждом лезвии, а затем просверлите отверстия немного больше, чем резьбовые стержни, чтобы было место для регулировки.

Поместите гайку и шайбу на внутреннюю и внешнюю стороны каждого резьбового стержня так, чтобы лопатка турбины находилась между ними.Перед затяжкой гаек используйте спиртовой уровень, чтобы убедиться, что лезвия выровнены.

После установки на раму все лезвия должны иметь одинаковое пространство и одинаковую высоту.

Добавьте силиконовый герметик внутри и снаружи гаек и болтов, чтобы вода не попала в отверстие в лопатке турбины и не ржавела.

Теперь вы готовы к установке генератора.

Монтаж генератора

Последним шагом является установка генератора, который преобразует вращение турбины в электрическую энергию.Генератор просто соединяется с основанием турбины, так что при вращении турбины вращается ротор генератора. Вы можете использовать коммерчески купленный генератор или генератор переменного тока для достижения максимальной эффективности или просто сделать свой собственный, как описано ниже.

В этом руководстве мы делаем простой генератор, используя старый струйный водяной насос.

Снимите крышку старого водяного насоса и приклейте на его ротор магниты на равном расстоянии друг от друга. Используйте пару катушек стиральной машины и приклейте их к корпусу так, чтобы они совместились с магнитами.Магниты должны проходить по катушкам при вращении насоса.

Затем насос-генератор должен быть установлен под турбиной с валом турбины, соединенным с лопастью насоса.

Для повышения эффективности выхода разместите диоды в конфигурации, показанной ниже, поперек каждой катушки. Диоды помогают поддерживать поток электричества в одном направлении, а не в обратном направлении.

Теперь ваша ветряная турбина с вертикальной осью завершена и готова к подключению к контроллеру заряда для питания вашего дома или кемпинга.

Вы сделали свой собственный ветряк с вертикальной осью? Дайте нам знать в разделе комментариев ниже или отправьте нам свои фотографии для включения в этот пост, мы будем рады услышать от вас.

Строительство ветряной турбины с вертикальной осью (VAWT): 11 шагов (с изображениями)

Введение: создание ветряной турбины с вертикальной осью (VAWT)

При создании этой турбины мы будем использовать некоторые электроинструменты.
Если вы не привыкли работать с powertools, спросите кого-нибудь, кто знает, как ими пользоваться.
После сборки этой турбины вам еще понадобятся пальцы.
ПОЖАЛУЙСТА, ВНИМАТЕЛЬНО !!!

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 1: Инструменты и детали

ИНСТРУМЕНТЫ
— Лобзик или ленточная пила
— Ручная пила
— Токарный станок
— Сверлильный станок или ручная дрель
— Сверла
— Отвертка
— Таблеточный инструмент
— Линейка
— Карандаш
— Компас
— Шлифовальная бумага
— Тиски (упрощает работу)
— Ключи
— 2 зажима

ДЕТАЛИ
— Труба ПВХ
— Водостойкая деревянная фанера из бетона — лучший вариант «(если у вас его нет, вам придется защитить его покрытием)
— 2 подшипника (нижний должен выдерживать нагрузку)
— Смазочный ниппель
— Катанка (2 размера) (1 большой один и 4 маленьких) (Нержавеющая сталь, если возможно)
— Болты и шайбы (2 размера) (Нержавеющая сталь, если возможно)
— Кусок круглого алюминия диаметром 40 мм (Сплав) (удерживает нижний подшипник)
— 2 Угольника
— 3 винта с проушиной

Добавить TipAsk QuestionDown load

Шаг 2. Приступаем к работе

Первое, что вам нужно сделать, это измерить вашу трубу из ПВХ и разрезать ее на 4 равных части.(у меня была длина 2 метра, то есть 50 см на кусок)
Когда вы это сделаете, вы отрежете его по длине отверстия.
Теперь у вас должно быть 8 штук (они должны быть точно такого же размера!)

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 3: Изготовление 2 дисков турбины

Возьмите 2 куска водостойкой фанеры (12 мм)
Измерьте через 2 направления, чтобы получить середину пластины и отметить эту точку.
Возьмите циркуль и начертите круг диаметром 40 см.
Возьмите лобзик и вырежьте их.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 4: Разделите свой круг на 8 частей

Вот ссылка, которую я нашел, чтобы выполнить эту работу быстро и точно.
http://www.weborix.com/8.htm
Это нужно делать только на одной доске.
На следующем шаге я объясню почему.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 5: Вырезание пазов для турбинных лопаток

Я сделал это так, чтобы нарисовать линии на двух досках, а затем отметить все луки, которые мне пришлось разрезать.
Это я бы не делал снова ! Думаю, лучше отметить только одну.
Луки вы рисуете следующим образом: возьмите одну полутрубу и прижмите ее к одной из 8 линий, которые вы нарисовали ранее. Проведите линию внутри и снаружи трубы. Тот, на котором вы отметили бантики, надеваете сверху, а затем зажимаете их вместе. Когда вы их разрежете, они будут точно такими же. Я использовал пилу, которая обычно предназначена для резки металла. Это пильное полотно чуть тоньше, чем полотно.
На стороне двух дисков сделайте маркировку, которая проходит по обоим дискам.Таким образом, при сборке турбины диски будут идеально совмещены.
Что вы также должны сделать, когда он все еще зажат, так это просверлить центральное отверстие до размера вашей большой катанки и 4 отверстия для маленьких стержней. Разделите 4 стержня поровну над турбиной, как показано на рисунке ниже. Держитесь на расстоянии около 2 см от дуг. Таким образом, вы все еще можете надеть шайбы на свои стержни, не касаясь лезвий. Возьмите зажимы и установите лопатки турбины и 4 стержня меньшего размера, как показано на последнем рисунке.Он должен быть плотно прилегающим!

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 6: Изготовление центрального проволочного стержня по размеру

Сначала вы устанавливаете верхнюю часть турбины так же, как вы делали нижнюю часть на предыдущем шаге.
Обратите внимание на отметки, которые вы сделали на сторонах дисков, когда они все еще были зажаты.
Таким образом, одинаковые пропилы будут хорошо ложиться друг на друга, и турбина будет меньше раскачиваться после ее завершения. Вы можете использовать молоток и небольшой кусок дерева, чтобы не повредить лезвия или диск при ударе.Убедитесь, что лезвия плотно прилегают друг к другу и 4 маленьких стержня находятся в нужном месте. Это была нелегкая работа. Удачи . hehe

Теперь мы установим на большую катанку необходимые болты и шайбы.
Теперь мы собираемся отметить место, где мы будем отрезать катанку.
Первое изображение — это вид с нижнего диска.
Я поставил туда 2 болта и они будут опираться на нижний подшипник.
Я оставил там провод длиннее, чтобы я мог подключить туда какой-нибудь генератор.
Верхний диск — это второе изображение, и стержень будет короче.
С этой стороны у нас будет только подшипник для балансировки турбины, когда он будет установлен на раме.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 7: Поворот катанки до нужного размера

Если у вас есть токарный станок, это довольно простая работа.
Сделал стержень толщиной 10 мм с обеих сторон.
На изображениях показана нижняя сторона катанки.
Убедитесь, что он подходит правильно, потому что от этого будет зависеть, насколько плавно будет работать ваша турбина.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 8: Изготовление держателя для нижнего подшипника

Подшипник, который я использовал, состоит из 3 частей, как показано на первом рисунке.
Этот подшипник выдерживает вертикальный вес.
Если вы посмотрите внимательно, то увидите, что у двух дисков разное отверстие внутреннего размера.
Диск с самым большим отверстием (тот, что справа) — это верхняя часть подшипника, на которую будет опираться турбина.
Вырезал на токарном станке отверстие точно на диаметр подшипника. Сделайте это в соответствии с размером подшипника, который вы будете использовать .
Не проделывайте дыру слишком глубоко!
Убедитесь, что верхняя часть подшипника просто выступает из держателя.
Причина этого в том, что верхнее кольцо будет вращаться вместе с турбиной и в противном случае будет тереться о внутреннюю часть держателя, замедляя работу турбины и быстро изнашивая ее.
Вам также необходимо просверлить отверстие в нижней части держателя, чтобы катанка могла пройти через него.
Сделайте его немного больше, чем размер стержня, чтобы в установленном состоянии он не заедал по бокам.
Вы видели, что в этом подшипнике нет смазки, поэтому нам придется установить смазочный ниппель.
Используйте для этого резьбонарезной инструмент.
Сначала просверлите отверстие в соответствии с протектором и размером ниппеля, который вы будете использовать. У меня был М6.
Используйте немного смазочно-охлаждающей жидкости, потому что вы режете алюминий, иначе он станет грубым изнутри. Проверните режущий инструмент примерно на 1 оборот, а затем снова на пол-оборота. Таким образом, металл прорезается внутри, и вы не сломаете инструмент. Используйте 3 этапа резки, пока не дойдете до нужного протектора.

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 9: Изготовление рамы вокруг турбины

Сначала вы получаете два деревянных бруска одинаковой длины.
Убедитесь, что они достаточно широкие, чтобы из них получилась прочная конструкция.
Найдите центр обоих и проделайте отверстие размером с держатель подшипника для нижнего и размер верхнего подшипника для верхнего.
Мне повезло, что у меня для этого была большая тренировка. Если нет, возьмите самое большое сверло и просверлите его, а затем вырежьте остальное круглым топором.
Для нижнего вы должны просверлить центр отверстия сверлом на размер больше, чем размер большой катанки, которая войдет в подшипник.Для нижнего вам нужно будет вырезать небольшую прорезь, чтобы ниппель мог поместиться внутри и чтобы у вас было достаточно места для установки насоса для смазки. Вы можете увидеть, как это должно выглядеть на картинках.
Возьмите еще два прямых куска дерева в качестве боковин. (У меня была фанера, поэтому я использовал ее)
Возьмите нижнюю часть с держателем подшипника внутри и положите ее на ровную поверхность.
Используйте одну из боковых частей и прикрутите ее туда. Сначала просверлите несколько отверстий сбоку, чтобы шурупы лучше вошли.Убедитесь, что он идеально квадратный. (Угол 90 градусов)
Проделайте то же самое с другой стороной.
Теперь возьмите турбину в полностью собранном виде и опустите ее в нижний подшипник.
Теперь возьмите верхнюю часть и наденьте подшипник на большую штангу. Измерьте обе стороны турбины и убедитесь, что вы измеряете одинаковое расстояние, так ваша рама будет идеально квадратной.
Ролик показывает, насколько хорошо он крутится. (вручную, конечно)

Добавить TipAsk QuestionDownload

Шаг 10: Создание опоры для турбины

Этот материал я на самом деле не измерял.
Я убедился, что все идеально соответствует оси турбины.
Просто соберите его, как вы можете видеть на картинках.
Просто убедитесь, что это веская причина, чтобы на него было много энергии.
Генератор еще не подключал.
Понятия не имел, что к нему подключено.
Я думал о другом генераторе энергии. (катушки и магниты)
Идеи приветствуются
Надеюсь, вам понравилось строить эту турбину.
Сообщите мне о вашем здании

Добавьте TipAsk QuestionDownload

Шаг 11:

Как вы можете видеть в маленьких фильмах, я подключил несколько тросов к турбине это стабильно.
Я использовал несколько старых штифтов из палатки, чтобы соединить веревки с землей, а сбоку от турбины я использовал 3 винта с проушинами. Хорошо работает.
Когда вы устанавливаете турбину, убедитесь, что кто-то может удерживать турбину, пока вы подключаете провода к земле.

Добавить Подсказка Задать вопросЗагрузить

Будьте первым, кто поделится

Вы сделали этот проект? Поделитесь с нами!

Я сделал это!

Рекомендации

Руководство для самостоятельного изготовления ветряных турбин с вертикальной осью

Сегодня я узнал, как построить ветряную турбину с вертикальной осью (VAWT) , и она работает по тому же принципу, что и огромные мощные ветряные турбины, но их гораздо проще и дешевле построить.

Вот краткое описание работы VAWT и инструкции по производству. Это основная информация, вы можете получить больше на веб-сайте производителя (обязательно вернитесь после того, как посетите их).

В ветряной турбине с вертикальной осью переменного тока Генератор имеет два ротора диаметром 12 дюймов, каждый из которых имеет 12 неодимовых дисковых магнитов диаметром 1,47 дюйма и толщиной 0,6 дюйма. Между роторами находится статор, состоящий из 9 витков провода AWG №20 по 200 витков в каждой.Катушки устроены так, чтобы производить 3-фазный переменный ток.

Каждая фаза имеет 3 последовательно соединенных катушки. Есть 3 двухполупериодных мостовых выпрямителя, по одному на каждую фазу. Каждый изолирован от другого. Все три выхода выпрямленного постоянного тока соединены вместе параллельно, и постоянный ток передается по кабелю в аккумуляторную батарею.

Статор изготавливается путем размещения катушек между двумя кусками стекловолоконной плиты из эпоксидной смолы, которая используется при производстве печатных плат. Верхний и нижний листы толщиной 1/16 дюйма каждый скрепляются болтами.3 = 316 Вт »

Конечно, дела далеки от совершенства, ребята, которые это сделали, сказали, что получили от этого 70 Вт. Это очень хорошо! Сделайте несколько похожих ветряков с вертикальной осью , поставьте их на свой квартал, и вы больше никогда не будете платить за электричество! (более или менее — в зависимости от ваших привычек потребления). В любом случае, если вы живете в районе с сильным ветром, эти устройства могут заряжать автомобильные аккумуляторы на 12 В, чтобы они питали ваш дом утром и вечером, когда вы вернетесь с работы.Ночью и днем ​​они накапливают энергию от ветряной турбины. Единственным серьезным «постоянным» потребителем будет ваш холодильник.

(Посещали 7684 раза, сегодня 2 раза)

Как построить вертикальную ветряную турбину — Zoetrope

Наверняка существует множество технологий зеленого строительства домов и продуктов, которые съедят ваши деньги, а не помогут вам их сэкономить, но по большей части энергоэффективный , прочный дом сэкономит деньги , и сделает это довольно быстро.

У нас есть эта страница, которую, возможно, стоит показать вашему партнеру, чтобы привлечь его к работе, о том, стоят ли лучше изолированные дома своих денег.

И чтобы ответить на остальные ваши вопросы, я думаю, что это отличный список, поэтому я копирую и вставляю его, чтобы пройти по пунктам, и я добавлю мысли, комментарии и соответствующие ссылки, хотя некоторые из них вы, возможно, уже читали .

Энергоэффективная система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха — да, купите хороший, он того стоит.См. Нашу страницу здесь о том, на что обращать внимание при выборе между HRV и ERV

.

«Умный» термостат — как правило, современный зеленый дом должен быть настолько хорошо изолирован, чтобы опускать термостат в дневное время было бессмысленно. Прочтите ей об устройствах для умного дома для энергосберегающего автоматизированного проектирования дома.

Теплоизоляция стен, потолка, фундамента и чердака — да, см. Нашу страницу о балансировке теплоизоляции в доме для максимальной эффективности.Предупреждение о спойлере — потеря тепла идет во всех направлениях, а не только через крышу) прочтите здесь, чтобы узнать, сколько изоляции вам нужно для строительства зеленого дома.

Расчет количества остекления (не слишком много, не слишком мало) — Окна, выходящие на север, восток и запад, всегда будут терять больше тепла, чем получают в дневном и сезонном цикле, поэтому будьте осторожны с ними и смотрите наши страницы по выбору лучших окон для домов с высокими эксплуатационными характеристиками, и помните, что лучше всего иметь другое низкоэмиссионное покрытие на юге, чем на других сторонах.

Остекление, обращенное в правильном направлении (например, на юг) См. Нашу страницу о дизайне дома на пассивных солнечных батареях, но вкратце: окна, выходящие на юг, могут получать больше тепла, чем терять.

Плотная герметизация оболочки — Безусловно, сделайте дом максимально герметичным, и пусть ваше вентиляционное оборудование сделает свою работу. Плохой воздушный барьер и большая утечка воздуха могут составлять 1/3 тепловых потерь в доме.

Лучший тип окон (теплопроводность, коэффициент пропускания, солнечное усиление и т. Д.)) — еще один оконный вопрос а? Вот страница о дизайне окон, где можно выбрать между деревянными, алюминиевыми и виниловыми рамами.

Устранение тепловых мостов — да, всегда устраняйте тепловые мосты через ограждающую конструкцию здания для повышения энергоэффективности и долговечности
Эффективное освещение — Вероятно, у вас будет много естественного света в зависимости от вашей пассивной солнечной ориентации, но вы все равно выберете светодиодные фонари для экономия энергии. Светодиоды сейчас очень доступны по цене с множеством опций, см. Нашу страницу о светодиодных лампах накаливания
Эффективные устройства — да, это стоит инвестиций в более эффективные устройства, такие как сертифицированные ENERGY STAR.

Солнечные панели — Сэкономите ли вы деньги с помощью солнечных батарей, зависит от ваших местных затрат на коммунальные услуги, а также от стоимости установки солнечных панелей в вашем регионе. Вот основные вопросы, которые следует задать подрядчику по солнечной энергии перед подписанием контракта.

Геотермальное отопление / охлаждение — Нам нравится эта концепция, и она отлично подходит для больших зданий, а не для домов меньшего размера. Ваши деньги лучше потратить на изоляцию, качественные окна и все вышеперечисленное.Геотермальная энергия «сократит ваши счета вдвое», может быть, на 25-40 тысяч, поэтому, если ваш счет за отопление составляет всего 3–4 сотни долларов в год, вам придется прожить дольше, чем Йода, чтобы это окупилось. Прочтите здесь, чтобы узнать, стоит ли геотермальная энергия для дома

Добавление тепловой массы — это зависит от вашего образа жизни, в этом есть взлеты и падения, но лично мне это нравится. Тепловая масса в доме помогает уравновесить температуру, что может сэкономить энергию, но также означает более комфортный дом для жителей.

DIY VAWT — Ветряная турбина с вертикальной осью

Сделай сам, конструкции ветряных турбин с вертикальной осью и многое другое

Энергия ветра — один из лучших возобновляемых источников энергии, которые мы можем получить на нашей планете.Обычно мы не видим ветряных турбин, установленных на крышах домов. Но если он у вас есть, оплатить счет за электричество будет проще простого. Однако люди часто задаются вопросом, не слишком ли дорого обходится энергия ветра. Что ж, это не всегда так, поскольку есть много альтернативных способов его использования.

Ветряные мельницы, которые вы видите под открытым небом, определенно обойдутся вам в целое состояние. С другой стороны, если вы создадите что-то вроде своего собственного DIY Ветряк с вертикальной осью , то это совсем несложно.Это не только поможет вам внести свой вклад в экологически чистую энергию, но также поможет вам расширить свои технические знания. Это один из идеальных проектов, над которым вы можете работать со своими детьми-подростками и одновременно учить их устойчивости.

Значение энергии ветра

Статистические данные говорят о том, что ветровая энергия (обеспечивающая 2,5 процента от общего объема электроэнергии) достигла рекордно высокого мирового уровня потребления с мощностью 197 ГВт и 430 ТВтч общего производства энергии.Теперь, для сравнения, совокупная мощность ветроэнергетических установок по всему миру в 2000 году составила 17,4 ГВт. Это экспоненциальное увеличение (более чем в 11 раз за 11 лет) можно объяснить улучшенными технологиями, эффективными административными мерами и, в некоторых случаях, эффективными. вклад пользователя.

5 конструкций ветряных турбин с вертикальной осью своими руками для производства чистой энергии

Итак, давайте достанем наши ржавые инструменты и познакомимся с 5 очаровательными ветряками DIY Vertical Axis (VAWT), изобретенными «обычным человеком».

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

Созданное пользователем Instructables Фаруном, это уникальное (и очень дешевое) приспособление объединяет переработанные гаражные элементы в полноценную ветряную турбину с вертикальной осью. По словам создателя, турбина V8-4 ”была« спасена »из труб из ПВХ (обрезанных 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 всего 182 доллара имеет улучшенные обороты и большую площадь лопастей, в то время как Faroun стремится сделать его способным генерировать 100 Вт при 35 км / ч при направленной скорости ветра.

Все мы знаем, что ветряным турбинам нужен какой-то тормозной механизм, чтобы предотвратить их неконтролируемое вращение. Мы опасаемся, что при отсутствии такой установки турбина не сможет выдерживать высокие скорости ветра. Но поскольку турбина стоит всего 200 долларов, мы не думаем, что есть что-то плохое в том, чтобы начинать с нее свою зеленую жизнь.

2. Lenz2 ветряк с вертикальной осью

При изготовлении Lenz2 используются легкодоступные бытовые материалы.В PopSci Lenz2 был на выставке стоимостью менее 300 долларов. Крыло изготовлено из фанеры. Это связано с 4-футовыми штангами с крышкой из прочного алюминия. 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 самодельную штуковину как одно целое. Этот единственный компонент, в свою очередь, может генерировать (путем подключения выпрямителя к генератору) 50 киловатт-часов электроэнергии в месяц для 8 аккумуляторных блоков при оптимальной скорости ветра от 10 до 36 км / час.

Вот как вы должны построить его для себя:

a) Постройте крылья:

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

б) Соберите генератор:

Это немного сложно. Нет никакой разницы между обычными кусками дерева и деревом в конструкции, если конструкция не может использовать ветер и преобразовывать его в электричество. Эту работу выполняет генератор.Для создания одного достаточно приклеить магниты к двум стальным дискам. Приклейте катушки из медной проволоки к фанерному диску и наденьте все три диска на вал.

c) Присоедините другие детали:

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

d) Установите раму:

После завершения шага 3 вы почти закончили, последний шаг — прикрепить кабели к рычагам рамы и стабилизировать их мешками с песком.

д) Электроснабжение дома:

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

3. Zoetrope VAWT

Источник изображения: application-sciences.net

Это устройство состоит из доступных на месте аппаратных компонентов, таких как печная труба, металлические кронштейны, пластиковый лист и даже ступица прицепа.Он имеет очень дешевую конструкцию и водонагреватель с нулевым уровнем выбросов. Вы можете регулировать выходную мощность простой, но устойчивой турбины в соответствии с микроклиматом и характеристиками объекта. При тестировании он показывает выходную мощность 150-200 Вт, в то время как скорость почти идеального ветра (порыва), необходимая для него, составляет около 25 м / с.

4. VAWT из списанной аккумуляторной дрели

Пользователь Above Secret Post Гражданин Смит сконструировал VAWT из разобранной формы перезаряжаемой дрели (включая встроенную схему и корпус).Он испытал эту полую дрель на другой аккумуляторной дрели с конечным результатом 150-200 об / мин при 11,5 В. С этим достаточным вращающимся механизмом он продолжил изобретать конструкцию винтовой турбины из гофрированного картона. Затем крыло было покрыто стекловолоконным матом и смолой для отделки формы. Затем он мог использовать их (для отливки компонентов лопастей) в конструкции винтового ротора высотой 3 метра.

5. Ветряная турбина с вертикальной осью 55 галлонов

Источник изображения: личный.psu.edu

Заметно выпуклые бочки на 55 галлонов были вертикально вырезаны наполовину для турбины типа Савониуса. Для вертикальной оси использовалась 3-дюймовая труба из ПВХ, которая использовалась в качестве фиксирующего элемента для двух половин ствола, установленных друг на друга. Пластиковые зажимы были соединены с двумя квадратными фанерными досками с шарикоподшипником (с внутренней стороны) для дополнительной плавности движения. При производстве электроэнергии использовался генератор с постоянными магнитами и шестерня нестандартной формы для оптимального передаточного числа.Наконец, была интегрирована лопасть вентилятора для охлаждения всего генератора в случае более высокой скорости ветра.

Инновационные конструкции ветряных турбин с вертикальной осью, вдохновленные конструкцией

В то время как большинство из нас было бы удовлетворено вышеперечисленными проектами, сделанными своими руками, есть несколько, кто, несомненно, хотел бы вывести вещи на новый уровень. И если вы один из таких немногих, вы наверняка хотели бы знать, что еще вы можете сделать с ветряной турбиной с вертикальной осью? Для таких любопытных домашних мастеров вот несколько из самых инновационных конструкций ветряных турбин с вертикальной осью:

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

По статистике, потребление энергии «чистым и зеленым» ветром достигло рекордно высокого уровня (почти 2,5 процента от общемирового потребления электроэнергии), с колоссальной паспортной мощностью 197 ГВт и 430 ТВтч общего производства энергии. И в связи с этой справедливой тенденцией крупномасштабной коммерциализации ветроэнергетики, малые ветряные генераторы для использования на микроуровне, безусловно, становятся все более важными. Принимая во внимание присущую ей гибкость, аргентинский дизайнер Мириам Петерсон разработала эффективный GeneradorEolico — отечественную ветряную турбину с вертикальной осью, основанную на роторах Савониуса.

Роторы

Savonius могут использовать силу ветра и преобразовывать ее в крутящий момент на вращающемся валу. В этой системе три отдельно сложных ротора Савониуса (подключенных к соответствующим генераторам) будут прикреплены прочными кабелями к центральному модулю. Центральный модуль, в свою очередь, будет подключен к месту хранения со встроенной аккумуляторной батареей 12 В, 220 А. Базовая конструкция намекает на внутренние аэродинамические свойства роторов в их различных формах, которые увеличивают величину энергии ветра, которая должна быть преобразована в чистое электричество.

По словам дизайнера, генератор может справляться с ветром со скоростью ничтожные 4 м / с, так как это дает колоссальные 50 оборотов в минуту в эффективных роторах. Общая выходная мощность установки может быть обозначена как 3 кВт. Но проблема связана с фактором безопасности, особенно когда высокоскоростные вращающиеся лопасти размещаются в домашних условиях. Следовательно, дизайнер также ловко подумал о горизонтально расположенных колесиках безопасности, которые могут предупреждать пользователей своим заметным вращением. Кроме того, их перфорация снижает общее поперечное сопротивление, тем самым подчеркивая общую легкость механизма.

2. Quietrevolution: Ветряк с вертикальной осью

В этом заключается настоящая эстетика ветряных турбин. Эта элегантная ветряная турбина с вертикальной осью, спроектированная с S-образными лопастями, несомненно, станет решением как для индустрии туризма, так и для ветроэнергетики и защитников окружающей среды. Удивительный дизайн этой ветряной турбины, названной «Тихая революция», не заставит представителей индустрии туризма беспокоиться о том, что красота природы испортилась, а только усилит ее.

Спасибо XCO2 за проектирование и разработку этой уникальной и инновационной ветряной турбины.XCO2 — это признанная консалтинговая и инжиниринговая фирма в области низкоуглеродной энергетики. Эти турбины также технологически сложны, так как практически бесшумны и не подвержены 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 движущуюся часть. Следовательно, он обеспечивает максимальную надежность при минимальных требованиях к техническому обслуживанию.

3. Ветряк с вертикальной осью, который служит дымоходом

Wind Energy легко использовать и преобразовывать в полезную энергию для вашего дома.Пару дней назад мы рассказали вам, как сделать ветряную турбину с вертикальной осью, потратив всего 300 долларов в кармане.

Вот ветряная турбина с вертикальной осью, которая также служит дымоходом. Мы по-прежнему не думаем, что это способ стать зеленым, как будто вы все еще сжигаете столько дров в помещении, вы не защищаете окружающую среду, а душите деревья вокруг своего так называемого «зеленого дома».

4. Концепция ветряной турбины с вертикальной осью

Помимо того, что энергия ветра более надежна, чем солнечная энергия, она всегда была второстепенным выбором для всех экологичных домовладельцев.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 вращения разработана для городских условий с ветреной погодой.

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 турбинами с горизонтальной осью.Конструкторы также утверждают, что турбины нечувствительны к направлению и силе ветра.

Заключительные слова

Думаете о создании недорогого и простого в установке ветроэнергетического устройства, которое обеспечило бы безопасный и привлекательный способ 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 создать свой собственный ветряк с вертикальной осью или VAWT, который стоит на земле и может принимать ветер с любого направления, устройство, которое потенциально может испытывать сильный ветер, превышающий 25 миль в час.

Вертикально-осевые ветряные машины имеют лопасти, идущие сверху вниз и выглядящие как гигантские двухлопастные взбиватели для яиц. Преимущества такого расположения заключаются в том, что генераторы и редукторы можно размещать близко к земле, и вам не нужно беспокоиться о направлении ветра. Его легче обслуживать, потому что большинство их движущихся частей расположены у земли, и при его работе не происходит выбросов или загрязнения окружающей среды. Для тех, кто живет в районах с сильными ветрами и хочет сократить свои счета за электричество, этот вариант может быть высокоэффективным и, кроме того, привлекательным источником энергии.

Создайте собственную ветряную турбину с вертикальной осью

Ветровая турбина Савониуса

Эти планы касаются строительства ветряной турбины с вертикальной осью , смоделированной по проекту финского инженера С. Дж. Савониуса в 1922 году. Его идея заключалась в установке двух половин. -цилиндры на вертикальном валу.

Создайте свою ветряную турбину

Ее было просто построить, и она могла принимать ветер с любого направления .Однако он был на менее эффективным, чем более распространенная турбина с горизонтальной осью .

Причина разницы кроется в аэродинамике. У турбин с горизонтальной осью есть лопасти, которые создают подъемную силу для вращения ротора, тогда как конструкция с вертикальной осью, которую мы здесь используем, работает на основе сопротивления — одна сторона создает большее сопротивление движущемуся воздуху, чем другая, вызывая вращение вала.

Генератор с постоянным магнитом

Маленькая домашняя ветряная турбина с вертикальной осью

Эта модель ветряной турбины вырабатывает электричество с помощью простого генератора , который вырабатывает импульсы тока или переменного тока.Это достигается за счет пропускания сильных магнитов через катушки тонкой проволоки. Каждый раз, когда магнит проходит над катушкой, катушка получает электричество.

При 4 катушках, соединенных последовательно , в результате получается четырехкратное увеличение на напряжения .

Это самый простой и, возможно, наиболее эффективный способ производства электроэнергии, и тот же самый основной принцип используется почти во всех ветряных турбинах, даже в крупных коммерческих.

Электроэнергия от ветряной турбины зависит от скорости ветра , поэтому для практического использования ее необходимо хранить в батареях или преобразовывать в форму, обеспечивающую стабильное постоянное напряжение.Обычно электричество от ветряных турбин преобразуется из переменного тока в постоянный, который можно использовать для зарядки аккумуляторов.

В Интернете можно найти планы простых электронных устройств, называемых мостовыми выпрямителями. Мостовые выпрямители состоят всего из 4 диодов и могут быть изготовлены всего за несколько долларов.