Как сделать ветрогенератор своими руками для частного дома? | Альтернатива24

Ветрогенератор своими руками

В сфере альтернативной энергетики особое место занимает тема изготовления ветрогенератора для дома своими руками. Этому есть несколько причин. Во-первых, самодельный ветряк обходится заметно дешевле, чем солнечная электростанция такой же мощности. Во-вторых, в отличие от солнечной, энергия ветра может работать на вас и ночью, и в пасмурную погоду, и в снегопад. В-третьих, для установки ветряка не нужно много места.

Возможно ли сделать ветряк своими руками?

На этот вопрос получить наглядный ответ очень просто. Достаточно всего нескольких минут времени, чтобы своими глазами увидеть в Сети сотни, или даже тысячи, вполне работоспособных ветрогенераторов, сконструированных умельцами буквально из подручных материалов. Большинство из них успешно преобразовывают энергию ветра в электрическую, которая используется для самых разных бытовых нужд.

Эффективность, мощность, надежность и сложность реализованных конструкций – это уже другой вопрос. Далеко не все изготовленные своими руками ветрогенераторы вырабатывают достаточно электричества, чтобы покрыть все бытовые нужды. Некоторые из них слишком маломощные. Другие – не очень надежные. Попадаются и слишком мудреные, которые своими руками с наскоку сможет сделать далеко не каждый.

Сделать самому или купить?

В качестве альтернативы, дабы не делать ветрогенератор для частного дома своими руками, его можно купить в готовом к эксплуатации виде. Однако здесь есть одно препятствие, которое многих и останавливает на пути к получению «бесплатной» энергии. Это, конечно же, цена готовых предложений.

Так, в среднем, добротного качества ветрогенератор с потенциальной мощностью около 500 Вт стоит порядка 1000 долларов. И в комплекте будет только ветряк с флюгером и генератором на борту. Остальные же компоненты полноценной электростанции (полный перечень описан ниже), функционирующей за счет энергии ветра, производитель за такие деньги вам не продаст.

Если изготовить домашний ветрогенератор своими руками, то обойдется он не на порядок, а в разы дешевле. Да, он будет не такой красивый, как заводской. Да, возможно, не удастся достичь такого же КПД. Но главной цели – преобразование энергии ветра в электроэнергию для бытовых нужд – достичь с его помощью можно легко.

Более того, самодельный ветрогенератор имеет в разы больше шансов сполна окупиться уже в ближайшее время эксплуатации. Тогда как покупной заводской вариант, как правило, быстрее изнашивается, чем успевает вернуть в кошелек потраченные доллары за счет «халявного» электричества.

Устройство простейшей домашней ветряной электростанции

Перед тем, как сделать ветрогенератор своими руками, следует понимать, что для полноценного использования энергии ветра в своих целях одного этого устройства недостаточно. Ключевой в данном вопросе является проблема, связанная с непостоянством и нестабильностью ветра. Сейчас он дует, что называется, со всей силы, через час – притих, еще позже – установился абсолютный штиль. По этой причине генератор будет вырабатывать, соответственно, чрезмерно высокое напряжение, потом заниженное, а при затишье – вообще ничего генерировать не будет.

А теперь представьте, как будет работать, например, телевизор, если его напрямую подключить к такому ветряку. Он либо сгорит от перенапряжения, либо не будет работать из-за его недостатка. Именно поэтому, для работы полноценной ветряной электростанции, пусть даже и в упрощенных домашних условиях, понадобятся четыре базовых компонента:

1. Ветряк – состоит из лопастей, флюгера и генератора, вырабатывает электроэнергию с постоянно меняющимися параметрами.

2. Аккумулятор – нужен для накопления выработанного электричества, когда ветряк генерирует его в избытке, и для питания потребителей.

3. Контроллер – «выравнивает» поступающее с ветряка напряжение, управляет процессами заряда и разряда АКБ.

4. Инвертор – преобразует 12 вольт аккумулятора в необходимые для бытовых приборов 220 вольт.

В таком исполнении система будет работать по следующему принципу. Когда есть ветер, ветряк преобразует его энергию в электрическую, она стабилизируется контроллером и накапливается в АКБ. Когда включаются потребители (освещение, телевизор, холодильник) аккумулятор отдает накопленную энергию, которая за счет инвертора приобретает нужные параметры, и поступает на их питание.

В некоторых системах последний компонент не используется. Без инвертора вполне реально обойтись, если подключать к аккумулятору 12-вольтовые приборы. Сегодня есть практически все бытовые приборы – от освещения до холодильников – работающие от 12 вольт.

Конфигурация ветряка

Хотя бы вкратце стоит затронуть тему конфигурации самодельного ветряка. Здесь есть два основных конкурента:

1. Горизонтальный ветряк.

2. Вертикальный ветряк.

Горизонтальный ветряк – состоит из расположенной горизонтально оси, на которой устанавливаются лопасти, генератор и флюгер. Такая конфигурация имеет ряд преимуществ. Особенно это касается эффективности и мощности. По этим параметрам горизонтальный ветряк значительно превосходит вертикальные.

Вертикальный ветряк – состоит из вертикальной оси, на которой смонтирована турбина и генератор. По сравнению с классикой вертикальный ветрогенератор своими руками изготовить на порядок проще. Во-первых, ему не нужен флюгер, так как турбина будет вращаться независимо от направления ветра. Во-вторых, не нужен токосъемник, поскольку генератор всегда находится в одном и том же положении. Лопастные же ветряки постоянно вращаются вокруг своей оси из-за переменчивого направления ветра, что делает невозможным передачу выработанной электроэнергии через обычные провода.

Виды генераторов

Генератор – это основной узел любого ветряка. Он, собственно, и преобразует энергию ветра в электрическую. Видов этого устройства бывает несколько. Рассмотрим только основные различия и особенности.

В первую очередь, генераторы могут выдавать постоянный ток, и переменный. Постоянный ток выгоден тем, что его не надо выпрямлять перед подачей на аккумулятор. Переменный же ток придется не только стабилизировать, но и преобразовывать в постоянный. Какой вариант лучше выбрать? Очень просто. Генераторы постоянного тока упрощают использование выработанного электричества, а модели переменного тока – на порядок эффективнее.

Далее генераторы различаются по выдаваемому напряжению. От этого параметра зависит конфигурация оборудования, которое будет стабилизировать подаваемое на АКБ напряжение.

Следующий важный параметр – мощность. Чем мощнее генератор, тем больше потребителей он сможет обеспечить энергией. Одновременно с мощностью генератора увеличиваются размеры ветряка, в частности, его лопастей.

Какие нужны комплектующие?

Для изготовления простейшего ветрогенератора своими руками в домашних условиях достаточно будет следующих комплектующих:

1. Канализационная труба диаметром 150-200 мм для изготовления лопастей.

2. Генератор – проще всего взять готовый автомобильный с регулятором-выпрямителем и реле, что позволит напрямую заряжать с его помощью обычный 12-вольтовый аккумулятор (или несколько сразу, соединенных параллельно).

3. Токосъемник – можно купить готовый или изготовить самостоятельно.

4. Флюгер – нужен для ориентации лопастей по ветру.

5. Мачта – используется для подъема ветряка на необходимую высоту.

6. Основание – к нему крепится мачта.

Рассмотрим основные этапы сборки ветрогенератора своими руками из перечисленных комплектующих.

Сборка

Самостоятельную сборку лучше всего начинать с расчетов. Здесь проще всего отталкиваться от имеющегося генератора, точнее, от его мощности. В зависимости от этого высчитываются размеры лопастей. Все эти расчеты несложно провести в специальных программах, либо определить требуемые размеры по таблицам.

Лопасти

Простейшие лопасти для самодельного ветряка можно изготовить из канализационной трубы диаметром 150-200 мм. Рекомендуется для этих целей приобретать трубу оранжевого цвета. Такие изделия изготовлены из более прочного пластика, нежели бытовые серые.

Для домашнего ветрогенератора достаточно будет всего три лопасти. Как правило, все они изготавливаются из одной вышеописанной трубы. Для этого труба разрезается вдоль на три равных сегмента. После этого каждой заготовке по шаблону придается форма лопасти. На этом этапе важно зашлифовать (лучше – скруглить) все кромки лопастей, что положительно скажется на аэродинамических характеристиках, а также на прочности узла.

Готовые лопасти крепятся на ступице. Простейший ее вариант можно изготовить из куска фанеры толщиной около 10 мм. На такой ступице все лопасти следует закрепить при помощи болтов. Чтобы соединения не раскрутились от вибраций, используются специальные шайбы-гроверы.

Флюгер

Основная роль флюгера заключается в ориентации лопастей в зависимости от направления ветра. Одновременно эта часть ветряка является несущей. Помимо направляющей пластины на флюгере крепится генератор и лопастной узел.

Для изготовления флюгера маломощного ветрогенератора можно использовать древесину. Для больших ветряков лучше применить алюминиевые трубки, уголки или профили. Они прочнее и легче древесины. Вполне подойдет и стальной прокат.

На флюгере также крепится токосъемный механизм, через который независимо от вращения ветряка вокруг своей оси будет передаваться выработанная генератором электроэнергия.

Основание и мачта

Мачта служит для установки ветряка на необходимой высоте. Как правило, для бытовых нужд вполне достаточно поднять ветрогенератор на высоту около 5 метров. Для изготовления мачты понадобится прочная стальная труба диаметром, как минимум 40 мм. При высоте больше 5 метров следует также позаботиться о дополнительном креплении мачты. Как правило, для этого используются либо растяжки, либо точки крепления к фронтону постройки.

Основание служит для установки мачты с ветряком. Может быть стационарным и шарнирным. Последний вариант выгоден тем, что позволяет в любой момент без особых усилий «уложить» ветряк на землю. Такая возможность особенно пригождается в период бури, либо во время сервисного обслуживания и ремонта ветряка.

Этапы установки ветрогенератора

Монтаж ветрогенератора своими руками, как правило, выполняется в следующей последовательности:

1. Определите наилучшее месторасположение для ветрогенератора.

2. Закрепите на флюгере генератор и токосъемник.

3. Установите и закрепите на оси генератора лопастной узел.

4. Закрепите ветряк на мачте.

5. Подсоедините кабель к токосъемнику и закрепите его на мачте.

6. Установите мачту на основании.

7. Закрепите ветрогенератор при помощи растяжек или дополнительных точек опоры.

После установки ветрогенератора можно приступать к его подключению к системе, устройство которой описано выше.

Советы и рекомендации

При изготовлении и установке ветрогенератора своими руками рекомендуется учесть следующие моменты:

· Не устанавливайте ветряк в оврагах и впадинах.

· Генератор и токосъемный узел обязательно защитите от попадания влаги.

· Не используйте ветрогенератор во время штормовой погоды.

· Для временной остановки ветряка можно использовать шарнирное основание, механизм автоматического складывания флюгера, либо же блокировку генератора нагрузкой (последнее используется в заводских изделиях).

· Не подключайте самодельный ветрогенератор к потребителям напрямую.

· Регулярно проводите технический осмотр механической и электрической частей ветрогенератора.

· Если ветряк устанавливается возле постройки, то его следует поднять на высоту не менее трех метров от вершины крыши.

· Не рекомендуется жестко крепить ветрогенератор к конструкциям жилого дома, так как шум и вибрация может создавать определенный дискомфорт.

· По возможности используйте для накопления сгенерированной ветряком электроэнергии больше аккумуляторов.

· По максимуму используйте накопленную энергию без преобразований, чтобы уменьшить потери на инверторе.

Как видно из вышеописанного, простейший ветряк для дома своими руками изготовить не так уж и сложно. Однако даже маломощная ветряная электростанция позволит заметно уменьшить счета за электроэнергию, либо выйти из ситуации, когда участок вообще нет возможности запитать от общей сети.

Источник: https://eco-energetics.com/vetroenergetica/

Полезные видео

Ветрогенератор для дома своими руками смастерил тернопольский пенсионер

Несколько лет назад житель Тернополя Ярослав Бендас стал известным на всю Украину благодаря своей мини-электростанции. Однако мало кто знает о ее уникальности и значительном отличии от существующих аналогов. 73-летний изобретатель и сейчас пребывает в поиске рациональных идей, которые сразу же реализует. Одна из последних его работ — фонтан в форме Эйфелевой башни с подачей воды в циклическом замкнутом круге.

Даже при слабом ветре — два-три метра в секунду — домашняя ветроэлектростанция Ярослава Бендаса способна производить энергию. «Чтобы при ураганных ветрах ничего не перегорело, оснастил ветряк специальными тормозами, которые замедляют вращение лопастей до допустимого уровня», — рассказывает пенсионер.

Благодаря четырем специальным подставкам установка не деформирует крышу и не создает никаких вибраций, отмечает разработчик. В свое время на строительство самодельной ВЭС тернопольский рационализатор потратил около 300 долларов.

С тех пор семья изобретателя экономит значительные средства: использование газа в зимние месяцы уменьшилось наполовину — с 400 до 200 кубометров.

О своих интересных изобретениях украинский умелец рассказал изданию «Тернополь вечерний«:

— Ярослав Николаевич, в чем основа вашей любви к электронике и вообще к технике. Вы специалист в этом деле или просто любитель?

— Это дело моей жизни. В свое время закончил общетехнический факультет Тернопольского пединститута. Долгое время работал на одном из крупнейших промышленных гигантов нашего края — ВО «Ватра». Последние 16 лет перед выходом на пенсию с этого предприятия продолжал трудовую деятельность в межшкольном учебно-производственном комбинате. Там преподавал детям теорию и практику по электротехнике. Сейчас уже и такого учебно-производственного учреждения нет, а тогда оно играл важную роль в профориентации учащихся. Выйдя на пенсию, занимаюсь любимым делом.

— Вы не только в Тернополе, но и на всю Украину известны своей мини-электростанцией. А до этого мастерили интересные вещи?

— До создания этой установки я придумал много разных приборов, которые были полезными в быту. В свое время занимался аквариумами, электрооборудованием для них, сделал автоматически раздвижные шторы и различные приспособления в собственном доме.

— А как вам пришла идея создать домашнюю мини-электростанцию. Это было потребностью в энергосбережении или предметом рационализаторской мысли?

— В свое время один приятель подарил мне генератор от передвижной киноустановки. Десять лет назад, когда я достраивал свой дом на улице Ломоносова, задумал использовать этот механизм с пользой. Для этого соорудил прочную плоскую крышу, на которой впоследствии установил почти полутонную конструкцию — большой ветряк на трехметровой мачте, оснащенный 8 лопастями с размахом крыльев 2 м 80 см.

Читайте также: Ветрогенератор для дома: особенности, которые нужно обязательно знать владельцу частной электростанции

— Сначала ветряк крутился в горизонтальном положении. Что заставило вас кардинально перестроить ветровую электроустановку?

Действительно, сначала так и было. Я хотел, чтобы электроустановка работала независимо от направления ветра. В таком положении, откуда бы ни дул ветер, лопасти все равно крутятся, но меня не устраивало небольшое количество оборотов и слабая мощность. А чтобы переоборудовать с горизонтального на вертикальное положение, надо было полностью переделать всю конструкцию. Но, как сделать, чтобы установка одновременно поворачивалась к ветру и крутилась? Для этого я приспособил задний мост от «Жигулей». Заглушив одну из полуосей, установил на ее место хвост. А вторую полуось применил для ветряка. Поэтому вертикальная ось идет к тонвалу, который начинает крутить, а передача идет к генератору.

Ваша ветровая электроустановка отличается от тех, что есть в серийном производстве в западных странах?

— Для ветровых установок необходим тихоходный генератор, который имеет небольшое количество оборотов, а у меня он — от кинопередвижки. Если его использовать для освещения, то необходимы аккумуляторы и преобразователи энергии. Для этого надо было затратить немалые средства. Я пошел другим путем. Использовал то, что генератор в зависимости от силы ветра производит электрический ток определенного напряжения. Поставил тэны в обогревательный котел, параллельно использую для отопления дома природный газ и энергию с электроустановки. Если генератор работает, тэны соответственно производят напряжение, температура воды поднимается, и подача газа автоматически выключается. Я только устанавливаю необходимую температуру. Когда пользовался исключительно газом для отопления своего дома, то при сильных морозах использовал почти по 400 кубометров голубого топлива в месяц, а теперь использование газа уменьшилось наполовину. Для семейного бюджета это существенная экономия.

Ярослав Николаевич, то есть вы уже десять лет размышляете над проблемой энергосбережения для отопительных устройств?

— Тогда эта тема не была столь актуальной, но уже намечалось подорожание энергоносителей. И надо было думать, как решить эту проблему в отдельно взятом доме. И выгода от мини-электростанции очевидна. За рубежом, особенно в прибрежных зонах Франции, Нидерландов, Германии, Испании, Португалии — довольно много ветряных мельниц. Поставят их 50 или 100 и работают они как единая энергосистема. Почему наша промышленность не выпускает такие генераторы? Их можно эффективно использовать на дачных участках, в частных домах в городе или в деревне, на различных туристических объектах.

— Сделав уникальную ветровую электроустановку, вы не остановились в поисках рационализаторских идей. Недавно вы смастерили фонтан в виде Эйфелевой башни. Расскажите, пожалуйста, о своем очередном творении?

— Я не могу сидеть без дела. В прошлом году идею создать небольшой фонтан у дома мне подкинула дочь, но потом сама же отказалась от замысла. Мол, для функционирования фонтана необходимо задействовать водопровод, а это большие финансовые затраты. Я решил эту проблему другим способом. Заливаю два ведра воды, которая циркулирует в системе. Когда она частично испаряется, доливаю необходимое количество воды.

— Какой принцип у этой циркуляции?

— Я сделал диафрагменный насос, который под давлением качает воду, забирая ее из бачка и подавая наружу. Подачу через редуктор осуществляет низкоэнергозатратный электрический моторчик. Вода снова стекает в бачок и дальше идет по кругу. Эта конструкция хоть и уже работает более месяца, еще не завершена.

— Что-то планируете в ней доработать?

— Сейчас под водяным напором движется мяч. Хочу, чтобы там крутилось колесо или двигалась какая-то фигурка. Планирую также облагородить это место насаждениями и декоративной травой. Люди, которые проходят мимо моего дома, заглядываются на фонтан. А я хочу, чтобы он радовал их глаз.

— Ярослав Николаевич, ваши родные утверждают, что у вас ненужных вещей не бывает?

— Дочка часто упрекает, зачем мне столько барахла? А я считаю, что рано или поздно из него что-то сделаю полезное. Многие вещи люди просто выбрасывают, не зная, что их еще можно с пользой применить. У меня была незадействованная ванна, которую, наполнив водой, установил на крыше. Подсоединил к водоснабжению и в теплое время есть бесплатный душ. Видеоголовка от старой камеры и различные электронные устройства применил в системе видеонаблюдения за собственным подворьем. Старое электронное оборудование использую как для создания различного напряжения и пайки, так и управления антеннами для телевидения. Каждую вещь можно где-то приспособить и она принесет пользу.

Читайте также: 80-летний украинский инженер сконструировал ветряк по собственному проекту

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Вертикальный ветрогенератор своими руками — пошаговые инструкции по сборке

Зачастую у владельцев частных домов возникает идея о реализации системы резервного электропитания. Наиболее простой и доступный способ — это, естественно, бензиновый или дизельный генератор, однако многие люди обращают свой взгляд на более сложные способы преобразования так называемой даровой энергии (солнечного излучения, энергии текущей воды или ветра) в электричество.

Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Если с использованием течения воды (мини-ГЭС) все понятно — это доступно только в непосредственной близости от достаточно быстротекущей реки, то солнечный свет или ветер можно использовать практически везде. Оба этих метода будут иметь и общий минус — если водяная турбина может работать круглосуточно, то солнечная батарея или ветрогенератор эффективны только некоторое время, что делает необходимым включение аккумуляторов в структуру домашней электросети.

Поскольку условия в России (малая длительность светового дня большую часть года, частые осадки) делают применение солнечных батарей неэффективным при их современных стоимости и КПД, наиболее выгодным становится конструирование ветрового генератора. Рассмотрим его принцип действия и возможные варианты конструкции.

Так как ни одно самодельное устройство не похоже на другое, эта
статья — не пошаговая инструкция, а описание базовых основ конструирования ветрогенератора.

Общий принцип работы

Основным рабочим органом ветрогенератора являются лопасти, которые и вращает ветер. В зависимости от расположения оси вращения ветрогенераторы делятся на горизонтальные и вертикальные:

• Горизонтальные ветрогенераторы наиболее широко распространены. Их лопасти имеют конструкцию, аналогичную пропеллеру самолета: в первом приближении это — наклонные относительно плоскости вращения пластины, которые преобразуют часть нагрузки от давления ветра во вращение. Важной особенностью горизонтального ветрогенератора является необходимость обеспечения поворота лопастного узла сообразно направлению ветра, так как максимальная эффективность обеспечивается при перпендикулярности направления ветра к плоскости вращения.
• Лопасти вертикального ветрогенератора имеют выпукло-вогнутую форму. Так как обтекаемость выпуклой стороны больше, чем вогнутой, такой ветрогенератор вращается всегда в одном направлении независимо от направления ветра, что делает ненужным поворотный механизм в отличие от горизонтальных ветряков. Вместе с тем, за счет того, что в любой момент времени полезную работу выполняет только часть лопастей, а остальные только противодействуют вращению, КПД вертикального ветряка значительно ниже, чем горизонтального: если для трехлопастного горизонтального ветрогенератора этот показатель доходит до 45%, то у вертикального не превысит 25%.

Поскольку средняя скорость ветров в России невелика, даже большой ветряк большую часть времени будет вращаться достаточно медленно. Для обеспечения достаточной мощности электропитания от должен соединяться с генератором через повышающий редуктор, ременной или шестеренчатый. В горизонтальном ветряке блок лопасти-редуктор-генератор устанавливается на поворотной головке, которая дает им возможность следовать за направлением ветра. Важно учесть, что поворотная головка должна иметь ограничитель, не дающий ей сделать полный оборот, так как иначе проводка от генератора будет оборвана (вариант с использованием контактных шайб, позволяющих головке свободно вращаться, более сложен). Для обеспечения поворота ветрогенератор дополняется направленным вдоль оси вращения рабочим флюгером.

Наиболее распространенный материал для лопастей — это ПВХ-трубы большого диаметра, разрезаемые вдоль. По краю к ним приклепываются металлические пластины, приваренные к ступице лопастного узла. Чертежи такого рода лопастей наиболее широко распространены в Интернете.

На видео рассказывается про ветрогенератор, изготовленный своими руками

Своими руками

Приобретение готового ветрогенератора не по карману большинству пользователей. Кроме того, стремление мастерить разные механизмы и приспособления неискоренимы в народе, а если появляется еще и насущная необходимость — решение вопроса однозначно. Рассмотрим, как сделать ветрогенератор своими руками.

Простейший ветрогенератор для освещения дачи

Самые простые конструкции используются для освещения участка или питания насоса, подающего воду. В процессе участвуют, как правило приборы потребления, не боящиеся скачков напряжения. Ветряк вращает генератор, напрямую подключенный к потребителям, без промежуточного комплекта, стабилизирующего напряжение.

Ветряк своими руками из автомобильного генератора

Генератор от автомобиля является оптимальным вариантом при создании самодельного ветряка. Он нуждается в минимальной реконструкции, в основном — перемотке катушки более тонким проводом с большим числом витков. Модификация минимальна, а полученный эффект позволяет использовать ветряк для обеспечения дома. Понадобится достаточно скоростной и мощный ротор, способный вращать устройства с большим сопротивлением.

Ветрогенератор из стиральной машины

Электродвигатель от стиральной машины часто используют для создания генератора. Оптимальным вариантом является установка на ротор сильных неодимовых магнитов, обеспечивающих возбуждение обмоток. Для этого необходимо просверлить в роторе углубления, диаметром равные размеру магнитов.

Затем они устанавливаются в гнезда с чередованием полярности и заливаются эпоксидкой. Готовый генератор устанавливается на вращающуюся вокруг вертикальной оси площадку, на вал насаживается крыльчатка с обтекателем. Сзади к площадке крепится хвостовой стабилизатор, обеспечивающий наведение устройства.

Расчет лопастного ветрогенератора

Так как мы уже выяснили, что горизонтальный ветрогенератор значительно эффективнее, рассмотрим расчет именно его конструкции.

Энергия ветра может быть определена по формуле P=0.6*S*V³, где S — это площадь круга, описываемого концами лопастей винта (площадь ометания), выраженная в квадратных метрах, а V — расчетная скорость ветра в метрах в секунду. Также нужно учитывать КПД самого ветряка, который для трехлопастной горизонтальной схемы составит в среднем 40%, а также КПД генераторной установки, составляющий на пике токоскоростной характеристики 80% для генератора с возбуждением от постоянных магнитов и 60% — для генератора с обмоткой возбуждения. Еще в среднем 20% мощности израсходует повышающий редуктор (мультипликатор). Таким образом, окончательный расчет радиуса ветряка (то есть длины его лопасти) для заданной мощности генератора на постоянных магнитах выглядит так: R=√(P/(0.483*V³))

Пример: Примем требуемую мощность ветроэлектростанции в 500 Вт, а среднюю скорость ветра — в 2 м/с. Тогда по нашей формуле нам придется использовать лопасти длиной не менее 11 метров. Как видите, даже такая небольшая мощность потребует создания ветрогенератора колоссальных габаритов. Для более-менее рациональных в условиях изготовления своими руками конструкций с длиной лопасти не более полутора метров ветрогенератор сможет выдавать всего лишь 80-90 ватт мощности даже на сильном ветру.

Недостаточно мощности? На самом деле все несколько иначе, так как на самом деле нагрузку ветрогенератора питают аккумуляторы, ветряк же только заряжает их в меру своих возможностей. Следовательно, мощность ветроустановки определяет периодичность, с которой она сможет осуществлять подачу энергии.

Выбор генератора

Наиболее логичным вариантом генераторной установки для самодельного ветряка кажется автомобильный генератор. Такое решение позволяет легко скомпоновать установку, так как генератор уже имеет и крепежные точки, и шкив для ременного мультипликатора. Купить и сам генератор, и запчасти к нему нетрудно. Кроме того, встроенное реле-регулятор позволяет непосредственно подключить его к 12-вольтовой аккумуляторной батарее, а к ней, в свою очередь — инвертор для преобразования постоянного тока в переменный напряжением 220В.

Но, как уже было сказано выше, КПД генераторов с обмоткой возбуждения достаточно низок, что весьма чувствительно для и без того маломощного ветряного генератора. Второй минус в том, что при разряженном аккумуляторе автомобильный генератор не сможет возбудиться.

В ряде самодельных конструкций можно встретить тракторные генераторы Г-700 и Г-1000. Их КПД ничуть не больше, полезным отличием являются лишь намагниченность ротора, позволяющая возбудить генератор даже без аккумуляторной батареи, и низкая цена.

Некоторые авторы при постройке ветрогенераторов пользуются свойством обратимости коллекторных электродвигателей — принудительно вращая их ротор, с него можно снимать постоянный ток. Статор двигателей подобного типа состоит либо из постоянных магнитов, что более предпочтительно в наших целях, либо имеет обмотку. Для применения двигателя в режиме генератора она подключается к автомобильному реле-регулятору, чтобы обеспечить нужное напряжение. Рассмотрим подключение реле-регулятора на примере узла от ВАЗовской классики (оно удобно тем, что не объединено в один блок с щеточным узлом):

1. Одну из щеток двигателя соедините с корпусом — это будет отрицательный полюс генератора. Сюда же надежно подключите металлический корпус реле-регулятора и клемму «-» аккумулятора.
2. Клемму 67 реле соедините с одним из выводов статорной обмотки, второй временно с корпусом.
3. Клемму 15 соедините через выключатель с положительным полюсом аккумулятора (при этом на обмотку подастся ток возбуждения). Придайте ротору вращение в том же направлении, что будет обеспечивать винт ветроустановки, и подключите между свободной щеткой и корпусом вольтметр. Если на щетке обнаружится отрицательный потенциал, поменяйте местами соединения статора с реле-регулятором и массой.

Основной особенностью подключения генератора постоянного тока к аккумуляторной батарее является необходимость в разделении их полупроводниковым диодом, не дающим аккумулятору разряжаться на обмотку ротора при остановке генератора. В современных автомобильных генераторах эту функцию выполняет трехфазный диодный мост, и мы также можем его использовать, параллельно соединив его фазы для уменьшения падения напряжения на нем.

Наибольшую же мощность можно снять с генератора, ротор которого состоит из неодимовых магнитов. Распространены конструкции на основе автомобильной ступицы с тормозным диском, по краю которого закрепляются мощные магниты. На минимальном расстоянии от них располагается статор с однофазной или трехфазной обмоткой.

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.

Расчет мультипликатора

Генераторная установка имеет наклонную токоскоростную характеристику: с ростом оборотов ротора увеличивается максимальная отдаваемая им мощность. Следовательно, чтобы обеспечить наибольшую эффективность тихоходного ветрогенератора, нам понадобится мультипликатор с большим коэффициентом повышения.

Для самодельной конструкции наиболее оптимальное решение — это ременной мультипликатор: он прост в изготовлении и требует минимума станочных работ. Коэффициент повышения оборотов у него будет равен отношению диаметра ведущего шкива, связанного с осью винта, к диаметру ведомого шкива генератора. При необходимости передаточное число будет легко скорректировать заменой одного из шкивов.

При проектировании мультипликатора нужно учитывать как средние обороты лопастного узла, так и токоскоростную характеристику генератора. Если мы используем серийный автомобильный генератор, то ее без труда можно найти в Интернете, с самодельными же конструкциями, скорее всего, придется идти методом проб и ошибок.

Для примера возьмем распространенный тракторный генератор, о котором уже писали выше.

Взяв расчетную мощность нашей ветроустановки в 90 ватт, найдем точку на графике, соответствующую выходу генератора на эту мощность. При номинальном напряжении 14 В нам потребуется токоотдача не менее 6,5 А — согласно графику, это произойдет при оборотах чуть выше 1000 об/мин. Пусть винт нашей конструкции вращается ветром со скоростью 60 об/мин (ветер средней силы). Значит, нам потребуется как минимум двадцатикратное соотношение диаметров шкивов — для 70-миллиметрового шкива генератора шкив ветряка должен будет иметь диаметр почти полтора метра, что неприемлемо. Это недвусмысленно намекает, насколько мала эффективность ветрогенераторов такого типа — без сложного многоступенчатого редуктора, который сам по себе приведет к большим потерям мощности, вывести автомобильный генератор на рабочий режим практически невозможно.

Преимущества и недостатки роторного ветрогенератора

Когда ветрогенератор сделать как надо, он будет функционировать без каких-либо ошибок. С аккумулятором на 75А и с хорошим инвертером на 1000 W, ветряк без проблем будет обеспечивать светом улицу, площадку дома, питать защитную сигнализацию, видеонаблюдение и т. д.

Ветрогенераторы такого типа имеют следующие преимущества:

• простота монтажа;
• небольшая себестоимость;
• экономичность;
• податливость к ремонту;
• не привередлив к условиям функционирования;
• надежность и бесшумность работы.

Минусов ветрогенератора несколько:

• небольшая производительность ветрогенератора;
• полная зависимость ветряка от ветра;
• лопасти может сорвать воздушный поток.

Подготовка материалов для ветрогенератора

Первым делом нужно собрать все расходники и детали для ветряка. Сделанный вами ветрогенератор будет выдавать мощность не более 1,5 КВт. Чтобы сделать агрегат вам нужно иметь:

• Автомобильный генератор на 12 В.
• Гелиевый или кислотный аккумулятор на 12 В.
• Специальный преобразователь с 12 В на 220 В и с 700 Вт на 1500 Вт.
• Большую емкость из нержавейки или алюминия: ведро или кастрюля.
• Простой вольтметр.
• Болты, шайбы и гайки.
• Реле зарядки аккумулятора от автомобиля и контрольной лампочки заряда.
• Провода с разным сечением (2,5 мм2 и 4 мм2).
• Хомуты, фиксирующие ветрогенератор.
• Выключатель «кнопка» полугерметичный, на 12 В.

Кроме того, запаситесь такими инструментами:

• болгаркой или ножницами по металлу;
• рулеткой;
• строительным карандашом или маркером;
• отверткой, дрелью, кусачками и сверлом.

Конструкторские работы ветрогенератора

Работа заключается в изготовлении ротора и переделывания шкива генератора. Этапы следующие:

Обратите внимание! Работая ножницами по металлу, необходимо вырезать под них отверстие. Если же ведро сделано не из покрашенной жести или оцинковки, то можно использовать болгарку.

Для подсоединения аккумулятора возьмите провода, сечение которых 4 мм2. Рекомендуемый размер – не больше 1 м. А благодаря проводам с 2,5 мм2 подключите свет и приборы. Не забудьте установить инвертер (преобразователь). Подключите прибор в сеть к контактам №7 и №8, показанным на схеме ниже. Пользуйтесь проводами 4 мм2.

Вот и все, теперь ваш ветрогенератор готов к работе. Не может не радовать то, что он сделанный своими руками.

Мачта

Мачта, на которой крепится ветрогенератор — это один из самых важных его узлов.
Она не только обеспечивает безопасность эксплуатации ветряка (нижняя точка круга, описываемого лопастями, должна быть не ближе 2 метров к земле), но и позволяет ему максимально эффективно использовать энергию ветра, поток которого вблизи от земли становится более турбулентным.

Большая высота приводит к низкой жесткости мачты ветрогенератора и делает ее прочностной расчет достаточно сложным не только для мастера-любителя, но и для инженера. Можно перечислить лишь основные моменты:

• Размещайте мачту возможно дальше от дома и деревьев, затеняющих воздушный поток. Кроме того, при сильном ветре возможно падение ветрогенератора на здание либо его повреждение деревьями;
• Оптимальная конструкция мачты — это ажурная сварная ферма наподобие вышек электропередач, но в изготовлении она сложна и дорога. Простейший, но достаточно эффективный вариант — это несколько параллельных труб диаметром 80-100 мм, сваренных короткими швами между собой и забетонированных на глубину не менее метра в земле. Конструкцию из одной трубы крайне желательно усилить тросовыми растяжками, которые также крепятся к залитым в бетон опорам.
• Для упрощения обслуживания ветряка его мачту можно сделать переломной: в этом случае при ослаблении растяжки, идущей в направлении перелома, мачту можно будет наклонить к земле.

Рассказ об очень простом ветрогенераторе из домашнего вентилятора

Дополнительное электрооборудование

Как уже было сказано выше, неотъемлемой частью ветряной электростанции является аккумулятор, берущий на себя питание потребителей. при его выборе нужно помнить, что чем больше его емкость, тем дольше он сможет поддерживать напряжение в сети, но при этом и дольше будет заряжаться. Приблизительное время работы можно определить как то время, за которое исчерпается половина емкости аккумулятора (после этого падение напряжения станет уже ощутимым, кроме того, глубокий разряд снижает ресурс свинцово-кислотных батарей).

Пример: Так, аккумулятор емкостью 65 А*ч условно сможет отдавать в нагрузку 30-35 ампер-часов энергии. Много это или мало? Обычная лампа освещения мощностью 60 ватт потребует, с учетом наличия инвертора, преобразующего 12 В постоянного тока в 220 В переменного и имеющего собственный КПД в пределах 70%, тока в 7 ампер — это чуть больше четырех часов работы. Восстанавливать же растраченную энергию наш ветряк с условной мощностью 90 ватт даже в лучшем случае, при постоянном сильном ветре, будет не менее пяти часов. Как вы видите, при использовании ветрогенератора исключительно как автономного источника энергии электричество в вашем доме будет доступным лишь на несколько часов в день.

Вторым узлом системы электроснабжения становится инвертор. В нашем случае можно использовать как готовый автомобильный, так и извлеченный из источника бесперебойного питания. В любом случае важно не перегружать его потреблением тока, учитывая, что реальная эксплуатационная мощность его в 1,2-1,5 раза меньше указываемой максимальной мощности.

Как вы можете видеть, привлекательность использования даровой энергии упирается во многочисленные ограничения, и даже единственный эффективный в средней полосе России вариант — ветрогенератор — неспособен обеспечивать длительную автономность.

Но вместе с тем эта идея неплоха и как источник аварийного электропитания и, особенно, как конструкторская задача — удовольствие от создания своими руками ветрогенераторной установки может в разы превосходить ее мощность.

Ветрогенератор своими руками. Самодельный ветрогенератор для дома. Чертежи ветрогенератора.

В ветрогенераторах промышленного производства обычно используют винтовые пропеллерные двигатели. В отличие от роторных, они имеют весомое преимущество – более высокий КПД. Но винтовые двигатели значительно сложнее изготовить, поэтому если вы хотите сделать ветрогенератор своими руками, а попросту – самодельный ветрогенератор, рекомендуют применять именно роторные двигатели.

Рис. 1. Схема роторной ветроэлектроустановки:
1 — лопасти, 2 — крестовина, 3 —вал, 4 —подшипники с корпусами, 5 — соединительная муфта, 6 — силовая стойка (швеллер № 20), 7 — коробка передач, 8 — генератор, 9 — растяжки (4 шт.), 10 — ступени лестницы.

Важная деталь: ротор необходимо поднять достаточно высоко – на 3-4 метра над уровнем земли. Тогда ротор окажется в зоне свободного ветра, а зона завихрений от обтекаемых ветром строений останется ниже его. ВЭУ, высоко поднятая над землей к тому же будет выполнять функцию молниеотвода, а это для сельской местности немаловажно.

Рис. 2. Крепление лопастей ротора на крестовине:
1 — лопасти, 2 — крестовина, 3 — вал, 4 — болты крепления (М12—М14).

В конструкции, предложенной В. Самойловым, ротор имеет 4 лопасти, что обеспечивает ему более равномерное вращение. Ротор – важнейшая часть ветряка. Его форма и размеры лопастей играют особую роль – от них зависит мощность, а также скорость вращения вала ветрового двигателя. Чем больше будет общая поверхность лопастей, которые образуют ометаемую поверхность, тем меньшим будет число оборотов ротора.

Рис. 3. Двухъярусное роторное колесо:
1 — подшипник, 2 — корпус подшипника, 3 — дополнительное крепление вала четырьмя растяжками, 4 — вал.

Ротор вращается благодаря аэродинамической несимметричности. Поток ветра, набегающий поперек оси ротора, соскальзывает с округлой стороны лопасти и затем попадает на ее противоположный карман. Разность давлений на округлую и вогнутую поверхности создает тягу, которая, раскручивая ротор, приводит его в движение. Такой ротор имеет большой крутящий момент. Мощность ротора диаметром 1 м соответствует пропеллеру с тремя лопастями диаметром 2,5 м.
При резких колебаниях ветра роторные ветродвигатели обеспечивают более стабильную работу, чем винтовые. К тому же, роторы имеют тихий ход, работают при любом направлении ветра, но при этом могут развивать лишь от 200 до 500 об/мин. При сильных порывах ветра роторные ветроколеса в разнос не идут. Повышение количества оборотов асинхронного генератора не дает рост напряжения на выходе. Поэтому мы не рассматриваем автоматическое изменение угла лопастей ротора при разных скоростях ветра.
Существуют разные виды роторных ветрогенераторов на вертикальном валу. Вот некоторые из них:
1. Четырехлопастое роторное ветряное колесо тихоходное, имеет КПД до 15%.
2. Двухъярусное роторное колесо немного проще, и имеет более высокое КПД (до 19%), а также развивает большее по сравнению с четырехлопастным, число оборотов. Но, чтобы сохранить прочность и жесткость установки, целесообразно увеличивать диаметр вала.
3. Ротор Савониуса развивает меньшее количество оборотов по сравнению с двухлопастным. Коэффициент применения ветровой энергии не выше 12%. В основном используется для привода поршневых насосов.
4. Карусельное ветряное колесо — простейшая конструкция. Колесо развивает малые обороты, а также, имея низкую удельную мощность, обладает КПД — до 10%
Ниже рассмотрим самодельный ветрогенератор, разработанный на основе четырехлопастного ветроколеса.
Лопасти ротора можно сделать из железной бочки на 100, 200 или 500 литров. Бочку нужно разрезать шлифмашиной, а вот резать сваркой в этом случае недопустимо, т.к. металл покоробится от высокой температуры. Усилить борта вырезанной лопасти можно, приварив к ним прутья арматуры или катанки диаметром от 6 до 8 мм.
Лопасти первого ротора нужно прикрепить к 2 крестовинам 2 болтами М12…М14. Верхняя крестовина вырезается и листа стали толщиной 6…8 мм. Между бортами лопастей и валом ротора необходим зазор 150 мм. Нижняя крестовина должна быть более прочной, ведь на нее приходится общий вес лопастей. Чтобы ее изготовить, нужно взять швеллер длиной не меньше 1 м ( что будет зависеть от применяемой бочки), и с высотой стенки 50-60 мм

Строительная часть и главный вал.

В рассматриваемой ВЭУ рама из уголков для закрепления генератора приварена к стойке, изготовленной из швеллера. Нижний конец стойки соединен с угольником, забитым в землю. Вал 3 ротора целесообразней сделать из двух частей, тогда будет удобней растачивать его концы под подшипники. Подшипники в корпусах (буксах), соответствующих по размерам валу, закрепляются на стенке швеллера болтами. Части вала ротора сваривают между собой или соединяют на шпонке. Диаметр вала составляет 35—50 мм.
К одной из полок швеллера рассматриваемого ВЭУ приварены куски труб длиной 500 мм м диаметром 20 мм, выполняющие роль лестницы. Стойка погружена в землю не менее, чем на 1200 мм в глубину, а также для предотвращения качки и дополнительной устойчивости закреплена 4-мя растяжками. Для защиты от ржавчины ветровую энергоустановку можно покрасить алюминиевой пудрой, замешанной на основе олифы.

Рис. 4. Возможные схемы укрепления роторных ветроколес на вертикальном валу:
а, б — карусельные ветроколеса; в — ветроколесо Савониуса.

Рис. 5. Лопасть ветряка, изготовленная из 1/4 бочки и схема раскроя:
1 — отверстие крепления к крестовине, 2 — усиление борта, 3 — контур лопастей.

Электросхема.

Изготавливая своими руками ветрогенератор для дома, проще всего использовать электросистему автомобиля или трактора. Исходя из ее мощности, определяются эксплуатационные возможности ВЭУ. Поэтому необходимо применять электроузлы таких достаточно мощных автомашин, как автобус или трактор. Важно помнить, что использовать подобные узлы необходимо комплектно: аккумулятор, реле-генератор, генератор. Например, для генератора Г 250-Г 1 вполне подойдут реле-регулятор РР 362, а также аккумулятор 6 СТ 75.

Рис. 6. Схема электрооборудования ВЭУ, взятое от автомобильного генератора на 12 В:
1 — генератор, 2 — реле-регулятор, 3 — аккумулятор, 4 — амперметр, 5 — выключатель генератора от разряда аккумулятора в безветренную погоду, 6 — выключатель освещения, 7 — предохранитель, 8 — лампочки освещения.
В случае, если ветряк укомплектован автогенератором на 24 В, лучше использовать марку Г-228 с мощностью 1000 Вт. Подобные генераторы имеют более надежное реле напряжения, особенно в сравнении с интегральными регуляторами напряжения марки Я-120. Вместе с тем, постоянное напряжение 12 В, получаемое с автогенератора, не очень удобно для освещения, т.к. необходимо учитывать специфику цоколей автолампы и патронов. Хоть лампочки на 12 В бывают и с обычным цоколем Ц-27, их трудно найти в продаже.

Рис. 7. Схема электрооборудования ВЭУ от автомобильного генератора на 24 В:
1 — генератор Г-288, 2 — регулятор напряжения 11.3702, 3 — аккумуляторы 6СТ75, амперметр АП-170, 4 — амперметр, 5 — выключатель генератора от разряда аккумуляторов в безветренную погоду, 6 — выключатель освещения, 7 — предохранитель, 8 — лампочки освещения.
Чтобы перейти от постоянного тока к переменному, нужно изготовить преобразователь напряжения. При необходимости переменный ток без проблем можно превращать в постоянный, используя мостовой выпрямитель.

Преобразователь мощностью 100 Вт позволяет включать две лампочки накала или дневного света по 40 Вт на 220 В. Схема преобразователя довольно проста. Он не требует настройки, достаточно надежен в работе и имеет внушительный КПД (более 80%).
Вы можете ознакомиться с видео, на котором показан пример самодельного ветрогенератора. Так же, Вы можете воспользоваться специальным калькулятором для расчета ветрогенератора.

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.

Самодельный ветрогенератор своими руками, как сделать ветряк на 220В

Оплата электроэнергии на сегодняшний день занимает немалую долю в затратах на содержание жилища. В многоквартирных домах, единственный способ экономии — переход на энергосберегающие технологии, и оптимизация расходов по многотарифным схемам (ночной режим оплачивается по сниженным ценам). А при наличии приусадебного участка можно не только сэкономить на потреблении, но и организовать для частного дома самостоятельное энергообеспечение.

Это нормальная практика, которая зародилась в Европе и северной Америке, а последние пару десятилетий активно внедряется и в России. Однако оборудование для автономного энергоснабжения достаточно дорогое, окупаемость «в ноль» наступает не раннее, чем спустя 10 лет. В некоторых государствах, можно возвращать энергию в общественные сети по фиксированным тарифам, это сокращает время окупаемости. В Российской Федерации для оформления «кэшбека» требуется пройти ряд бюрократических процедур, поэтому большинство пользователей «бесплатной» энергии предпочитают строить ветряной генератор своими руками, и пользоваться им только для личных нужд.

Правовая сторона вопроса

Самодельный ветрогенератор для дома не попадает под запреты, его изготовление и применение не влечет за собой административного либо уголовного наказания. Если мощность ветряного генератора не превышает 5 кВт, он относится к бытовым устройствам, и не требует никаких согласований с местной энергетической компанией. Тем более, не требуется уплачивать какие-либо налоги, если вы не получаете прибыль при продаже электроэнергии. Кроме того, самодельный генерирующий ветряк даже с такой производительностью, требует сложных инженерных решений: смастерить его на тек просто. Поэтому мощность самоделки редко превышает 2 кВт. Собственно, этой мощности обычно достаточно для энергоснабжения частного дома (конечно, если у вас нет бойлера и мощного кондиционера).

В данном случае, речь идет о федеральном законодательстве. Поэтому перед принятием решения об изготовлении ветряка своими руками, не лишним будет проверить наличие (отсутствие) субъектовых и муниципальных нормативных правовых актов, которые могут накладывать некоторые ограничения и запреты. Например, если ваш дом расположен на особо-охраняемой природной территории, использование ветровой энергии (а это природный ресурс) может потребовать дополнительных согласований.

Проблемы с законом могут возникнуть при наличии беспокойных соседей. Ветряки для дома относятся к индивидуальным постройкам, поэтому на них также распространяются некоторые ограничения:

• Высота мачты (даже если ветрогенератор без лопастей) не может превышать установленных в вашем регионе норм. Кроме того, могут действовать ограничения, связанные с расположением вашего участка. Например, над вами может проходить посадочная глиссада к ближайшему аэродрому. Или в непосредственной близости от вашего участка проходит линия электропередач. При падении, конструкция может повредить столбы или провода. Общие ограничения при нормальной ветровой нагрузке составляют 15 метров в высоту (некоторые самодельные ветряки взмывают на 30 метров). Если мачта и корпус устройства имеют большую площадь сечения, к вам могут предъявить претензии соседи, на чей участок падает тень. Понятно, что такие жалобы обычно возникают «из вредности», но правовая основа имеется.
• Шум от лопастей. Основной источник проблем с соседями. При работе классической горизонтальной конструкции, ветряк издает инфразвук. Это не просто неприятный шум, при достижении определенного уровня, волновые колебания воздуха оказывают неблагоприятное воздействие не организм человека и домашних животных. Самодельный генератор для ветряка, как правило, не является «шедевром» инженерной мысли, и сам по себе может издавать сильный шум. Крайне желательно официально протестировать ваше устройство в органах надзора (например, в СЭС), и получить письменное заключение о том, что установленные шумовые нормы не превышены.
• Электромагнитное излучение. Любой электроприбор излучает эфирные помехи. Возьмем, к примеру ветряк из автомобильного генератора. Для снижения уровня помех автомобильного приемника, в машине устанавливаются конденсаторные фильтры. При разработке проекта обязательно учитывайте этот момент.
  

  Важно! Любое генерирующее устройство должно быть заземлено. Помимо обеспечения безопасности, это поможет снизить уровень помех.

  Претензии могут быть предъявлены не только от соседей, у которых возникнут проблемы с приемом теле радио сигналов. Если неподалеку расположены промышленные или военные приемные центры, не лишним будет проверить уровень помех в подразделении контроля радиоэлектронных помех (РЭБ).

• Экология. Звучит парадоксально: казалось бы, вы используете экологически чистый агрегат, какие могут быть проблемы? Пропеллер, расположенный на высоте 15 метров и выше, может стать препятствием на пути миграции пернатых. Вращающиеся лопасти незаметны для птиц, и они легко попадают под удар.
  

  Совет: Чем больше у вас образуется документов, подтверждающих безопасность ветрогенератора для окружающих, тем проще будет впоследствии отражать «атаки» беспокойных соседей и назойливых проверяющих.

Разновидности генераторов

Прежде чем решить, как сделать ветрогенератор своими руками, рассмотрим особенности конструкции:

По расположению генератора устройство может быть горизонтальным или вертикальным

• Классическая конструкция — ось вращения расположена параллельно земле, плоскость лопастей — перпендикулярно. Такая схема предусматривает свободное вращение вокруг вертикальной оси, для позиционирования «по ветру».Чтобы плоскость вращения всегда занимала эффективное положения перпендикулярно направлению ветра, требуется хвостовое оперение, которое работает по принципу флюгера. Принцип действия простой: ветер меняет направление, воздействует на хвостовую плоскость, ось вращения генератора всегда расположена вдоль движения потока воздуха. Единственная сложность — подключение силовых кабелей. Если корпус генератора совершит несколько оборотов вокруг вертикальной оси, провода намотаются на мачту, и оборвутся. Поэтому требуется установка ограничителя. Он не позволяет совершить полный оборот, но приводит к зависанию) корпуса в мертвых зонах.Промышленные образцы имеют электронный регулятор слежения за направлением, и поворачивает корпус с помощью встроенного электромотора.Решить проблему можно с помощью цилиндрического пропеллера, который принимает воздушный поток как поперек, так и вдоль оси вращения. Правда, эффективность зависит от угла атаки. Чем больше ветер отклоняется от угла 90°, тем ниже КПД.Но такую конструкцию трудно сделать своими руками, из-за сложностей в аэродинамике движителя.
• Оптимальный вариант — вертикальные генераторы (то есть, ось вращения вала располагается перпендикулярно земле). При таком расположении аэродинамического движителя, вы вообще не зависите от направления ветра. Вращение одинаково эффективно, и зависит только от силы потока воздуха.Форма лопастей может быть самой разной, есть простор для инженерной мысли. Существует множество интересных аэродинамических проектов, разработанных научными учреждениями. Причем чертежи большинства их них представлены в свободном доступе. Причем конструкции, опубликованные в литературе технической направленности времен СССР, порой оказываются наиболее рациональными.Роторные винты имеют неоспоримое преимущество: вертикальный генератор закреплен статично, что упрощает электрическое подключение. Нет необходимости устанавливать ограничители вращения, как в горизонтальных схемах.

По номиналу генерируемого напряжения

• Ветрогенераторы, изготовленные своими руками на 220 вольт, не требуют дополнительных преобразователей величины напряжения, и являются конструкциями прямого применения. Однако их работа зависит от силы ветра. Как минимум, необходим стабилизатор на выходе, выполняющий функцию регулятора при разных оборотах вала. При отсутствии ветра, система просто не работает.Преимущества неоспоримы: как правило, используется мощный электродвигатель, на который можно устанавливать винт, непосредственно закрепив его к валу ротора. Переделки минимальны по трудозатратам, такие моторы уже имеют удобный постамент, остается лишь изготовить опорную площадку.Электродвигатели можно найти с минимальными финансовыми затратами: от любой списанной электроустановки. Например, промышленного вентилятора. Подходят и моторы от бытовой техники: стиральные машины, пылесосы.
• 12 вольт (реже 24 вольта). Наиболее популярная конструкция — ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора. Причем он демонтируется из автомобиля-донора в комплекте с преобразователем напряжения. Переделка схемы не требуется: на выходе мы получаем либо 14 вольт (в автомобиле таким напряжением заряжается аккумулятор), либо требуемые для питания вашей энергосистемы 12 вольт. Наличие шкива позволяет сконструировать ременную передачу с требуемым соотношением оборотов. Ответную часть также можно снять с автомобиля донора.При желании, лопасти крепятся непосредственно на вал.Такие ветрогенераторы можно использовать как для непосредственного подключения к потребителю, так и в автомобильном режиме, воспроизведя систему зарядки в комплекте с аккумулятором. Если для организации энергоснабжения требуется 12 вольт, питание берется напрямую с клемм аккумулятора. Для получения 220 вольт, используется преобразователь. Подходящий вариант — источник бесперебойного питания.Система работает следующим образом: если отбираемая мощность ниже, чем может обеспечить генератор — аккумуляторные батареи заряжаются. Если порог превышен — мощность генерируется от АКБ.

Типовые примеры самодельных ветрогенераторов

Устройство ветрогенератора одинаковое, вне зависимости от выбранной схемы.

• Пропеллер, который может быть установлен как непосредственно на вал генератора, так и с помощью ременной (цепной, шестеренной передачи).
• Собственно генератор. Это может быть готовое устройство (например, с автомобиля), либо обычный электродвигатель, который при вращении вырабатывает электроток.
• Инвертор, регулятор напряжения, стабилизатор — в зависимости от выбранного напряжения.
• Буферный элемент — аккумуляторные батареи, обеспечивающие непрерывность генерации, вне зависимости от наличия ветра.
• Установочная конструкция: мачта, кронштейн для монтажа на крыше.

Пропеллер

Можно изготовить из любого материала: хоть из пластиковых бутылок. Правда гибкие лопасти существенно ограничивают мощность.

Достаточно вырезать в них полости, для забора ветра.

Неплохой вариант — ветряк бытового из кулера. Вы получаете готовую конструкцию с профессионально выполненными лопастями и сбалансированным электродвигателем.

Аналогичная конструкция изготавливается из охладителя компьютерных блоков питания. Правда мощность такого генератора мизерная — разве что зажечь лампу на светодиодах, или зарядить мобильный телефон.

Тем не менее, система вполне работоспособна.

Неплохие лопасти получаются из алюминиевых листов. Материал доступен, его несложно отформовать, пропеллер получается достаточно легким.

Если вы создаете роторный пропеллер для вертикального генератора, можно воспользоваться жестяными банкам, разрезанными вдоль. Для мощных систем применяются половинки стальных бочек (вплоть до объема 200 литров).

Разумеется, придется с особой тщательностью подойти к вопросу надежности. Мощный каркас, вал на подшипниках.

Генератор

Как говорилось выше, можно использовать готовый автомобильный, или электродвигатель от промышленных электроустановок (бытовой техники). В качестве примера: ветрогенератор из шуруповерта. Используется вся конструкция: двигатель, редуктор, патрон для крепления лопастей.

Компактный генератор получается из шагового двигателя принтера. Опять же, мощности хватает лишь на питание светодиодного светильника или зарядного устройства смартфона. На природе — незаменимая вещь.

Если вы с паяльником «на ты», и неплохо разбираетесь в радиотехнике — генератор можно собрать самостоятельно. Популярная схема: ветрогенератор на неодимовых магнитах. Преимущества конструкции — можно самостоятельно рассчитать мощность под ветровую нагрузку в вашей местности. Почему неодимовые магниты? Компактность при высокой мощности.

Можно переделать ротор имеющегося генератора.

Либо создать собственную конструкцию, с изготовлением обмоток.

Эффективность такого ветряка на порядок выше, чем при использовании схемы с электродвигателем. Еще одно неоспоримое преимущество — компактность. Неодимовый генератор плоский, и его можно разместить непосредственно в центральной муфте пропеллера.

Мачта

Изготовление этого элемента не требует познаний в электронике, но от его прочности зависит жизнеспособность всего ветрогенератора.

Например, мачта высотой 10–15 метров требует грамотно рассчитанных растяжек и противовесов. Иначе сильный порыв ветра может завалить конструкцию.

Если мощность генератора не превышает 1 кВт, вес конструкции не такой большой, и вопросы прочности мачты отходят на второй план.

Итог

Самодельный ветрогенератор — не такая сложная конструкция, как может показаться на первый взгляд. С учетом высокой стоимости заводских изделий, можно изрядно сэкономить, изготовив домашнюю ветряную электростанцию и вполне доступных материалов. С учетом небольших затрат на создание ветряка, окупится он достаточно быстро.

Видео по теме

Ветряк для частного дома — оправдана ли его установка?

Неисчерпаемая энергия, которую несут с собой воздушные массы, всегда привлекала внимание людей. Наши прадеды научились запрягать ветер в паруса и колеса ветряных мельниц, после чего он два столетия бесцельно носился по необозримым просторам Земли.

Сегодня для него вновь нашлась полезная работа. Ветрогенератор для частного дома из разряда технических новинок становится реальным фактором нашего быта.

Оправдана ли цена ветряка для частного дома?

На сегодняшний день, цены на электроэнергию выросли в несколько раз. Ветряная электростанция для дома является примером альтернативной энергетики. Это оптимальное решение для объекта, на котором отсутствует централизованная подача электроэнергии, а провести линии электропередач к дому слишком дорого.

Ветряк средних размеров в состоянии обеспечить электричеством жилой дом

Станция повышенной мощности позволяет полностью удовлетворить все энергетические потребности. Установка данного устройства, в зависимости от мощности, позволяет значительно сэкономить расходы покупаемой электроэнергии — или полностью позволяет перейти на свою собственную, производимую ветрогенераторами.

Конечно, цена на такие устройства является немаленькой, но, в свою очередь, если установить даже ветряк небольшой мощности — то можно значительно сэкономить.

Следует изначально проанализировать весь рынок продукции, рассчитать все затраты, а также произвести примерный расчет производимой энергии и того количества денег, которые ветряная установка позволит сэкономить.

Идем дальше, следующим пунктом рассмотрим:

Что лучше: сделать ветряк для дома своими руками или купить?

Сейчас существует огромный выбор самых всевозможных производителей ветряных установок: да и самих видов таких ветряков достаточно. Так что же лучше — сделать ветряную установку самому, или воспользоваться уже готовыми заводскими генераторами?

Если сделать мачту ветряка очень высокую, то при сильном ветре ветрогенератор будет сильно раскачивать в стороны

Рассмотрим преимущества заводских ветрогенераторов:

• уже готовые установки: можно даже заказать сам процесс монтажа;
• довольно богатый выбор фирм производителей;
• всевозможные типы генераторов ветра;
• гарантия качества;
• в некоторых случаях возможен выезд ремонтника при поломках.

На сегодняшний день на рынке представлен огромный ассортимент ветряных электростанций. Однако выделяют несколько наиболее популярных вариантов: американская станция «Windtronics» от компании «Honeywell Wind Turbine»; генератор «Eddy».

Теперь преимущества самодельных ветряных устройств:

1. Экономия бюджета.
2. Детали из подручного материала.
3. Конструктор самодельного ветряка будет знать его до последнего болтика.

Но следует отметить, что цены на заводские модели достаточно высоки, хотя качество их производства гораздо выше самодельных установок. К тому же, мощности заводских ветряков бывают самые разнообразные. Для самоделок характерны более частые поломки, меньшая стоимость, богатый выбор подручного материала для изготовления ветряков.

Специалисты не советуют устанавливать чисто ветряную систему, поэтому в большинстве случаев станция состоит из ветрогенератора с солнечными панелями, инвертора и контроллера заряда, а также аккумулятора.

Мачта для ветрогенератора — важнейшие нюансы при установке

При выборе типа мачты, следует ориентироваться на то, какой ветрогенератор будет установлен. Для каждого типа ветрогенератора характерна своя конструкция мачты. При этом также следует учитывать ландшафт местностей, где будет происходить монтирование ветряных генераторов, предусмотреть последующие ремонтные операции.

Мачта для ветрогенератора — важный элемент конструкции

Следует учитывать, что важным фактором для установки мачты является минимальная высота. Специалисты рекомендуют производить монтирование на высоте не менее десяти метров от крыш домов, деревьев — это оптимальная высота, на которой наблюдается ветер достаточной силы.

Бывает несколько типов мачт для ветрогенераторов:

• растяжные;
• конические;
• сварные;
• гидравлические.

Для вертикальных ветряных установок не требуются большие и длинные основы: для таких генераторов будет достаточно легкой и разборной металлоконструкции, высота которой не превышает шести метров.

Мачта для вертикального ветрогенератора представляет собой легкую разборную металлическую конструкцию высотой 3,5-6 м, которая может быть установлена на крыше любого здания.

Преимущества использования ветрогенератора

Основным преимущество ветрогенератора, как источника энергии, является бесплатное электричество (если не брать во внимание изначальные инвестиции). Заплатив однажды определенную сумму денег — решаете для себя проблему энергонезависимости на десятки лет.

Ветрогенераторы выступают альтернативным источником энергии и страхуют от потерь электроэнергии

Сами по себе установки ветрогенераторов надежны, экологически безопасны и практически не производят шума. Кроме того, в большинстве случаев, ветрогенератор позволяет получать дармовую энергию именно тогда, когда в ней есть повышенная потребность: а именно, в холодное время года. В конце осени и в начале зимы, наступают холода и расходуется электроэнергия на обогрев дома — и в это же время наиболее сильны ветра, поэтому ветрогенератор работает с полной отдачей.

Важно то, что ветрогенератор хорошо, в техническом смысле, сочетается с другими источниками энергии и может работают в паре с дизельными генераторами, солнечными батареями или другими источниками энергии: создавая единый замкнутый цикл.

В СНГ существует вторичный рынок генераторов: и есть возможность недорого приобрести ветряк, бывший в употреблении.

Обратите внимание!

Ветряк своими руками — Возобновляемая энергия

Может быть, вы живете на лодке, отдыхаете в уединенной хижине или живете вне сети, как я. Или, возможно, вы просто хотите снизить счет за электроэнергию. В любом случае, с помощью горстки недорогих и легких материалов, вы можете построить самодельный ветрогенератор, который сделает электричество вашим, пока дует ветер. Вы сможете осветить складское помещение, включить электричество в свой сарай или использовать генератор, чтобы поддерживать все аккумуляторные батареи в автомобиле.

Электроэнергия для моей автономной кабины поступает от солнечной и ветровой энергии, хранящейся в группе из четырех 6-вольтовых батарей для гольф-каров, подключенных к 12-вольтовой системе. Контроллер заряда и аккумуляторная батарея предохраняют мою систему от недостаточной или чрезмерной зарядки. Весь шебанг обошелся мне меньше чем в 1000 долларов, и у меня есть освещение, вентиляторы, телевизор и стереосистема, холодильник и диско-шар, который поднимают для особых случаев.

Если вы можете поворачивать гаечный ключ и работать с электродрелью, вы можете собрать этот простой генератор за два дня: один день на поиск деталей и один день на сборку компонентов.Четыре основных компонента включают автомобильный генератор переменного тока со встроенным регулятором напряжения, вентилятор и блок сцепления General Motors (GM) (я использовал один из двигателя GM 350 1988 года), опору или столб, на котором можно установить генератор (15 футы использованных 2-дюймовых трубок обошлись мне в 20 долларов) и металл для сборки кронштейна для крепления генератора на мачте или столбе. Если вы любитель Ford или Mopar, это нормально — просто убедитесь, что в вашем генераторе есть встроенный регулятор напряжения. Вам также понадобится электрический кабель или провода, чтобы подключить генератор к аккумуляторным батареям.Я использовал 3-жильный кабель 8-го калибра, украденный из масляного пятна. (И они сказали, что переход от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии займет годы. Пфф!)

Узел муфты вентилятора к генератору

Лопасти ветрогенератора заменены на муфту вентилятора автомобиля. Чтобы прикрепить лопасти к генератору, вы можете приварить ступицу муфты вентилятора непосредственно к ступице генератора — просто убедитесь, что вентилятор точно совмещен с валом генератора.Кроме того, убедитесь, что разъемы для встроенных проводов генератора расположены в нижней части генератора. Если у вас нет доступа к сварочному аппарату, вы можете подключить муфту вентилятора к генератору, используя следующие материалы:

• Шайба 5/8 дюйма на 3 дюйма, толщина 3/16 дюйма
• Электродрель
• Метчик с резьбой 1/4 дюйма
• Сверло, соответствующее специальному метчику с резьбой
• (4) 1 / Болты размером от 4 до 1-1 / 2 дюйма до 2-1 / 2 дюйма с соответствующими гайками и стопорными шайбами ​​

Создайте соединение, используя 3-дюймовую шайбу и четыре болта, которые будут скреплять вместе муфту вентилятора и генератор.Просверлите четыре отверстия в шайбе, чтобы они совпадали с отверстиями в муфте вентилятора, а затем нарежьте резьбу в отверстиях с помощью метчика на 1/4 дюйма. Вверните болты в отверстия. Чтобы определить длину болтов, которые вам понадобятся, поместите вентилятор на верхнюю часть генератора так, чтобы шкив вентилятора опирался на шкив генератора и оба вала были на одной линии. Измерьте длину по двум валам от задней части вентилятора генератора до задней части ступицы муфты вентилятора. Используйте эту длину для болтов. Отвинтите гайку шкива генератора и снимите шкив и небольшой вентилятор.Наденьте соединение, которое вы сделали из шайбы и четырех болтов на вал генератора, так, чтобы болты были направлены в сторону от генератора. Затем снова прикрепите вентилятор генератора и гайку к валу, не снимая шкив. Большая гайка удерживает соединение на месте. Присоедините узел муфты вентилятора к болтам, которые теперь выступают из генератора, и затяните гайки с установленными стопорными шайбами.

Кронштейн для установки генератора

Если у вас есть сварщик, сделать кронштейн несложно.Я использовал 1-дюймовую квадратную трубку для всех частей кронштейна и кусок 1-дюймовой трубы длиной 2 фута для вращающегося стержня, который помещается внутри стойки. Если у вас нет сварщика, не бойтесь. Кронштейн в сборе может быть соединен с оцинкованной трубой 1/2 дюйма и фитингами. Вот список фитингов, которые вам, скорее всего, понадобятся:

• (5) тройников 1/2 дюйма
• (2) колена 1/2 дюйма
• (2) штуцера 1/2 дюйма на 12 дюймов
• (2) 1/2 дюйма- ниппели размером 6 дюймов
• (2) ниппели 1/2 дюйма на 1 1/2 дюйма
• (2) ниппели 1/2 дюйма на 2 дюйма
• (3) 1 / 2-дюймовые соски

Хвостовой плавник должен быть прикреплен к 12-дюймовому штуцеру в задней части кронштейна, чтобы вращать генератор и выровнять его с направлением ветра.Вы можете вырезать плавник высотой около 1 фута и длиной 2 фута из старого оловянного сайдинга или кровли с помощью ножниц или резака — лучше всего подойдет прямоугольный треугольник. Если вы используете гофрированный металл, обязательно обрезайте ребро так, чтобы гофры проходили горизонтально. После того, как плавник будет вырезан, положите его поверх одного из 12-дюймовых ниппелей и просверлите три пилотных отверстия в нижней части хвостового плавника и в боковой части соска. Используйте три винта (подойдут стальные кровельные винты), чтобы прикрепить хвост к ниппелю.

Башня ветрогенератора

Я использовал старую башню телевизионной антенны высотой 20 футов вместе с трубой диаметром 2-1 / 2 дюйма для верхней части. Вам также потребуется приварить или закрепить болтами упор в верхней части мачты, который будет контактировать с упором на вашем узле кронштейна. Ограничители позволяют генератору вращаться только на 360 градусов по часовой стрелке или против часовой стрелки, поэтому ваш кабель не перекручивается вокруг мачты и мачты.

Соединение 2–3 / 8-дюймовых толстостенных металлических труб длиной от 10 до 20 футов (или высотой после возведения) создает хорошую башню после ее присоединения к зданию или другой прочной, стационарной конструкции.Убедитесь, что он надежен, и при необходимости рассмотрите возможность использования растяжек.

После того, как вы скрепили все компоненты генератора вместе и прикрепили к кронштейну в сборе, установите его на неизолированный столб или опору. Вставьте трубу на кронштейне генератора в опору или верх башни. Используйте две стальные шайбы, сложенные вместе, чтобы создать гладкую поверхность, которая будет служить опорой между генератором и башней. Присоедините положительный и отрицательный провода к генератору и закрепите их на кронштейне и вдоль опоры с помощью стяжек, тюков или изоленты.(На самом деле он не самодельный, если на нем где-то не есть небольшая проволока и клейкая лента, не так ли?) Убедитесь, что в проводах достаточно провисания, чтобы ветрогенератор мог вращаться на 360 градусов.

Скорее всего, вам понадобится помощь, чтобы поставить башню и генератор в вертикальное положение, так как они будут довольно тяжелыми. Веревки и попутчик помогут, если вы поднимаетесь довольно высоко. Если в вашем районе всегда ветрено, вам нужно только подняться достаточно высоко над землей, чтобы движущиеся части могли безопасно находиться над головой.Надежно закрепите башню на месте. Ветер может быть обманчиво сильным, поэтому не срезайте углы на этом этапе окончательной сборки. После того, как вы установили свой ветрогенератор, подключите провода к аккумуляторной батарее с контроллером заряда между ними, чтобы предотвратить недостаточную или чрезмерную зарядку.

Теперь вы готовы зажигать свет, заводить джемы и исполнять те старые дискотечные трюки, которые, я знаю, вы копили на электрическую горку с семьей и друзьями.

Небольшой отказ от ответственности: создавайте и используйте на свой страх и риск.Мой генератор работает нормально, но вы несете ответственность за свою работу. Удачи и сил!

Роберт Д. Коупленд разводит и продает мясной скот травяного откорма и является владельцем автономного пансионата в Техасе под названием The Sunflower , в комплекте с коттеджами из соломенных тюков и глиняной штукатурки, свежих органических питание, обучение пермакультуре, семинары и многое другое! Дополнительную информацию можно найти по телефону , здесь .

Энергия ветра — это полностью переработанное и обновленное издание руководства для частных лиц и предприятий, заинтересованных в установке небольших ветроэнергетических систем.Это практическое руководство, написанное для непрофессионала, дает точное и беспристрастное представление обо всех аспектах малых ветроэнергетических систем, в том числе:

• Опции ветроэнергетики и ветроэнергетики
• Способы оценки ветровых ресурсов на вашем участке
• Ветряные турбины и башни
• Инверторы и аккумуляторы
• Монтаж и обслуживание систем
• Стоимость и преимущества установки ветряной системы

Читатели получат знания, необходимые им для принятия мудрых решений при проектировании, покупке и установке небольших ветроэнергетических систем, а также для эффективного общения с установщиками ветряных систем, а также смогут помочь сделать наиболее разумный и экономичный выбор.Заказ в магазине новостей Матери-Земли или по телефону 800-456-6018.

Первоначально опубликовано: апрель / май 2017 г.

Как я построил ветряную турбину, вырабатывающую электроэнергию: 15 шагов (с изображениями)

Теперь, когда я разобрал все механические части, пришло время перейти к электронной части проекта. Система ветроэнергетики состоит из ветряной турбины, одной или нескольких батарей для хранения энергии, вырабатываемой турбиной, блокирующего диода для предотвращения потери энергии от батарей при вращении двигателя / генератора, вторичной нагрузки для сброса мощности от турбины, когда аккумуляторы полностью заряжены, а контроллер заряда для работы всего.

Есть много контроллеров для солнечных и ветровых систем. Они будут в любом месте, где продаются альтернативные источники энергии. Их также всегда много в продаже на Ebay. Но я решил попробовать создать свой собственный. Итак, мы вернулись к поиску в Google информации о контроллерах заряда ветряных турбин. Я нашел много информации, в том числе несколько полных схем, которые были довольно хороши и упростили сборку собственного юнита. Я основал свое устройство на схеме того, что можно найти на этом веб-сайте:

http: // www.fieldlines.com/story/2004/9/20/0406/27488

На этом веб-сайте подробно рассказывается о контроллере, поэтому здесь я буду говорить о нем только в общих чертах. Опять же, хотя я следовал их общему рецепту, я делал некоторые вещи по-другому. Я с раннего возраста заядлый мастер электроники, и у меня уже есть огромный запас электронных компонентов, поэтому мне пришлось покупать совсем немного, чтобы собрать контроллер. Я заменил некоторые детали другими компонентами и немного переработал схему, чтобы я мог использовать детали, которые у меня уже были под рукой.Таким образом, для сборки контроллера мне не пришлось покупать почти ничего. Единственное, что мне пришлось купить, это реле. Я построил свой прототип контроллера заряда, прикрутив все части к куску фанеры, как показано на первой фотографии ниже. Позже я перестроил бы его во всепогодный корпус.

Собираете ли вы собственное или покупаете, вам понадобится какой-то контроллер для вашей ветряной турбины. Общий принцип, лежащий в основе контроллера, заключается в том, что он контролирует напряжение аккумулятора (-ов) в вашей системе и либо отправляет энергию от турбины в батареи для их подзарядки, либо сбрасывает мощность от турбины на вторичную нагрузку, если батареи полностью заряжен (для предотвращения чрезмерной зарядки и разрушения аккумуляторов).Схема и описание на указанной выше веб-странице хорошо объясняют это. Более подробную информацию о сборке контроллера заряда, в том числе более крупные и удобные для чтения схемы, можно найти на моем веб-сайте http://www.mdpub.com/Wind_Turbine/index.html

В процессе работы ветряная турбина подключена к контроллеру. Затем линии идут от контроллера к батарее. Все нагрузки снимаются прямо с АКБ. Если напряжение аккумулятора падает ниже 11,9 В, контроллер переключает мощность турбины на зарядку аккумулятора.Если напряжение аккумулятора повышается до 14 вольт, контроллер переключается на сброс мощности турбины на фиктивную нагрузку. Есть подстроечные регуляторы для регулировки уровней напряжения, при которых контроллер переключается между двумя состояниями. Я выбрал 11,9 В для точки разряда и 14 В для точки полного заряда, основываясь на рекомендациях множества различных веб-сайтов по вопросу правильной зарядки свинцово-кислотных аккумуляторов. Все сайты рекомендовали немного разные напряжения. Я как бы усреднил их и получил свои цифры.Когда напряжение аккумулятора составляет от 11,9 В до 14,8 В, систему можно переключать между зарядкой и сбросом. Пара кнопок позволяет мне переключаться между состояниями в любое время в целях тестирования. Обычно система работает автоматически. Во время зарядки аккумулятора горит желтый светодиод. Когда аккумулятор заряжен и мощность передается на фиктивную нагрузку, горит зеленый светодиод. Это дает мне минимальную обратную связь о том, что происходит с системой. Я также использую свой мультиметр для измерения как напряжения батареи, так и выходного напряжения турбины.Я, вероятно, в конечном итоге добавлю в систему либо панельные счетчики, либо автомобильные счетчики напряжения и заряда / разряда. Я сделаю это, когда он у меня будет в каком-то корпусе.

Я использовал свой настольный источник питания переменного напряжения, чтобы смоделировать аккумулятор в различных состояниях заряда и разряда, чтобы проверить и настроить контроллер. Я мог установить напряжение источника питания на 11,9 В и настроить подстроечный резистор для точки срабатывания низкого напряжения. Затем я мог поднять напряжение до 14 В и установить подстроечный резистор для подстроечного резистора высокого напряжения.Мне нужно было установить его, прежде чем я возьму его в поле, потому что у меня не было бы возможности настроить его там.

Я на собственном опыте убедился, что в этой конструкции контроллера важно сначала подключить аккумулятор, а затем подключить ветряную турбину и / или солнечные панели. Если вы сначала подключите ветряную турбину, дикие колебания напряжения, исходящие от турбины, не будут сглажены нагрузкой на аккумулятор, контроллер будет вести себя хаотично, реле будет сильно щелкать, а скачки напряжения могут разрушить микросхемы.Поэтому всегда сначала подключайтесь к батарее (-ам), а затем подключайте ветряную турбину. Кроме того, не забудьте сначала отключить ветряную турбину при разборке системы. Отсоединяйте аккумулятор (-ы) в последнюю очередь.

Постройте эту ветряную турбину «сделай сам» с открытым исходным кодом за $ 30

Начало работы с проектами ветровой энергии дома может обойтись вам в копеечку, если вы купите готовый продукт, но если вы немного удобны и не возражаете искать материалы и проявлять творческий подход в гараже или на заднем дворе, вы можете попробовать ваши руки в создании одной из этих ветряных турбин своими руками примерно за 30 долларов в материалах.В конце концов, это неделя #iheartrenewables!

Материалы, необходимые для создания собственной ветряной турбины

Ранее мы уже рассказывали о планах Дэниела Коннелла по созданию концентрированных солнечных коллекторов с открытым исходным кодом, но теперь он вернулся с еще одним замечательным проектом в области возобновляемой энергии своими руками — ветряной турбиной с вертикальной осью, основанной на конструкции подъемника и сопротивления Lenz2. Дизайн Коннелла предусматривает использование алюминиевых форм для литографической офсетной печати, чтобы ловить ветер, которые, по его словам, можно дешево (или даже бесплатно) получить в компании офсетной печати, а также различные аппаратные средства и велосипедное колесо.

«В турбине используется механически эффективная конструкция Lenz2 с подъемом и тормозом на ~ 40%. Она полностью сделана из подручных материалов, за исключением болтов и заклепок, и должна стоить около 15-30 долларов за трехлопастную версию, которую может изготовить одна человек за шесть часов без особых усилий «. — SolarFlower

Помимо основных инструментов, включая ручную дрель, вам нужно будет купить или одолжить заклепочник и различное оборудование (болты, гайки и шайбы), чтобы построить это устройство. Согласно заметкам Коннелла, эта ветряная турбина, сделанная своими руками, которая может быть построена в трех- или шестилопастной версии, успешно выдержала устойчивые ветры со скоростью 80 км / ч (трехлопастной) и до 105 км / ч для шестилопастной версии. .

Вывод и приложения

Вот небольшой видеоролик о ветряной турбине с вертикальной осью, которую бросает вызов сильному ветру:

Чтобы получить энергию от этой ветряной турбины, необходимо добавить к ротору генератор переменного тока, а также способ хранения электроэнергии, но его также можно использовать просто для механического вращения, например, для перекачивания воды или вращения. маховик для других приложений.

Хотя есть ряд переменных, которые могут повлиять на мощность этой ветряной турбины, сделанной своими руками, включая эффективность используемого генератора (и, очевидно, скорость ветра в месте его расположения), по словам Коннелла, при использовании автомобильного генератора с КПД 50% (самый простой и дешевый вариант) должен производить 158 Вт электроэнергии при скорости ветра 50 км / ч и 649 Вт при скорости 80 км / ч с этой конструкцией.

[ Обновление : в разговоре по электронной почте с Коннеллом он заявил, что «шестилопастная версия с эффективным генератором переменного тока должна производить не менее 135 Вт электроэнергии при скорости ветра 30 км / ч и 1,05 кВт при 60 км / ч». ]

Эта самодельная ветряная турбина не обязательно будет питать ваш дом (хотя серия из них потенциально может быть использована для выработки достаточного количества электроэнергии для зарядки аккумуляторной батареи для скромного домашнего использования), это может быть отличным практическим школьным проектом или домашнее обучение по ветроэнергетике.

[H / T в Sustainablog]

Wind Turbine DIY — How to build your own Home Wind Generator

Сегодня ветряная энергия считается одним из наиболее эффективных и экологически устойчивых способов производства энергии, которая требуется практически для всего, от промышленного производства до нашего собственного человеческое потребление, которое мы по-прежнему считаем само собой разумеющимся в течение нашей повседневной жизни. Это также один из самых дешевых способов выработки электроэнергии.Но массовое внедрение ветряных турбин все еще находится в зачаточном состоянии, и правительства многих стран не спешат реагировать на этот жизненно важный фактор, способствующий экономии за счет масштаба, несмотря на активное движение к этой чистой, зеленой форме производства энергии. Так что велики шансы, что ваш район или город еще не используют энергию ветра. И твой дом тоже.

Ветряные генераторы относительно легко и просто сделать, и они могут сэкономить вам много денег на счетах за электроэнергию, если вы сможете построить свои собственные.И именно это и будет попытаться сделать эта статья — помочь вам построить свой собственный ветрогенератор путем сбора и сборки относительно распространенных и дешевых компонентов.

Вы можете обеспечить электроэнергией свой дом прямо на собственном заднем дворе

В настоящее время вы обременены растущими и высокими расходами на электроэнергию и газ, как неустойчивых источников энергии, так и вредных выбросов углекислого газа в атмосферу Земли. Атмосфера. Но знаете ли вы, что наличие собственного ветряного генератора сэкономит вам тысячи долларов, если не больше, в течение всей вашей жизни? Чтобы подчеркнуть это, вот три преимущества наличия собственного самодельного генератора.

• Стоимость — Мы уже упоминали вероятность значительной экономии. Давайте подробнее остановимся на этом. Большинство городских районов по всему миру еще не подключены к этому устойчивому источнику производства электроэнергии через национальную сеть, и это может быть еще через несколько лет. Однако ваш ветрогенератор на вашем собственном заднем дворе также не подключен ни к стране, ни к месту, поэтому вы не платите по счетам.
• Экологическая устойчивость — Ветряная мельница остается одним из самых экологически устойчивых энергетических устройств.Его единственным источником энергии остается ветер, и ничего больше.
• Чистота и эстетика — Небольшой генератор, как и большие турбины, остается чистым источником производства энергии. А поскольку ваш генератор по сути мал, его можно незаметно разместить в саду, накрыть, когда он не используется, и не будет создавать большого шума при использовании.

Компоненты ветряной турбины

Зайдите на любой веб-сайт во вселенной, и вы обнаружите, что есть много способов делать что-то или создавать их.Но универсальный принцип, если хотите, всегда остается неизменным. Здесь мы перечисляем основные компоненты, которые необходимы для создания собственной небольшой ветряной турбины или генератора для вашего двора и дома.

• Инструменты
• Строим корпус
• Важнейшие лопасти
• Двигатель
• Центральная ступица
• Хвост
• Башня
• Диод и батареи

Какие процессы влекут за собой

на ваше усмотрение, сколько электроэнергии вы собираетесь производить.Но для практических целей обслуживания новичков эти процессы позволяют начать генерировать минимум, но на удивление больше энергии, чем вы могли представить. Кроме того, вы сосредоточены на производстве зеленой энергии, поэтому не будет слишком много внимания или интенсивного использования традиционных розеток. Начнем с первого шага.

Семь шагов, которым нужно следовать

1. Инструменты — При строительстве вашего ветрогенератора вы собираетесь начать с таких инструментов, как инструменты для зачистки проводов и паяльники.Для самого генератора вы также будете использовать перерабатываемые предметы, такие как двухлитровые пластиковые бутылки из-под газировки, их крышки, легкие, но тонкие полоски металла, эпоксидной смолы и клея. Вам также понадобятся традиционные инструменты, такие как пила, гаечные ключи и электродрель. Самый важный инструмент — это план строительства.

2. Строительство ветрозащитной площадки — Теперь давайте поговорим о строительных процессах, которым мы будем следовать. Зона улавливания ветра — это, по сути, компонент, который будет улавливать ветер.Для этого компонента нужно отпилить верхушки пластиковых бутылок (ниже горлышка). Как только вы это сделаете, можете переходить к следующему шагу.

3. Создание парных соединений — В качестве расширения к созданию зоны защиты от ветра вы можете начать с использования эпоксидной смолы для соединения крышек бутылок вместе, фиксируя их вплотную друг к другу, пока не получите четыре соединительных компонента.

4. Создание «вентилятора» — он не будет использоваться в качестве вентилятора, но механически он будет работать аналогично. Вы будете вырезать X из металлических полос.Он должен быть не менее фута в длину и не менее одного дюйма в ширину. После того, как вы сделали свой вентилятор, вы можете закрепить свои куплеты эпоксидной смолой на новом вентиляторе. Прежде чем переходить к следующему этапу, дайте эпоксидной смоле затвердеть.

5. Подсоединение ветрозащиты к вентилятору — Это очень просто; при условии, что вы спроектировали и построили свои куплеты точно в соответствии со спецификациями (по вашему собственному плану или где-то еще), все, что вам нужно сделать здесь, это ввинтить крышки бутылок в куплеты.

6. Сложное дело с генератором — После того, как вы собрали вентилятор, вам все равно нужно добавить генератор. Здесь диоды и батарея служат своей цели. Опять же, используйте эпоксидную смолу, чтобы закрепить оба компонента (генератор и вентилятор). Края, если есть, можно закрепить клеем.

7. Ветрогенератор еще нужно где-то стоять — Для этого можно построить подставку. Это также зависит от того, какой тип двигателя (генератора) вы спроектировали и построили. В конечном итоге подставка будет небольшой, и прямоугольный кусок дерева можно будет обрезать и строгать, чтобы создать основу.Когда вы построите подставку, надежно прикрепите к подставке генератор и вентилятор. Здесь упор делается на закрепление устройства, чтобы оно оставалось устойчивым в случае сильного ветра, который обычно может опрокинуть это световое устройство. Вы можете использовать механизмы взвешивания, чтобы генератор работал быстро.

Знаете ли вы, что здесь можно использовать даже солнечную энергию?

Вместо батарей и диодов для питания генератора вы могли бы использовать двигатели на солнечной энергии, добавив еще один приятный штрих к вашей миссии — сделать ваш дом максимально экологически устойчивым.Это также будет зависеть от того, сколько энергии вы собираетесь генерировать для своего дома. В ближайшем будущем все еще возможно сделать ваш дом полностью независимым от вашей национальной сети, будь то энергия ветра или солнца, или и то, и другое (в идеале у вас будет и то, и другое). На данный момент вы можете рассматривать это упражнение как ценную практику.

Преимущества собственного ветрогенератора

В начале этой статьи мы уже упоминали три ключевых преимущества. Однако то, как эта небольшая ветряная турбина принесет вам пользу в долгосрочной перспективе, полностью зависит от вас и ваших непосредственных потребностей и целей.На внутреннем уровне и в завершение этого вводного руководства по созданию небольшого ветряного генератора вот несколько идей, над которыми вы пока можете подумать.

• Портативное использование — На этом этапе ваша маленькая турбина может не иметь мощности для обеспечения энергией всего вашего дома без использования других традиционных и неустойчивых источников энергии. На данный момент, будучи легким портативным устройством, вы можете варьировать потребление энергии и размещать генератор поблизости от того места, где он нужен.

• Гейзер с горячей водой — Домашний гейзер с горячей водой остается основным и самым дорогим потребителем электроэнергии в вашем доме.Расставив приоритеты по расходам, вы можете подключить генератор к гейзеру.

• Подача воды — В прошлом ветряные мельницы использовались для перекачивания воды. Нет причин, по которым ты тоже не можешь этого сделать. Ветряную турбину можно использовать для кормления всего вашего сада, особенно вашего органического огорода.

• Области фокусировки — Воспользуйтесь преимуществами портативности устройства, а также используйте его в качестве измерительного прибора, чтобы увидеть, какая область вашего дома (кроме гейзера) потребляет больше всего энергии.

Мы надеемся, что это руководство вдохновило вас на поиск новых инновационных способов снабжения вашего дома электроэнергией без помощи неустойчивой электросети. Он также показал вам, что вы можете многое сделать с переработанными предметами, вместо того, чтобы выбрасывать их в мусорное ведро.

Ссылки:

DoitYourself

Изображение предоставлено: Мартин Абегглен, Ларри Смит

Наизусть истинный защитник окружающей среды ❤️.Основанная компания Conserve Energy Future с единственным девизом — предоставлять полезную информацию, связанную с нашей быстро разрушающейся окружающей средой. Если вы твердо не верите в идею Илона Маска сделать Марс еще одной обитаемой планетой, помните, что на самом деле во всей этой вселенной нет «Планеты Б».

Домашняя ветроэнергетика — Боб Вила

Фото: shutterstock.com

Если вы ищете альтернативу экологически чистой энергии в дополнение к электроснабжению вашего дома, прислушайтесь к бессмертным словам Боба Дилана: «Ответ, мой друг, дует на ветру.«Вы можете быть удивлены, узнав, что для большинства тех, кто занимается своими руками, производство энергии ветра в небольших масштабах вполне доступно. Но не делайте этого только потому, что это возможно. Перво-наперво: прежде чем начать, определите, является ли использование энергии ветра экономически эффективным выбором для вас.

По теме: Пусть светит солнце: DIY солнечные проекты для среднего домовладельца

Проще говоря, одни районы страны более ветреные, чем другие. Чтобы оправдать такой проект, в вашем доме должна быть минимальная средняя скорость ветра 10 миль в час, согласно U.С. Министерство энергетики. Как узнать среднюю скорость ветра в том месте, где вы живете? Местные погодные агентства часто записывают эту информацию, плюс есть карты ветровых ресурсов, доступные на Wind Powering America, ценном сайте для всех, кто исследует ветроэнергетику своими руками.

Помимо скорости ветра, вы также должны учитывать размер вашей собственности. Для ветроэнергетической башни не требуются акры и акры земли, но разумно лишь убедиться, что у вас достаточно места для ее размещения.Также обратите внимание на местное зонирование; некоторые муниципалитеты запрещают турбины.

Вдобавок подумайте, сколько электроэнергии вы хотите произвести с помощью ветра. Чем больше система, которую вы создаете, тем больше затраты на ее создание. К счастью, некоторые программы штата и федеральные программы предлагают стимулы для повышения энергоэффективности домов; проверьте, будет ли ваш проект иметь право на получение государственной скидки.

Ключевые компоненты домашней ветроэнергетической системы:

• Ротор: Ротор прикрепляется к лопастям турбины и улавливает энергию ветра.

• Генератор (или генератор переменного тока, установленный на раме): Генератор вырабатывает электричество за счет вращательного движения ротора.

• Монтажная башня: Монтажная башня поднимает ротор и лопасти на высоту над другими конструкциями, чтобы подвергать их воздействию максимальной скорости ветра.

Фото: windpoweramerica.com

Дополнительный компонент — это средство направления собранной вами энергии в электросеть. Во многих районах страны вы можете продать излишки обратно местной коммунальной компании.Однако маловероятно, что любая малогабаритная установка будет производить достаточно электроэнергии для питания домашнего хозяйства, не говоря уже о генерировании излишков электроэнергии.

Стоимость строительства ветроэнергетической системы колеблется от нескольких сотен долларов до 35000 долларов и более, в зависимости от размера. Малые или микро ветряные турбины могут непрерывно вырабатывать от 1 до 10 киловатт. Но поскольку дома в США обычно используют около 960 киловатт-часов в месяц, только самые большие из домашних турбин могут полностью удовлетворить потребности в электроэнергии среднего жилого дома.

В большинстве центров по ремонту дома вы можете найти множество полезных материалов и комплектов турбин. Однако выполнение всей работы самостоятельно может быть не вариантом. Строительные нормы и правила в некоторых районах требуют, чтобы электрик установил соединение между турбиной и сетью. Точно так же инспектор должен подтвердить, что работа выполняется в соответствии с правилами.

Итак, проведите свое исследование, и когда этой осенью ветер развевает листья вокруг вашего двора, подумайте о том, чтобы использовать часть этой энергии для своего дома.

Ветряная турбина своими руками | 14 самых крутых генераторов для жизни вне сети

Ищете ветряную турбину своими руками? Вам понравятся эти электрические генераторы!

Научитесь делать ветряную турбину своими руками! Независимо от того, живете ли вы вне сети или просто хотите генерировать дополнительную энергию для дома, эти идеи ветряных турбин своими руками позволят вам в кратчайшие сроки вырабатывать собственное электричество. Продолжайте читать, чтобы узнать, как построить ветряные турбины всех форм и размеров.Все, от классической ветряной мельницы до турбины с вертикальной матрицей и даже турбины Tesla.

Специальная сделка: Вот как можно перестать тратить сотни долларов на батареи каждый год

Научитесь генерировать собственную энергию дома с помощью самых крутых ветряных турбин своими руками! Здесь у нас есть 14 удивительных ветряных турбин, которые вы можете сделать дома с ограниченным бюджетом.

14 самых крутых генераторов, позволяющих жить без электросети

1. Сделай сам Tesla Turbine

Турбина Тесла — это метод выработки энергии, которому уже 100 лет.Эта турбина Tesla своими руками — самая зеленая турбина в мире! Следуйте пошаговым инструкциям, чтобы создать свой собственный здесь, на Instructables.

2. Ветряная турбина своими руками | Выработайте 1000 Вт на заднем дворе

Эта ветряная турбина своими руками будет генерировать 1000 Вт, и ее достаточно просто собрать дома. Инструкции здесь

3. Ветряная турбина своими руками | Турбина с открытым исходным кодом будет построена всего за 30 долларов США

Ознакомьтесь с этим руководством по очень крутой, очень практичной и очень недорогой ветряной турбине.Инструкции здесь

4. Ветряная турбина своими руками | Сделайте свою собственную турбину с вертикальной осью

Ветряк с вертикальной осью вращения отлично подходит для экономии места и денег! Инструкции здесь.

5. Ветряная турбина своими руками | Миниатюрная ветряная турбина

Эта миниатюра такая веселая, яркая и компактная — почти игрушка! … Идеи подарков ко Дню отца, кому-нибудь? Научитесь делать это здесь.

6. Ветряк своими руками | Создайте свой генератор из генератора на грузовике

Отличное применение для старого грузовика GM, ржавого на стене дома… Инструкции здесь.

7. Ветряная турбина своими руками | Сделано из старых деталей велосипеда

Стильно сокращайте повторное использование и переработку и генерируйте энергию для создания ветряного водяного насоса. Инструкции здесь.

8. Ветряная турбина своими руками | Постройте ветряную турбину с потолочным вентилятором

Это превосходное использование бывшего в употреблении оборудования. Всегда полезно повторно использовать все, что можно, чтобы максимально использовать ресурсы Земли. Инструкции здесь.

9. Ветряная турбина своими руками | Построить ветряную турбину с диффузором сопла

Диффузор помогает направлять энергию на эту ветряную турбину для максимальной эффективности.Инструкции здесь

10. Ветряная турбина своими руками | Постройте удивительную турбину Tesla CD

Возьмите нашу старую коллекцию компакт-дисков и немного суперклея, этот урок поможет вам в мгновение ока раскрутить все виды новой энергии. Инструкции можно найти здесь.

11. Ветряная турбина своими руками | Построить турбину «Оса»

Завезли двоих вас двое учеников — будущих гениев. Инструкции здесь.

12. Ветряная турбина своими руками | Постройте картонную турбину Tesla

Эта турбина Tesla полностью сделана из картона, что делает ее дешевле и экономичнее.Бонусные баллы за красоту. Инструкции здесь.

13. Постройте больше ветряных турбин своими руками

Ищете другие отличные способы построить ветряную турбину? Мы нашли для вас этот сайт, который оказался отличным источником. Нажмите сюда, чтобы проверить это.

Эта последняя ветряная турбина, вероятно, слишком сложна для изготовления дома, но разве она не красива !?

Источник: pioneersettler

Home Energy Magazine — Блог :: Самодельная ветряная турбина за 5 простых шагов

Узнайте, как построить ветряк на заднем дворе за 5 простых шагов.

Итак, вы хотите построить ветряк на заднем дворе и ежегодно экономить сотни? Что ж, вы пришли в нужное место. В этом посте вы узнаете, как построить ветряк на заднем дворе с нуля. Промышленные ветряные турбины аналогичного размера обойдутся вам в пару сотен долларов, но, приложив немного усилий, вы можете сэкономить такие деньги, и, поскольку вы построили их самостоятельно, вы поймете внутреннюю работу ветряной турбины в процессе. Посетите нашу страницу Методы использования возобновляемых источников энергии , чтобы загрузить версию этого сообщения в электронном виде.Плюс загружает больше бесплатных ресурсов на сайт!

Этот пост сократит проект до пяти систем. Если атаковать по одному, проект не покажется слишком сложным. В этом руководстве описано, как вы можете собрать и собрать лопасти, генератор, концентратор и башню, контроллер заряда и системы аккумуляторных батарей. Объясняется техническая подготовка каждой системы, а затем объясняется, как вы можете создать свою собственную.

1. Лезвия

Что вы в первую очередь замечаете, когда смотрите на ветряную турбину? Лезвия, да? Что ж, именно с этого мы и начнем.Мы должны учитывать ряд различных ориентаций ветряных турбин, поэтому давайте обсудим их, прежде чем сузить круг вопросов до того, какой дизайн лучше всего подходит для того, что вам нужно.

Сначала поговорим об оси. Существует два типа конструкций ветровых турбин: ветряная турбина с горизонтальной осью (HAWT) и ветряная турбина с вертикальной осью (VAWT). Ветряная турбина с горизонтальной осью означает, что главная ось турбины удерживается в воздухе параллельно земле, а лопасти вращаются перпендикулярно земле, как показано на рисунке ниже.Эта трехлопастная веерная конструкция, которую мы все знаем и любим, доминирует в отрасли ветряных турбин и ее можно увидеть во всем мире на ветряных электростанциях. Многие эксперты считают, что это лучший выбор конструкции, так как он может производить больше электроэнергии при заданном количестве ветра.

Это очень много значит для крупномасштабных операций, где постоянное производство энергии имеет решающее значение, поэтому легко понять, почему они доминируют в отрасли ветроэнергетики. Однако в небольших приложениях, таких как ветряные турбины на заднем дворе, ветряк с вертикальной осью может оказаться более эффективным.

Дизайн VAWT может быть хорошим вариантом для небольшого проекта. У него есть несколько преимуществ по сравнению с более распространенной конструкцией: это более прочный вариант в условиях турбулентного ветра, он может генерировать энергию от ветра с радиусом охвата 360 градусов, а не в любом направлении, в котором смотрит турбина, это заставляет многих экспертов считают, что VAWT в целом является более эффективной конструкцией, поскольку он может генерировать больше электроэнергии в условиях переменного ветра, когда ветер дует не постоянно.

Эту конструкцию крыла можно легко создать из листа твердой древесины или легкой стали, если у вас есть доступ к мастерской и подходящие режущие инструменты.Однако для тех из нас, кто не знает простого трюка, является использование трубы из ПВХ. Это труба, которая, как вы можете видеть, обычно используется для подземных водопроводов и канализации. Вы можете легко пойти в местный хозяйственный магазин и купить несколько метровых отрезков труб этого типа, и если вам повезет, они не будут платить вам потраченное время, так что это будет бесплатно! Теперь все, что вам нужно сделать, это разрезать трубу пополам, а затем на четверти с помощью ручной пилы, и у вас есть идеальные легкие, прочные и долговечные лезвия с аэродинамическим покрытием.

2. Генератор

Генератор — одна из важнейших частей ветряной турбины. Это компонент, который преобразует ветер в полезную электроэнергию. Итак, как это работает? Разберем его на несколько простых компонентов. Итак, для запуска генератор состоит из нескольких витков медной проволоки, вращающихся вокруг сильного магнита. Магнитное поле, создаваемое магнитами, заставляет электроны в медной проволоке двигаться, а затем начинает течь. Следовательно, у нас есть электрический ток в проводах, и это в основном то, что есть электричество, поток электронов через проводник (здесь это медный провод).Как вращать медные катушки? Ну вот тут и появляется ветер.

Теперь вы можете создать свой собственный простой генератор или купить его на одном из многочисленных интернет-сайтов, продающих их по дешевке (eBay, Amazon, Alibaba). Чтобы построить свой собственный, вам понадобится пара отрезков медной проволоки, которую вы можете купить в местном хозяйственном магазине, и несколько сильных магнитов. Установите магниты на цилиндрическую трубку. Это может быть простая пластиковая бутылка, но из соображений прочности и долговечности лучше подумать о стальной или деревянной посуде.Медная проволока должна быть намотана на стержень или диск с валом на конце, на котором может быть установлена ​​ступица турбинной лопатки. Убедитесь, что ваша конструкция включает способ крепления ступицы лопастей турбин к валу катушек проводов, чтобы ее можно было вращать ветром.

И это довольно много, если вы только что создали электрогенератор. После того, как катушки с проволокой и магниты будут установлены в выбранной вами ориентации, простой поворот смонтированных проводов будет генерировать для вас чистую возобновляемую электроэнергию.Выходное напряжение вашей конструкции можно измерить с помощью мультиметра, чтобы убедиться, что она работает правильно.

Если вы решите купить его в Интернете, вам следует знать несколько вещей в первую очередь. Двигатели постоянного тока с постоянными магнитами работают как генераторы, однако они не были предназначены для работы в качестве генераторов, поэтому они не очень хороши в качестве генераторов. При использовании двигателя в качестве генератора, двигатель должен работать намного быстрее, чем их номинальная скорость, чтобы обеспечить напряжение, близкое к их номинальному. Это максимальное напряжение, которое может выдавать генератор.Вы хотите, чтобы ваша турбина работала в пределах этого значения или около него, чтобы она работала эффективно. Вам нужен двигатель, рассчитанный на высокое постоянное напряжение, низкие обороты в минуту (об / мин) и большой ток. Старайтесь держаться подальше от двигателей низкого напряжения и высоких оборотов. Вам нужен двигатель, который будет выдавать более 12 Вольт на низких оборотах и ​​полезный уровень тока, чтобы он мог легко питать батарею 24 Вольт. Можно ожидать, что двигатель, рассчитанный на 300 об / мин при 30 В при использовании в качестве генератора, будет вырабатывать 12 В или выше при некоторых достаточно низких оборотах.С другой стороны, двигатель, рассчитанный на пару тысяч оборотов в минуту и ​​выходящий на 24 В, не будет производить 12 В в качестве генератора, пока он не будет вращаться со многими тысячами оборотов в минуту, что слишком быстро для ветряной турбины и может вызвать повреждение. это, его окружение или даже вы. Итак, попробуйте купить моторы, используя информацию выше.

3. Узел и башня

Ступица требуется только для ветряной турбины с вертикальной осью. Если вы выберете ветряную турбину с горизонтальной осью, то достаточно просто установить лопасти на ступицу генератора.Ступица (или основная подставка) вашей ветряной турбины будет самой простой частью сборки. Хотя это не значит, что это не важный компонент. Вы захотите сделать это правильно ради структурной целостности вашей ветряной турбины. Он может быть таким же простым, как деревянная доска, но вы должны убедиться, что это древесина твердых пород, обработанная надлежащим образом, чтобы она могла выжить на открытом воздухе при ветре и дожде в течение нескольких лет. Ваш концентратор должен содержать 3 основных компонента; генератор (к которому на этом этапе должны быть прикреплены лопасти), хвостовой стабилизатор и противовес.Удерживать генератор очевидно, но что делают хвостовой стабилизатор и противовес? Ребро, установленное на конце ступицы, противоположном генератору, гарантирует, что турбина всегда направляет лопасти по направлению ветра. Противовес не даст вашим лопастям опрокинуть турбину и гарантирует, что ступица турбины останется в вертикальном положении. Подсчитанный вес в идеале должен быть установлен под ребром, но его также можно установить с любой стороны от ребра, что может быть проще.

Корпус ступицы представляет собой простой деревянный блок с тонким листом фанеры, прикрепленным к ступице в качестве ребра.Противовес представляет собой пластиковую бутылку, наполненную песком и привязанную стяжками к основному блоку ступицы. Это не идеальная конструкция, но она проста, экономична и удобна в установке, поэтому стоит задуматься о ней. Вы можете легко улучшить эту конструкцию, купив несколько свинцовых противовесов и прикрутив их к пузырю. Или создайте ступицу из стали и, если у вас есть доступ к одному, приварите тяжелую сталь к задней части. Опять же, окончательный дизайн вашей ветряной турбины зависит от вас, и то, что показано здесь, является лишь схемой.

Теперь вашу турбину нужно поднять в воздух над деревьями или зданиями, которые могут блокировать ее от прямого ветра. Для этого вам понадобится башня, чтобы поднять турбину в воздух и эффективно использовать энергию ветра. Ваш горожанин должен находиться на высоте около 9 футов или около 3 метров, чтобы очистить большинство небольших зданий и окружающих деревьев. Еще один совет — выставить турбину на открытом воздухе подальше от деревьев и зданий, чтобы полностью избежать этой проблемы. Башня должна быть сделана из стали, потому что, если этот компонент выйдет из строя, это может вызвать повреждение турбины или окружающей среды, поэтому вы должны избегать этого.Вы можете построить таунер из стального стержня или трубы, которые легко найти в вашем местном хозяйственном магазине, и вам следует снова попробовать бесплатный обрезанный наконечник, чтобы снизить стоимость вашей турбины. В противном случае вы можете дешево купить в магазине пару отрезков с несколькими сварными соединениями, чтобы вы могли сделать стержни достаточно длинными для башни. Опять же, если у вас нет доступа к сварщику, нескольких просверленных отверстий и нескольких болтов будет достаточно, чтобы соединить стержни друг с другом на нужную длину. Еще один совет, как поднять башню на желаемую высоту без сварки или болтов, — это использовать стальной стержень некоторой длины с кнопочными вставками.Вы знаете те, в которых стержень узкий на одном конце и более широкий на другом, поэтому они могут легко входить друг в друга и быть реализованы с помощью кнопки. Их можно легко собрать и создать отличную башню для башни ветряной турбины.

Наконец, ваш хаб должен быть прикреплен к башне, и башня должна быть установлена. Ступица должна поворачиваться, чтобы плавник мог направлять лопасти в направлении ветра, как описано выше. Для достижения этой конструкции вы можете просто прикрепить болт, диаметр которого меньше диаметра стержня, чтобы он мог скользить прямо, как показано на рисунке 7.Убедитесь, что длина болта составляет около фута или 0,3 метра для прочной конструкции. Ступица теперь должна свободно поворачиваться на вершине башни. Чтобы ступица могла свободно вращаться, когда ветер меняет направление, нужно добавить немного масла в болт, чтобы энергия ветра не терялась на трение. Чтобы вышка держалась в вертикальном положении, к нижней штанге прикрепили широкое основание. Вы можете снова использовать болтовой метод или приварить его к металлической пластине. Затем просто прикрепите башню к земле с помощью проволоки или веревки и привяжите их к земле, и ваша ступица и башня должны быть в хорошем состоянии и достаточно прочными, чтобы выдержать самые дикие штормы.

4. Контроллер заряда

Собираете ли вы свой или покупаете его, вам понадобится какой-то контроллер для вашей ветряной турбины. Общий принцип, лежащий в основе контроллера, заключается в том, что он контролирует напряжение вашей аккумуляторной системы и либо отправляет мощность от турбины в батареи для их подзарядки, либо сбрасывает мощность от турбины на вторичную нагрузку, если батареи полностью заряжены. Это предотвращает чрезмерную зарядку и разрушение аккумуляторов.

Теперь, когда у вас построено большинство механических частей, вы можете взглянуть на электрические компоненты своей ветряной турбины.Система ветроэнергетики обычно состоит из следующих подсистем; ветряная турбина, батареи для хранения энергии, вырабатываемой турбиной, блокирующий диод для предотвращения потери энергии от батарей или непреднамеренного вращения генератора, фиктивная нагрузка для сброса мощности от турбины, когда батареи полностью заряжены, и контроллер заряда запустить все.

На Amazon и eBay доступно множество контроллеров заряда для систем солнечной и ветровой энергии, которые вы можете купить, если хотите избежать хлопот, связанных с построением довольно сложной электрической системы.Но если вам нравится решать сложные задачи, вы считаете себя бережливым и хотите сэкономить несколько долларов, ниже мы вкратце рассмотрим, что нужно для создания вашего собственного. Опять же, это общая схема, и быстрый поиск в Google обнаружит сотни схем, которым вы можете следовать, поэтому ваш дизайн всегда может действовать по-другому. Вы также можете посетить ряд веб-сайтов, на которых подробно рассказывается о разработке собственного контроллера заряда.

Контроллер заряда состоит из нескольких компонентов, которые можно установить на кусок фанеры, и вы можете использовать схему на Рисунке 8 в качестве справочной.Вам понадобится радиатор с блокирующими диодами. Это позволяет току течь только в одном направлении, поэтому энергия от батарей не запускает питание генератора. Диоды подключаются к фиктивным нагрузкам, которые рассеивают любое избыточное электричество, чтобы избежать повреждения аккумуляторов из-за перезарядки после их полной зарядки. Эквивалентные нагрузки могут состоять из резисторов высокого напряжения. Вы также можете перенаправить избыточную мощность от турбины на что-нибудь более полезное, например, водонагреватель или второй аккумуляторный блок.Главный предохранитель ветряной турбины, состоящий из автомобильного реле на 40 А, соединяет все вместе, а также передает мощность, вырабатываемую вашей турбиной, либо на батареи, либо на фиктивную нагрузку.

Ваша ветряная турбина подключена к контроллеру линиями, идущими от генератора, а затем идущими от контроллера к аккумуляторной системе, что мы обсудим позже. Эти линии должны быть изолированы медным проводом, и вы можете использовать старый удлинительный кабель для прокладки провода от положительной и отрицательной клемм генератора к клеммам контроллера заряда.

Из соображений безопасности сначала подключите аккумулятор, а затем ветряную турбину. Если вы сначала подключите ветряную турбину, резкие колебания напряжения, исходящие от турбины, не будут сглажены нагрузкой на батарею и могут повредить систему. Поэтому всегда сначала подключайтесь к батарее, а затем подключайте ветряную турбину. Кроме того, не забудьте сначала отключить ветряную турбину при разборке системы. Отсоединяйте батареи в последнюю очередь.

5. Аккумулятор

Последняя система, которую мы рассмотрим, — это система батарей.Это система, которая будет хранить всю вашу чистую энергию, произведенную ветряной турбиной, и преобразовывать ее в полезную электроэнергию, которую вы можете использовать. Создать систему довольно просто: все, что вам нужно сделать, это установить нужные батареи и подключить их друг к другу, подключить один конец к контроллеру заряда, а на другом — инвертор мощности, чтобы преобразовать накопленную энергию в полезную электроэнергию, а затем у тебя есть это. Этот раздел поможет вам с более сложной частью, например, какой тип батареи использовать, какое напряжение и емкость использовать и в какой ориентации их расположить.

Давайте начнем с того, какой тип батареи вам следует использовать. Вы можете рассмотреть различные типы хранения химической энергии: свинцово-кислотные, литий-ионные, водородные и проточные. Вот краткий обзор каждой из различных технологий /

Литий-ионный

Литий-ионные батареи

сегодня являются одними из самых популярных вариантов накопления энергии, и они все чаще используются в мобильных электронных устройствах и электромобилях. Они имеют высокий КПД в оба конца около 99%, плотность энергии в диапазоне 250 Втч / кг и способны выдерживать чуть менее 2000 циклов до замирания.Однако популярность литий-ионных аккумуляторов привела к технологическим достижениям, благодаря которым теперь они превосходят другие типы аккумуляторов по плотности энергии, мощности и эффективности приема-передачи.

Однако литий-ионные батареи

являются одними из самых дорогих типов батарей, поскольку они почти в шесть раз дороже свинцовых, поэтому, если вы выберете этот вариант, ваши инвестиционные затраты будут большими. Более высокие затраты связаны с используемыми материалами, производственным процессом и вспомогательными системами, необходимыми для их работы.Есть также опасения по поводу утилизации использованных литиевых батарей, что может привести к выделению токсичных материалов, поэтому, если вы пытаетесь быть экологически сознательными в своем проекте, это нужно учитывать.

Свинцово-кислотный

Свинцово-кислотная батарея — это старейшая, дешевая и наиболее зрелая форма хранения химической энергии. Свинцово-кислотные батареи глубокого цикла идеально подходят для приложений по интеграции возобновляемых источников энергии с малым циклом; эти батареи могут многократно разряжаться до 80% своей емкости и, следовательно, подходят для подключенных к сети систем, где пользователи продают электроэнергию обратно в сеть через чистые измерения.В сочетании с низкими инвестиционными затратами и относительно низкими затратами на обслуживание батареи они могут стать одними из наиболее подходящих батарей для небольших проектов в области ветроэнергетики.

Ограниченный срок службы и низкая производительность при низких и высоких температурах окружающей среды — это подводные камни этой технологии. Но это самый дешевый и широко доступный аккумулятор, и его можно купить в местном магазине Motor Factor. Как и в случае с литий-ионными батареями, опасения по поводу свинцовых кислот, вредных для окружающей среды и токсичных материалов, делают его опасным продуктом, который нужно утилизировать, когда он израсходован.

Накопитель водородной энергии

Водородный топливный элемент использует процесс электролиза воды для производства водорода и кислорода. Избыточное электричество от источника энергии поступает в электролизер (обратный топливный элемент), разделяя воду на h3 и O2. Затем h3 можно хранить в сжатом газе или в жидкой форме. Когда требуется электричество, h3 подается в топливный элемент, который преобразует водород и кислород обратно в электричество и воду или непосредственно в генератор или газовую турбину в качестве горючего топлива.

Водородным системам хранения энергии сегодня уделяется все больше внимания, особенно в связи с их интеграцией с возобновляемыми источниками энергии. Водородные топливные элементы имеют несколько преимуществ, в том числе высокую плотность энергии, большую емкость хранения, тот факт, что избыточный отходящий водородный газ может использоваться для удовлетворения потребностей транспорта в энергии, и их экологическая безопасность. Это по-прежнему дорогостоящий метод накопления энергии, он имеет один из самых низких диапазонов эффективности в оба конца — 20-50%, и его трудно найти для маломасштабной системы накопления энергии, но его можно рассмотреть и использовать. если вы можете их найти.

Проточные батареи

Батареи

Flow можно охарактеризовать как «нечто среднее между батареей и топливным элементом». Эта технология накопления энергии может иметь КПД в оба конца до 80% и срок службы до 25 лет. Их способность выполнять полный цикл и оставаться на уровне 0% заряда (SOC) делает их подходящими для приложений хранения энергии ветра, где батарея должна каждый день запускаться пустой и наполняться в зависимости от нагрузки и погоды. Этот тип батареи состоит из двух резервуаров с электролитом, из которых электролиты циркулируют (с помощью насосов) через электрохимический элемент, состоящий из катода, анода и мембранного сепаратора.При протекании двух электролитов в электрохимической ячейке химическая энергия преобразуется в электричество. Оба электролита хранятся отдельно в больших резервуарах для хранения вне электрохимической ячейки.

Батареи

Flow отличаются высокой мощностью, длительным сроком службы, номинальной мощностью и разделением по энергопотреблению, электролиты могут быть легко заменены, быстро реагируют и могут переходить из режима заряда в режим разряда менее чем за 1 секунду. Тем не менее, низкая эффективность и высокая стоимость делают эту технологию более подходящей для крупномасштабных проектов, в которых достижения в этой области широко направлены на замену традиционных свинцово-кислотных аккумуляторов.Если вы можете найти дешевый аккумулятор, это, безусловно, аккумулятор, на который стоит обратить внимание.

После того, как вы определились с технологией аккумуляторов, вам нужно сразу обратить внимание на то, какое напряжение и силу тока получить. Наиболее простые размеры батарей — 12 В и 24 В, которые идеально подходят для вашего проекта ветряной турбины на заднем дворе. Теперь давайте посмотрим на силу тока. Батареи могут иметь разную емкость, которая измеряется в ампер-часах. Скажем, если у вас есть аккумулятор на 12 вольт и емкостью 10 ампер-часов, вы, вероятно, захотите подключить 10 вместе параллельно, чтобы увеличить емкость хранения до 100 ампер-часов, что идеально подходит для вашего небольшого размера. проект.Очевидно, что чем выше емкость вашей системы, тем больше энергии вы будете иметь под рукой, поэтому на самом деле не должно быть ограничений на емкость хранения вашей системы.

Батареи должны быть соединены положительным полюсом и отрицательным полюсом с отрицательным с помощью соединительных кабелей, которые можно приобрести в Интернете или в хозяйственных магазинах. Последний положительный и отрицательный выходы в серии должны быть подключены к инвертору, чтобы преобразовать напряжение постоянного тока в полезную мощность переменного тока. Убедитесь, что вы используете инвертор с выходом адаптера, чтобы можно было проложить удлинительный кабель с адаптером с несколькими разъемами от системы туда, где вы хотите его использовать.Инверторы могут быть довольно дорогими и, скорее всего, будут самым дорогим элементом для этого проекта. Но вам нужен инвертор хорошего качества для безопасности себя и продуктов, в которых вы используете чистую энергию.

Стоимость

Итак, давайте примерно разберем стоимость самодельной ветряной турбины. Очевидно, это приблизительные оценки, и быстрый поиск в Google может предложить более дешевые товары, чем перечисленные здесь. Вы можете легко найти некоторые из этих предметов в своем доме, что поможет вам сэкономить несколько долларов здесь и там, например, использование старого автомобильного аккумулятора может сэкономить вам немного денег, если он не полностью разрядился.Металлолом и дерево также можно использовать для создания более экономичной самодельной ветряной турбины. В приведенной ниже таблице приведены приблизительные данные о затратах и ​​источниках их получения.

Таблица 1: Таблица затрат на самодельную ветряную турбину

Стоимость небольшого проекта немного возрастает, но это неплохо, если сравнить его с коммерчески производимой небольшой ветряной турбиной на заднем дворе с аналогичной выходной мощностью. Добавьте сюда коммерческий контроллер заряда и промышленную вышку, необходимую для выполнения работы, и это в сумме составит менее 750–1000 долларов.

Таким образом, вы можете сэкономить более 750 долларов, построив собственное здание, не говоря уже об экономии за счет сокращения счета за электроэнергию, который даже в течение одного года начнет накапливаться.