Самодельные хитрости: вертикальный ветрогенератор своими руками

Самодельные хитрости: вертикальный ветрогенератор своими руками

Бытовые хитрости: вертикальный ветрогенератор своими руками

По сравнению с модными фотоэлектрическими источниками ветряные турбины могут показаться устаревшими. На самом деле это далеко не так. По мере того, как традиционные источники энергии становятся все более дорогими, появляются новые, более совершенные и эффективные модели с повышенной эффективностью.

В продаже стоимость ветряка домашнего бренда начинается от 2000 долларов, но их технические характеристики устраивают далеко не всех. Многие владельцы отдаленных домовладений и дач предпочитают собирать вертикальный ветряк своими руками.

Главные плюсы стандартных решений

В области информации существует множество рекомендаций по разработке моделей с разными сильными сторонами, включая прогнозируемые затраты, окупаемость и запланированную рабочую нагрузку.

Фирменная ветроустановка средней мощности в ценовом диапазоне при номинальной скорости ветра 5-6 м / с вырабатывает до 250 киловатт бесплатной энергии в год.

Если самостоятельно создать вертикальный ветряк, в том числе из подручных материалов, денег на него потребуется в разы меньше, что положительно скажется на сроке окупаемости инвестиций в целом.

С другой стороны, желание реализовать масштабный проект по строительству мощного ветрогенератора для обогрева дома и питания энергоемкой бытовой техники потребует значительных затрат. Давайте разберемся на простые множители.

Проблемы создания мощных ветросиловых установок

Станция мощностью всего 2 кВт установлена ​​в массивном бетонном фундаменте прочной ветрозащитной конструкции высотой 8 метров с 3-метровым металлическим ротором. Помимо основных затрат, для монтажа такой конструкции потребуется аренда строительной и подъемной техники.

Попытки построить более мощный вертикальный ветряк своими силами без соответствующего опыта и основательной сырьевой базы часто оборачиваются дополнительными затратами на приведение конструкции в рабочее состояние. Для домашнего использования хотя бы на начальном этапе стоит сосредоточиться на создании ветряка мощностью до 500 Вт.

Свойства бюджетных моделей

Для отечественной ветроэлектростанции рекомендуется использовать конструкцию с горизонтальной осью вращения и лопастным ротором в качестве основы. Преимущество таких систем – малый материалоемкость и высокий КПД. Наиболее доступная и простая конструкция для скоростных двух – и трехлопастных ветроэнергетических установок.

Конструктивные особенности высокооборотных систем

Аэродинамические свойства быстроходных роторов во многом зависят от конфигурации лопастей. На работоспособность внешне влияют незаметные погрешности, поэтому без отсутствия навыков лучше отдать предпочтение тихоходному варианту ротора.

Читайте также:  Двери венге в интерьере 50 примеров сочетаний на фото

    Чем меньше лопастей, тем больше проблем с балансировкой ротора. Оптимальный по сложности и трудоемкий вариант ветроколеса диаметром 2 метра должен иметь не менее 5-6 лопастей. Быстроходные конструкции характеризуются повышенным уровнем шума, который увеличивается с увеличением диаметра и частоты вращения. Эта особенность мощного высокоскоростного ветроагрегата исключает его установку в плотной застройке или на крышах городских кварталов.

Примечание: удвоение количества лопастей при скорости ветра 8 м / с поможет увеличить мощность генератора до 450-500 Вт, но такое улучшение неизбежно требует установки дорогостоящей трансмиссии.

Генератор веломоторного типа

Экономию на отказе от приемки редуктора можно заменить на быстродействующий генератор типа Г-221 с цикломотором меньшей частоты вращения.

Наличие в конструкции постоянных магнитов решает проблему подачи тока на обмотку возбуждения.

В качестве генератора для домашнего ветрогенератора с максимальной частотой вращения 220-230 об / мин достаточно использовать велосипедный двигатель собственного производства мощностью 250 Вт. КПД такого устройства составляет чуть более 80%. .

Конструкционные свойства мачты

Исходный материал – стальная труба диаметром 100 мм. Высота мачты с прочным бетонным основанием может составлять от 6 до 10 метров на открытом пространстве.

    Если на месте установки есть конструкции, деревья или другие ветровые препятствия, высоту мачты следует увеличить так, чтобы ротор находился как минимум на полтора-два метра над препятствиями на местности. Для арматуры рекомендуется использовать монтажный канат с антикоррозийным покрытием и сечением не менее 6 мм.

Как защитить ветряк от ураганного ветра?

На практике лучше всего зарекомендовало себя простое и эффективное приспособление, известное как боковая лопата.

    При скорости потока до 8 м / с ротор фиксируется на оси шпунтом. Когда ветер усиливается, давление потока преодолевает жесткость пружины, и ветрогенератор разрушается, изменяя угол притока воздуха к лопастям и снижая уровень воспринимаемых напряжений.

Рекомендации по изготовлению лопастей

Для самодельных лопастей ротора больше подходит древесина, более устойчивая к растягивающим нагрузкам. Для более дешевого и менее трудоемкого варианта в качестве сырья можно использовать трубы ПВХ 160 мм.

В лучшем решении – это элементы труб для напорных водопроводных и канализационных сетей класса SDR PN 6.3 с толщиной стенки не менее 4 мм. Пластиковые лезвия менее сложны в изготовлении и менее подвержены воздействию температурных и влажностных факторов.

Читайте также:  Заливка швов в плитке для ванной своими руками: как правильно затереть швы

Вырезанные по шаблону заготовки необходимо тщательно отшлифовать, а острые края закруглить.

Обустройство штатного оборудования

Используйте голову, чтобы прикрепить лезвия. Стандартная конструкция представляет собой стальной диск толщиной 6-8 мм, к которому через равные промежутки времени привариваются лопатки толщиной 10-12 мм и длиной 300 мм с отверстиями для крепления резьбовых соединений.

Головка крепится к корпусу генератора болтами с контргайками. Для каркаса конструкции требуется сталь толщиной 6-8 мм или достаточно широкий канал.

Токоприемник и подвижное соединение

Конструкция тандема подвижных контактов стандартная. В простейшем варианте это диэлектрическая втулка, контактная группа и упругие графитовые щетки от автомобильного стартера. Агрегат снабжен крышкой, защищающей его от дождя.

Подвижная соединительная рама для ветрогенератора относительно мачты установлена ​​для вращения ротора в направлении воздушного потока. Специалисты рекомендуют использовать роликовые подшипники с диаметром отверстия не менее 60 мм, которые обладают максимальной осевой гибкостью.

Аккумуляторно – конверторное оборудование

Стандартное напряжение велосипедного генератора составляет 25-26 В, поэтому две батареи на 12 В, соединенные последовательно, общей емкостью 100 А / ч могут использоваться для хранения вырабатываемой электроэнергии.

Для преобразования постоянного тока в переменный с напряжением 220 В в систему вводится преобразователь напряжения мощностью 600 Вт.

Даже если вы легко сможете создать своими руками вертикальный ветряк, следует помнить, что безотказная работа такого устройства гарантирована при условии его своевременного и грамотного обслуживания.

Самодельный вертикальный ветрогенератор: чертежи, размеры, описание изготовления

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

По типу расположения оси вращения (ротора) ветроустановки делятся на вертикальные и горизонтальные. Мы обсуждали конструкцию ветряной турбины с горизонтальным ротором в прошлой статье, теперь поговорим о ветряке с вертикальным ротором.

Рассмотрим преимущества и недостатки вертикального ветряка

Преимущества:

    Низкий уровень шума – ветер, колеса практически не шумят и не мешают, характерного свиста винта нет. Простота конструкции – сделать ветряк и его сборка не составляет особого труда. Надежная конструкция – все узлы компактны, просты в обслуживании.

Недостатки:

    Основным недостатком конструкции ветряной турбины с вертикальным ротором является низкая частота вращения. Турбина должна быть установлена ​​в зоне, где преобладающая скорость ветра превышает 4 м / с. Защита от ураганных ветров практически отсутствует – если в горизонтальном ветряке во время урагана автоматически срабатывает откидной вал, который вращает ветроколесо, в этой конструкции приходится заклинивать ротор вручную, как вариант, коротко – замкнуть контакты на выходе катушек.
Читайте также:  Желтая ванная (60 фото): желтая керамическая плитка в оформлении ванной и другие отделочные материалы

Изготовление вертикального ветрогенератора

Прежде всего, если мы решили сделать ветряк с вертикальной осью, необходимо указать генератор. В качестве вертикального ветряного генератора с низкой частотой вращения, соответственно, ему потребуется генератор, способный подавать заряд на аккумулятор при достаточно низких оборотах.

Автомобильный генератор для этого проекта не совсем подходит, так как дает зарядный ток на оборотах выше 1000 об / мин. Для автомобильного генератора используйте шкив передаточного числа 4–5 и чистите только генератор.

В качестве генератора практичнее использовать осевой генератор, вы можете сделать его самостоятельно, процесс изготовления описан в этой статье.

Принципиальная схема осевого генератора для ветрогенератора.

Изготовление ветроколеса

Ветроколесо (турбина) вертикального ветрогенератора состоит из двух верхних и нижних кронштейнов и лопастей.

Ветроколесо изготавливается из алюминия или нержавеющей стали, также его можно вырезать из тонкостенного ствола. Высота колеса не должна быть меньше 1 метра.

В этом ветроколесе угол кривизны лопастей определяет скорость вращения ротора, чем больше отклонение, тем больше скорость вращения.

Ветроколесо прикручено непосредственно к шкиву генератора.

Для установки вертикального ветрогенератора можно использовать любую мачту, конструкция которой подробно описана в этой статье.

Схема подключения ветогенератора

Генератор подключен к контроллеру, который, в свою очередь, подключен к аккумулятору. Практическое решение – использовать автомобильный аккумулятор в качестве накопителя энергии. Поскольку бытовая техника питается от переменного тока, нам нужен инвертор для преобразования 12 В постоянного тока в 220 В переменного тока.

Для подключения используется медный провод сечением до 2,5 кВт, схема подключения подробно описана здесь.

Видео, показывающее работающий ветрогенератор.

Оцените статью
Добавить комментарий