Как сделать самодельный ветрогенератор для частного дома?




Ветрогенератором называется комплексное электромеханическое устройство, задачей которого является преобразование кинетической энергии, обеспечиваемой ветром в энергию механическую (при посредстве ротора, лопастей и иных элементов), а затем электрическую, способную снабжать:

  • промышленные;
  • частные сети;
  • отдельные приборы.

Ветроэлектрические установки относятся к альтернативным силовым источникам, поскольку позволяют вырабатывать энергию природными средствами, без:

  • использования ископаемого сырья;
  • появления отходов;
  • дополнительных затрат;
  • вреда экологии.

Наряду с солнечными батареями ветрогенераторы становятся выходом из положения там, где стоимость электричества очень высока или проводка электрических сетей связана с повышенными сложностями.

Наряду с мощными промышленными ветрогенераторами, установкой которых занимается государство или крупные частные энергетические корпорации, получают все большее распространение частные, бытовые или хозяйственные ВЭУ.

Эти устройства не объединены в крупные сети и способны дополнять или полностью обеспечивать энергетические потребности отдельно взятого хозяйства (дома, участка, загородного строения, отдельного устройства и т.д.).

Широкого применения до конца XX века частные ветроэлектрические установки не находили ввиду статистической дороговизны получения энергии подобным путем и относительно низкой мощности подобных установок.

В ходе технического прогресса, ввиду развития методик и материальных средств становится возможным создавать все более удобные в эксплуатации и экономичные ветрогенераторы, что способствует их распространению.

В России присутствует достаточно небольшое предложение по частным ветрогенераторам удовлетворительного качества и мощности.

Потребность в подобных установках все расширяется

Хорошим решением для человека, обладающего базовыми инженерными познаниями, становится создание самодельного ветрогенератора по собственному проекту, что часто становится удобным и эффективным способом обеспечения электрического снабжения частного дома по той или иной причине не подключенного к общей сети.

Виды ветрогенераторов

ветряк виды

Бытовые ветрогенераторы могут разделяться, как и промышленные, на:

  • Горизонтальные — требуют большей поверхности лопастей, но считаются более надежными.
  • Вертикальные — могут быть более компактными и при прочих равных обеспечивать большую мощность, но при этом они менее надежны и их сложнее качественно установить.

Также генераторы могут различаться по количеству лопастей:

  • однолопастные;
  • двух-трех лопастные;
  • многолопастные.

А также по их форме:

  • Вертикальные карусельные лопасти, взаимодействующие, например, с ротором Савониуса, в случае бытовых генераторов;
  • Ортогональные, расположенные перпендикулярно движению воздуха (принцип ротора Дарье);
  • Горизонтальные винтовые лопасти, выполняемые схожим образом с самолетными винтами.

Частные ветрогенераторы также могут иметь различную мощность – от 50-60 до 200-300 ватт.

Максимальным пределом мощности бытовых ветрогенераторов является 1 кВт

Устройства, выдающие максимальную мощность данного предела, оказываются уже довольно массивными и сложно организованными для частного хозяйства.

Материалы




Для самостоятельного исполнения бытового ветрогенератора необходимо иметь представление об основных элементах, входящих в состав конструкции, а также о возможных вариантах материалов, которые могут быть в ней использованы.

Ветрогенератор состоит из:

    ротор для ветрогенератора

  1. Ротора – может быть:

    • частью какой-либо заимствованной для конструкции системы (например — генератора от дрели или шуруповерта служащего базой для силовой установки конструкции);
    • отдельной деталью, которую можно приобрести в магазине или получить при разборе какого-либо неработающего прибора (сломанного двигателя или силовой установки станка);
  2.  
    лопасти для ветрогенератора

  3. Лопастей – могут быть изготовлены из:

    • дерева;
    • легкого металла (например, алюминия) или сплава;
    • пластика (например, из разрезанной и отшлифованной пвх трубы) и т.д.;
  4.  
    генератор для ветрогенератора

  5. Генератора – обеспечивает выработку энергии, он может быть:

    • собран самостоятельно по своему проекту из набора магнитных катушек, располагаемых в сочетании с ротором и лопастями;
    • использоваться готовый элемент из автомобильного генератора, генератора из старых компьютеров с ленточным приводом, из тракторного генератора, из генератора дрели или мощного шуруповерта;



  6.  
    рея для ветрогенератора

  7. Горизонтальной поддерживающей реи – устройства, на котором крепится:

    • генератор;
    • ветротурбина с ротором и лопастями;
    • хвост, который будет ориентировать конструкцию по ветру.

     
    Рея может быть исполнена из:

    • дерева;
    • металла;
    • твердого пластика или пластмассы;
    • особо прочного стекла и т.д.

     
    Хвост может быть также исполнен из:

    • металла;
    • дерева;
    • пластика;
  8.  
    мачта для ветрогенератора

  9. Мачты – мачта бытового ветрогенератора обычно достигает высоты от двух до пяти метров, она может быть исполнена из:

    • прочной деревянной планки;
    • металлической или прочной пластиковой трубы, даже бетонной трубы в случае особо крупного генератора.

     
    Мачта должна быть снабжена растяжками из стальных тросов для дополнительной фиксации, а также быть полой внутри или содержать короб для отвода электрического провода от генератора к щитку.
     
    Планка с генератором и лопастями должна крепиться к мачте подвижно, чтобы иметь возможность менять положение к ветру;

  10.  
    электроника для ветрогенератора

  11. Электрической части – электрическая часть ветрогенератора состоит из провода, отходящего от генератора к распределительному щитку, который должен содержать:

    • буферный аккумулятор;
    • контроллер заряда аккумуляторов, обеспечивающий координацию работы системы и принудительный запуск при необходимости;
    • инвертор, который обеспечивает подключение ветрогенератора к сети для практического использования.

     
    Аккумулятор лучше брать стационарный, герметичный и специально ориентированный на работу систем альтернативной энергетики, автомобильные будут требовать чрезмерных эксплуатационных усилий.
     
    Контроллер и инвертор можно смонтировать самостоятельно из имеющихся деталей или приобрести специализированные для ВЭУ.
     
    Распределительный щиток должен монтироваться на подготовленную поверхность из:

    • мрамора;
    • пластмассы;
    • шифера;
    • в худшем случае прокрашенного масляной краской дерева.

     

    Провода необходимо использовать медные, хорошо изолированные, двужильные

Монтаж

монтаж ветрогенератора

Подобрав материалы, изготовив лопасти, ротор, систему крепления ротора к генератору, несущую рею, конструкцию распределительного щитка и мачту, подобрав аккумулятор, провода, крепления для всей конструкции, можно приступать к монтажу.

  1. Генератор, лопасти, хвост и ротор устанавливаются на несущую рейку.

    • Необходимо учесть важность балансировки лопастей в системе (деревянные нужно будет специально отбалансировать, пластиковые и металлические нужно просто вырезать из одинаковых деталей по единому шаблону).
    • А также принять меры по защите конструкции от холода и влаги. От воздействия внешней среды генератор и ротор могут быть защищены внешним кожухом (например, металлической кофейной банкой), на пропеллере должен быть установлен пластиковый или металлический колпак.
    • По завершении установки необходимо произвести окраску конструкции нитролаками или эмалью, для предотвращения влияния влаги.
    • От холода подвижные конструкции необходимо защитить смазкой на силиконовой или иной хладостойкой основе;
  2.  

  3. Рейка с силовой установкой подвижно монтируется на мачту.

  4. Мачта может фиксироваться на крыше здания или на земле поверх бетонного основания, фиксация проводится вместе с растяжками.

  5. По мачте до распределительного щитка проводится провод от генератора;

  6. К системе, после проверок на корректное функционирование и целостность подсоединяются:

    • контроллер;
    • аккумулятор;
    • инвертор.

     
    Через инвертор проводится подключение к тестовым приборам, а затем, по необходимости к действующей сети.

Перед использованием систему необходимо протестировать при помощи простых устройств (например, телефонной зарядки или тестовой маломощной лампочки), если все работает – можно проводить подключение к приборам и наслаждаться автономным электричеством.


Пожалуйста, поделитесь статьей, если она вам понравилась: