Ветрогенератор своими руками: возможно ли сделать самому

Чтобы не испытывать дефицит электроэнергии можно обзавестись дополнительным оборудованием. К примеру, ветрогенератором. В статье рассмотрим, как сделать ветрогенератор, но только основные этапы строительства. В одной статье изучит все подробно не получиться. После ознакомления решите, покупать ли готовую установку или можно попробовать сделать самому.

Принцип работы ветряной установки

На сегодняшний день тяжело себе представить быт без электроприборов. Даже незначительные перебои в подаче электричества могут сильно повлиять на нормальный уклад жизни большинства людей. Чаще всего подобные проблемы наблюдаются в сельской местности и на территории загородных поселков.

ветрогенератор своими руками

Ветроэлектрическая установка способна преобразовывать кинетическую энергию ветра в механическую. Это обеспечивает вращение ротора и преобразуется в электричество. При этом, установка должна состоять из определенных элементов, без которых ее работа будет невозможной.

В частности, в конструкцию ветрогенератора входят:

  • лопасти, образующие пропеллер;
  • ротор турбины;
  • генератор;
  • инвертор;
  • аккумулятор.

Во время работы ветрогенератора на лопасти воздействует тормозящая сила, импульсная и подъемная. При этом, две последние преодолевают тормозящее воздействие и обеспечивают движение маховика. Ротор создает магнитное поле в неподвижной части генератора. В результате в цепи возникает электрический ток.

В результате вращения ротора происходит образование трехфазного переменного тока. Полученный ток проходит через контроллер, отвечающий за заряд аккумуляторной батареи постоянного тока.

Инвертор обеспечивает преобразование тока, который в последующем можно потреблять в разных целях. Например, можно обеспечить работу осветительных устройств, телевизора, радиоприемника, микроволновой печи и иных электроприборов.

Классификация видов генераторов энергии

Все видыветроэлектрических установок классифицируются в зависимости от:

  • числа лопастей в пропеллере;
  • материала изготовления лопастей;
  • расположения оси вращения по отношению к земле;
  • шагового признака винта.

Ветрогенератор может иметь одну лопасть, две, три или же быть многолопастным. Чем больше лопастей, тем легче они приводятся в движение. Зачастую многолопастные изделия применяются в том случае, когда на первом месте стоит сам процесс вращения, а не получение электроэнергии. К примеру, речь может идти об извлечении воды из скважин.

Также лопасти бывают парусными или жесткими. Первые отличаются своей дешевизной, но и характеризуются низкой прочностью. Жесткие более прочные, так как при их изготовлении используется металл.

Если говорить о расположении оси вращения, то ветрогенераторы бывают:

  • вертикальными;

вертикальные ветрогенераторы

  • горизонтальными.

Горизонтальные ветрогенераторы

Первые более чувствительные и реагируют даже на небольшой ветер. Вторые более мощные, что является главным их преимуществом.

В зависимости от шагового признака выделяют установки с изменяемым и фиксированным шагом. В первом случае установка характеризуется высокой скоростью вращения, но одновременно с этим отличается массивной и сложной конструкцией. Более простыми и надежными являются установки с фиксированным шагом.

Расчет прогнозируемой мощности ветрового генератора

Очень важно проводить расчеты в отношении двух скоростей ветрового потока:

  • среднегодовой;
  • расчетной.

Что касается среднегодовой скорости, то нужно заранее определиться с приблизительным количеством энергии, на которую стоит рассчитывать в конкретный временной период. Исчисления могут осуществляться по месяцам или даже в расчет можно брать целый год.

Формула расчета мощности энергии ветра P=0.6*S*V^3, где

P- мощность Ватт

S-3,14*r^2 площадь ометания кв.м.

V^3- Скорость ветра в кубе м/с

r^2- радиус окружности в квадрате

К примеру если взять площадь винта 3 кв.м. и посчитать мощность на ветре 10 м/с, то получится 0,6*3*10*10*10=1800ватт. Но это мощность ветрового потока, а винт заберет часть мощности, которая в теории может достигать 57%, но на практике для горизонтальных трехлопастных ветрогенераторов этот параметр 35-45%. А для вертикальных типа Савониус 15-25%.

Тогда в среднем для горизонтального трехлопастного винта коэффициент использования энергии ветра поставим 40% и посчитаем, 1800*0,4= 720 ватт. Винт заберет 720 ватт у ветра, но еще есть КПД генератора, который у генераторов на постоянных магнитах примерно 0,8 , а с электровозбуждением 0,6. Тогда 720*0,8=576 ватт.

Но на практике все может быть гораздо хуже, так-как генератор не во всех режимах работы имеет высокий КПД, так-же есть потери в проводах, на диодном мосту, в контроллере, и в аккумуляторе. Поэтому можно скинуть смело еще 20% мощности и останется примерно 576-20%=640,8 ватт.

Распиновка RJ45: схемы подключения и правила обжима витой пары

У вертикального ветрогенератора это параметр будет еще меньше так-как во-первых КИЭВ всего 20%, а так-же мультипликатор, КПД которого 70-90%.

Тогда изначальные из 1800 ватт мощности ветра лопасти отнимут 1800*0,2=360ватт. Минус КПД генератора 0,8 и мультипликатора 0,8 равно 360*0,8*0,8=230,4ватт.

И еще минус 20% на потери в проводах, диодном мосту, контроллере и АКБ., и останется 230,4-20%=183,6ватт.

По расчетной скорости можно вычислить номинальную мощность установки. При этом, данная скорость не должна быть выше среднегодовой более чем в 1,5-2 раза.

Большинство самодельных ветроустановок далеки от заводских аналогов. Только лишь с применением точных расчетов можно добиться высокого КПД всей ветроустановки и это удается не многим.

Монтаж электропроводки в деревянном доме: открытый и закрытый способ укладки, рекомендации по укладке электропроводки

А с большинства самодельных ветрогенераторов можно при расчете мощности смело скидывать половину ожидаемой мощности и сразу делать ветрогенератор в два раза мощнее чем нужен, чтобы компенсировать все недочеты домашней сборки и применяемых материалов.

Перед установкой ветрогенератора необходимо определиться с тем, на что можно будет рассчитывать при его эксплуатации. Кроме этого, стоит быть готовым к тому, что сборка и установка подобного оборудования выльется в хорошую копеечку. При этом сиюминутной отдачи не будет. Данный проект является вкладом в будущее. Использовать же, ветрогенератор лучше всего в качестве резервного источника электроэнергии, а не основного.

Сборка аксиальной вэу на неодимовых магнитах

Аксиальные ветрогенераторы стали делать на территории России недавно, что объясняется относительно недавним появлением в нашей стране неодимовых магнитов. В первое время на них был большой спрос, который привел к настоящему ажиотажу.

ветрогенератор своими руками

Однако вскоре рынокнасытилсяданными магнитами, в результате чего их стоимость значительно снизилась. Товар стал доступен для широких слоев населения, и многие умельцы приступили к сборке аксиальных ветрогенераторов.

Так, за основу установки многие берут ступицу с тормозными дисками от старого автомобиля. Деталь разбирается и вычищается от ржавчины, а все подшипники смазываются. Готовый генератор стоит покрасить.

Распределение и закрепление магнитов

Неодимовые магниты приклеиваются на роторные диски. При этом, очень важно, чтобы количество магнитов и полюсов в однофазном генераторе совпадало. Если говорить о трехфазной модели, то соотношение катушек и полюсов должно быть 2/3 или 4/3.

Также при размещении магнитов полюса должны чередоваться. При необходимости стоит сделать шаблон-подсказку или нанести сектора на диск. Еще рекомендуется приобрести прямоугольные магниты, а не круглые. Во время размещения магнитов на дисках необходимо чередовать полюса.

Как правильно подключить дифавтомат: различные схемы подключения, инструкция по установке

Для закрепления магнита нужно использовать качественный клей. Допустимо применение эпоксидной смолы. Она разводится согласно инструкции, после чего наносится на диск. При этом смола должна покрыть поверхность диска, но не стекать с него. Во избежание последнего диск нужно обмотать скотчем.

Генераторы однофазного и трехфазного вида

Трехфазный генератор считается лучше однофазного, так как последний вибрирует при нагрузке. К этому приводит разница в амплитуде тока.

как сделать ветрогенератор своими руками

Трехфазная модель более мощная, что достигается благодаря компенсирующим друг друга фазам. В одной фазе ток нарастает, а в другой – падает.

Как показывает практика, у трехфазной модели отдача на 50% выше, чем у однофазной.

Кроме этого, благодаря отсутствию вибрации, увеличивается акустический комфорт во время работы оборудования под нагрузкой. Работа трехфазного генератора не сопровождается гулом. Также благодаря отсутствию вибрации значительно повышается срок службы оборудования.

Правила наматывания катушки

Для обеспечения качественной намотки катушки рекомендуется пользоваться специальным станком. Как правило, катушка делается круглой. Однако если ее немного вытянуть, то можно добиться увеличения количества меди в секторе. В итоге витки будут более прямыми. Также стоит учитывать, что размер магнита и внутренний диаметр катушек должны быть равными.

Допускается использование немного уменьшенного магнита. Размер катушки может немного превышать параметры магнита, но никак не наоборот. Толщина статора не должна превышать толщину магнитов. В противном случае будет наблюдаться уменьшение магнитопотока, в результате чего пользователь не получит необходимое количество тока.

Мачта и поворотноеустройство

Очень важно обеспечить поднятие ветрогенератора на нужную высоту. Кроме этого, флюгерная часть должна вращаться по горизонтали, за направлением воздушных потоков. Так как мачта очень непроста в изготовлении, рекомендуется приобрести уже готовое устройство.

самодельный ветрогенератор

Во время установки данной конструкции необходимо обеспечить мощный фундамент. В частности, потребуется установить закладную гильзу или анкера с резьбовой частью.

По окончанию установки мачту необходимо зафиксировать при помощи растяжек. По вопросу необходимого количества растяжек рекомендуется обратиться к специалистам любой строительно-монтажной организации. Для каждой растяжки необходимо обеспечить отдельный анкерный фундамент. Речь идет о том конце растяжки, который крепится на уровне поверхности земли.

Окончательная сборка устройства

Готовая мачта должна иметь длину в пределах 6-12 метров. Ее основание необходимо обязательно забетонировать. Ветряк крепится в верхней части мачты. Еще очень важно сделать у основания мачты крепление, которое понадобится в случае поломки устройства. Данное крепление должно обеспечить спуск и подъем трубы при помощи ручной лебедки.

Для изготовления винта используется ПВХ-труба, диаметр которой должен составлять 160 мм. Из нее вырезается двухметровый винт, в состав которого будет входить 6 лопастей. Форма лопастей может быть разработана пользователем самостоятельно, без привлечения специалистов. Главное – обеспечить усиление крутящего момента на низких оборотах.

Для защиты винта-пропеллера от сильного ветра необходимо использовать складной хвост.

Накопление выработанной энергии происходит в аккумуляторах.

Законность установки ветрогенератора

Перед непосредственной установкой ветрогенератора необходимо ознакомиться  с требованиями и ограничениями, предусмотренными действующим законодательством.

Так, если мощность устройства не превышает 1 кВт, то ветрогенератор считается бытовым прибором и на него не распространяется ни одна из существующих регламентаций.

При этом 1 кВт вполне достаточно для маленького жилого дома или дачи. Конечно, если не пользоваться мощной техникой. Для освещения, работы телевизора и компьютерной техники данной мощности хватит с лихвой. Можно будет даже пользоваться некоторыми типами домашнего электроинструмента.

Как правильно подключить УЗО: схемы, варианты подключения к однофазной и трехфазной сети

Сертификации же, подлежат установки мощностью 75 кВт и более. В  иных случаях не потребуется наличие разрешительных документов.

Еще стоит учитывать, что никакие ветровые установки не облагаются налогом. Ведь ветер является бесплатным ресурсом. При использовании генератора в личных целях к пользователю не будут возникать вопросы со стороны представителей власти.

Ограничения распространяются разве что на высоту мачты. Особенно если установка будет размещаться вблизи аэродромов, вышек связи или линии электропередач. Возможно, претензии начнут предъявлять экологические службы. К примеру, их специалисты могут указать на то, что мачта создает препятствия для свободного перелета птиц.

Конечно же, перед установкой мачты необходимо выяснить, не будет ли она мешать соседям по участку. Например, некоторые люди опасаются возможного падения мачты. Такой страх вполне закономерен и чтобы развеять все предрассудки, рекомендуется убедить соседей в том, что мачта надежно закреплена. Еще соседей может раздражать вибрация от мачты и громкая ее работа. В таком случае лучше выбрать качественный и тихо работающий генератор.

Есть вероятность того, что мачта спровоцирует ухудшение приема радио или телевизионного сигнала. Пострадать может и мобильная связь. Во избежание возникновения конфликтной ситуации с соседями, рекомендуется заранее с ними договориться об установке ветрогенератора.

Также оборудование необходимо разместить так, чтобы оно не нарушало привычный жизненный уклад соседей. Обязательно во время установки ветряка нужно учитывать и правила техники безопасности. Стоит учитывать, что лопасти вращаются с очень высокой скоростью, а отколовшийся от них кусок способен развить скорость больше 100 км/ч. Во избежание повреждения имущества и нанесения вреда жизни и здоровью человека, установка должна находиться на безопасном расстоянии от домостроения.

Master
Оцените автора
( Пока оценок нет )
RemontikHome.ru
Добавить комментарий

Adblock
detector