Как сделать ветрогенератор в домашних условиях своими руками: Как сделать ветрогенератор своими руками: видео, схема, фото

Как сделать ветрогенератор своими руками: видео, схема, фото

С давних пор человечество использует силу ветра в своих целях. Ветряные мельницы, парусные корабли знакомы многим, про них пишут в книгах и снимают исторические фильмы. В наше время ветряной электрогенератор не потерял свою актуальность, т.к. с его помощью можно получить бесплатное электричество на даче, которое может пригодиться, если отключат свет. Поговорим о самодельных ветряках, которые можно собрать из подручных материалов и доступных деталей с минимумом затрат. Для вас мы предоставили одну подробную инструкцию с картинками, а также видео идеи еще нескольких вариантов сборки. Итак, давайте рассмотрим, как сделать ветрогенератор своими руками в домашних условиях.

Инструкция по сборке

Существуют несколько типов ветряных установок, а именно – горизонтальный, вертикальный и турбина. У них есть принципиальные различия, свои плюсы и минусы. Однако принцип работы всех ветрогенераторов одинаков — энергия ветра преобразуется в электрическую и накапливается в аккумуляторах, а уже с них уходит на нужды человека.

 Самый распространенный вид — это горизонтальный.

Он знаком и узнаваем. Преимущество горизонтального ветрогенератора — более высокий КПД по сравнению с другими, так как лопасти ветряка всегда находятся под действием воздушного потока. К недостаткам можно отнести высокое требование к ветру – он должен быть сильнее 5 метров в секунду. Этот тип ветряка сделать проще всего, поэтому его часто берут за основу домашние мастера.

Если вы решили попробовать свои силы в сборке ветрогенератора своими руками, вот несколько рекомендаций.

Начинать нужно с генератора — это сердце системы, от его параметров будет зависеть конструкция винтового узла. Для этого подойдут автомобильные генераторы отечественного и импортного производства, есть сведения о использовании шаговых двигателей от принтеров или прочей оргтехники. Велосипедное мотор-колесо также можно использовать, чтобы самому сделать ветряк для получения электричества. В целом, может подойти практический любой мотор или генератор, однако его обязательно необходимо проверить на эффективность.

Определившись с преобразователем энергии, нужно собрать редукторный узел для повышения оборотов на валу генератора. Один оборот пропеллера должен равняться 4-5 оборотам на валу генераторного узла. Однако эти параметры подбираются индивидуально, исходя из мощности и особенностей вашего генератора и лопастного узла. В качестве редуктора может выступать деталь от болгарки или система ремней и роликов.

Когда собран узел редуктор-генератор, приступают к выяснению его сопротивления крутящему моменту (грамм на миллиметр). Для этого нужно сделать плечо с противовесом на валу будущей установки, и с помощью груза выяснить при каком весе плечо пойдет вниз. Приемлемым результатом считается менее 200 грамм на метр. Размер плеча в этом случае принимается за длину лопасти.

Многие думают, что чем больше лопастей, тем лучше. Это не совсем верно. Нам нужны большие обороты, а много винтов создают большее сопротивление ветру, так как изготавливаем мы их в домашних условиях, в результате чего в какой-то момент набегающий поток тормозит винт и КПД установки падает.

Вы можете использовать двухлопастной винт. Такой пропеллер при нормальном ветре может раскрутиться более 1000 оборотов в минуту. Сделать лопасти самодельного ветрогенератора можно из подручных средств — от фанеры и оцинковки, до пластика от водопроводных труб (как на фото ниже). Главное условие – материал должен быть легким и прочным.

Легкий винт повысит КПД ветряка и чувствительность к воздушному потоку. Не забудьте сбалансировать воздушное колесо и убрать неровности, иначе во время работы генератора будете слушать завывание и вой, а вибрации приведут к быстрому износу деталей.

Следующий важный элемент, это хвост. Он будет держать колесо в потоке ветра, и поворачивать конструкцию в случае изменения его направления.

Делать токосъемник или нет, решать вам. Это усложнит конструкцию, однако избавит от частых скручиваний провода, что чревато обрывами кабеля. Конечно, при его отсутствии вам придется иногда самостоятельно раскручивать провод. Во время пробного запуска ветрогенератора не забудьте о технике безопасности, крутящиеся лопасти представляют большую опасность.

Настроенный и сбалансированный ветряк устанавливают на мачту, высотой не ниже 7 метров от земли, закрепленную распорными тросами. Далее не менее важный узел — накопительный аккумулятор. Чаще всего используют автомобильный кислотный аккумулятор. Подключать выход самодельного ветрогенератора непосредственно к батарее нельзя, это нужно сделать через реле зарядки или контроллер, который можно собрать самому или же приобрести готовый.

Принцип работы реле сводится к контролю за зарядом и нагрузкой. В случае полного заряда батареи, оно переключает генератор и аккумулятор на нагрузочный балласт, система стремится всегда быть заряженной, не допуская перезаряда, и не оставляет генератор без нагрузки. Ветряк без нагрузки может достаточно сильно раскрутиться и повредить выработанным потенциалом изоляцию в обмотках. К тому же высокие обороты могут стать причиной механического разрушения элементов ветряного генератора. Далее стоит преобразователь напряжения с 12 на 220 вольт 50 Гц для подключения бытовых приборов.

Сейчас в интернете полно схем и чертежей, где мастера показывают, как сделать ветрогенератор на мощных магнитах самостоятельно. Настолько ли они эффективны, как обещают – вопрос спорный. Но попробовать собрать ветряную электрогенерирующую установку для дома стоит, а потом решить, как ее улучшить. Важно получить опыт и тогда уже можно замахнуться на более серьезный аппарат. Свобода и многообразие самодельных ветряков настолько обширна, а элементная база разнообразна, что нет смысла описывать их все, основной смысл остался тем же — поток ветра раскручивает винт, редуктор повышает обороты вала, генератор выдает напряжение, далее контроллер держит уровень заряда на аккумуляторе, а с него уже идет отбор энергии для различных нужд. Вот по такому принципу можно сделать ветрогенератор своими руками в домашних условиях. Надеемся, наша подробная инструкция с фото примерами разъяснила вам, как изготовить подходящую модель ветряка для дома или дачи. Также рекомендуем ознакомиться с мастер-классами по сборке самодельного устройства в видео формате.

Наглядные видеоуроки

Чтобы легко сделать ветрогенератор для получения электричества в домашних условиях, рекомендуем ознакомиться с готовыми идеями на видео примерах:

Вот мы и предоставили все наиболее простые и доступные идеи сборки самодельного ветряка. Как вы видите, некоторые модели устройств сможет легко изготовить даже ребенок. Существует множество других вариантов самоделок: на мощных магнитах, со сложными лопастями и т.

д. Эти конструкции стоит повторять только при наличии некоторого опыта в этом деле, начинать следует с простых схем. Если вы хотите сделать ветрогенератор, чтобы он работал и использовался по назначению, действуйте согласно предоставленной нами инструкции. Если у вас остались вопросы – оставляйте их в комментариях.

Будет интересно прочитать:

Мини ветрогенератор своими руками

В местах без электричества возникает проблема с подзарядкой смартфонов и прочей техники. Использование павербанка только временная мера. Гораздо надежней обзавестись бесплатным альтернативным источником энергии. В его качестве подойдет самодельный миниатюрный ветрогенератор. Его производительности вполне достаточно, чтобы подзаряжать смартфон.

Материалы:

Изготовление ветряка

Первым делом поясню о сердце нашего ветряка, которым является купленный на АлиЭкспресс мотор-мини генератор на 220В.

Это трехфазный безщеточный электродвигатель (мощностью 50 Вт), который при номинальных оборотах (10000 об. /мин.) способен вырабатывать порядка 220 Вольт трехфазного напряжения. Но так как при помощи ветра такие обороты создать невозможно, нам доступно лишь слабое вращение, то такая турбина будет нам выдавать порядка 12-20 В. Этого будет достаточно для наших целей.
Берем ПВХ трубу.

На край канализационной ПВХ трубки 32 мм термоклеем приклеивается моторчик. Для надежности его нужно закрепить парой червячных хомутов.

Отступив 50 мм от двигателя, в трубе делается сквозное отверстие сверлом d10 мм, как на фото. Саму трубку нужно обрезать. Достаточно оставить 35-40 см.

На противоположном от моторчика краю трубы делается продольный рез длиной 25-30 мм. Нужно, чтобы он соответствовал направлению ранее проделанного отверстия.

Из куска пластика или оргстека вырезается хвост ветряка. С помощью термописталета он вклеивается в прорезь на трубке.

В отверстие трубки с моторчиком и хвостом вставляется болт М10. На него навинчивается гайка.

Далее насаживается подшипник, который поджимается второй гайкой.


ПВХ переходник из 32 мм на 50 мм насаживается на подшипник. Если тот немного меньше, то можно использовать проставку из кусочка трубки.


К переходнику присоединяется ПВХ труба 50 мм.

На вал моторчика нужно надеть лопасти. Их можно снять из перегоревшего вентилятора.

Если посадочный диаметр на лопастях немного больше, то следует насадить на вал подходящую трубочку и дополнительно воспользоваться термоклеем.

Чтобы защитить моторчик от осадков, на него наклеивается крышка. Для этого можно применить кусочек разрезанной вдоль канализационной трубки 50 мм.

Для закрепления ветрогенератора нужно сделать тяжелую стойку. Проще всего замешать бетон и залить в квадратную форму, выложенную из кирпича.

В полученную бетонную подушку вертикально вставляется ПВХ труба 50 мм, снятая с переходника на корпусе вентилятора. На второй день бетон уже достаточно крепкий, чтобы удерживать генератор.


При воздействии ветра генератор выдает энергию со скачущим напряжением, это нормально. При подсоединении светодиодной лампочки видно, что она мерцает. Припаиваем провода от моторчика сначала к трехфазному выпрямителю.

А затем к понижающему преобразователю напряжения.


После него подается стабильное напряжение без критических скачков, пригодное для зарядки смартфона напряжением 5В.

Это недорогой вполне простой в изготовлении ветрогенератор. Его можно поставить на балкон, если вы живете не на первом этаже. И ветра вполне должно хватить для зарядки АКБ сотового телефона.

Смотрите видео

Как сделать ветрогенератор — правила изготовления домашнего ветрогенератора своими руками

Если у вас нет доступа к общей электрической сети, либо вы решили обзавестись автономным источником энергии, то целесообразно установить домашний ветрогенератор. Сила потока воздушных масс позволит вам своими руками наладить поступление электроэнергии для бытовых нужд.

Как работает ветрогенератор?

Прежде, чем самому собирать и устанавливать ветрогенератор, необходимо определить, имеет ли это смысл. Для этого необходимо измерить скорость ветра в той местности, где вы решили выполнить установку.  Если окажется, что ветровой силы недостаточно, то устанавливать генератор невыгодно.

Помимо скорости ветра, нужно определить, какой уровень мощности генератора необходим. Конечно же, не стоит полагать, что генератор данного типа будет функционировать круглосуточно без перебоев, ведь скорость ветра может сильно меняться в течении дня, и это повлияет на возникновение энергетических проблем.

Возможную мощность генератора вы сможете определить с помощью расчета коэффициента использования энергии ветра. Он позволяет оценить часть энергии воздушного потока, которая будет использоваться ветроколесом.  Данный показатель зависит от различных внешних параметров.

Если вы делаете ветрогенератор своими руками, то следует знать его основные составляющие:

• ветроколесо с определенным количеством лопастей
• редуктор, который отвечает за круговое движение колеса
• мачта, при помощи которой ветряные потоки поступают в инвертор, чтобы превратиться в ток

Само электричество берется из энергии ветра, которая приводит в движение лопасти с колесом. Круговые манипуляции передаются с помощью редуктора в генераторный вал. Именно там происходит превращение энергии механического типа в электрическую.

Из каких элементов состоит домашний ветрогенератор?

Чтобы сделать генератор в домашних условиях, необходимо приобрести все его комплектующие:

• аккумулятор на кислотной или гелиевой основе
• ротор
• генератор
• ведро или бочка из металла большого размера
• полугерметичная кнопка (выполняет роль выключателя)
• специальные болты
• реле для подзарядки аккумулятора
• реле лампы заряда
• вольтметр
• мачта
• нержавеющая проволока
• провода
• специальная коробка для наружных проводов

С помощью данного оборудования и запчастей у вас получится сделать ветрогенератор своими руками.

Сколько лопастей должно быть у ветрогенератора?

Одним из самых важных этапов в создании ветрогенератора является этап подбора и прикрепления лопастей. Количество, качество и габариты каждой лопасти оказывают сильное влияние на будущую работу всего устройства. Существует несколько основных принципов, которые необходимо учитывать при сборке конструкции данного типа:

• при установке двух-трех лопастей большого размера неправильно считать, что мощность генератора равна показателю с пятью-шестью небольшими лопастями
• при устройстве генератора с малым количеством лопастей необходимо уделять большое внимание балансу, лопасти большей площади дают сильную вибрацию
• от размеров лопастей напрямую зависит уровень шума, издаваемого установкой, чем больше будет скорость и окружность вращения лопастей, тем сильнее вы будете это слышать, а при установке такого генератора в частном доме вы будете часто просыпаться по ночам
• если вы создаете быстроходные лопасти, то необходимо учитывать особые требования к их конструкции, лучше всего сделать лопасти из разрезанной трубы КИЭВ

При использовании габаритных лопастей достаточно много нагрузки приходится на ось генератора, мачту и все его составляющие. Использование такой установки небезопасно, поскольку при сильном ветре лопасти разгоняются до огромной скорости, а мачта или крепления, скорее всего, этого не выдержат. Если же вы все-таки решили сделать ветрогенератор именно такого типа, то лучше всего использовать дерево в качестве материала лопастей. Однако, их изготовление из этого материала является достаточно затруднительным.

Мощность ветрогенератора напрямую зависит от размера колеса с лопастями, скорости воздушных масс и высоты мачты. Нужно понимать, что энергии будет больше того после того, как вы найдете идеальный баланс для всей конструкции. Если устанавливать две-три лопасти большого размера, то мощность будет небольшой, а сама конструкция будет достаточно хрупкой.  Наиболее удобным и правильным вариантом является установить своими руками пять или шесть лопастей умеренного размера.

Этапы создания ветрогенератора своими руками

После того, как большая часть конструктивных элементов мелкого типа подобрана, можно приступать к сборке ветрогенератора:

• сначала необходимо выбрать тип генератора, нужно опередить, будет у вас горизонтальный или вертикальный тип двигателя, сделать своими руками проще ветрогенератор вертикального типа, поскольку в нем значительно легче налаживать балансировку
• при покупке генератора нужно смотреть на его мощность
• после проведения всех расчетов нужно выбрать аккумулятор, он должен быть герметического типа и предназначаться специально для энергетических установок
• прежде, чем устанавливать все устройство, нужно залить фундамент, он должен соответствовать особенностям внешней среды
• мачта устанавливается после полного затвердевания фундамента
• собирается ротор — предварительно ротор необходимо подбирать в зависимости от средней скорости ветра, скорость влияет на диаметр данного элемента
• к ротору приделывается шкив
• лопасти можно сделать, как из трубы, так и из бочки, расчет их площади сугубо индивидуален
• провода из алюминия присоединяются к генератору
• необходимо собрать цепь в дозе
• осуществляется крепление генератора к мачте, а после и проводов
• генератор и аккумулятор собираются в единую цепь, и к ним подключается нагрузка через провода

Хороший запуск генератора получается выполнить только в условиях высокой скорости ветра. Чтобы увеличить выработку энергии, можно сделать своими руками трансформатор с регулятором. Это обеспечит большую силу тока.

Основные условия эксплуатации самодельного ветрогенератора

Как и за любым прибором, за ветряным генератором требуется регулярный уход. Благодаря грамотному уходу за самодельной станцией вы сможете эксплуатировать генератор очень долго. Существуют ключевые виды работ, которые необходимо выполнять каждый год:

• уход за всеми подвижными элементами системы путем их смазывания
• проверка лопастей и подшипников с целью своевременного обнаружения их повреждений
• регулировка всех электрических соединений
• проверка механизмов ветрогенератора на отсутствие коррозии
• регулировка ослабленных растяжек и подкрутка расшатанных болтов
• осуществление покраски металлических деталей генератора
• проверка щетки токоприемника

При оптимальных условиях эксплуатации и качественной сборке самодельный ветрогенератор может прослужить более 10-15 лет. Нужно понимать, что для создания прибора такого типа очень важны первоначальные исследования и расчеты. Ведь именно по ним будет создаваться вся установка.

Самодельный мини ветрогенератор | Строительный портал

При наличии дома, старого кулера от компьютера, можно соорудить отличную ветровую установку, которая будет производить электричество. Мини ветрогенератор — отличная вещь, особенно для местности с частыми и сильными ветрами. Об особенностях и технологии его изготовления узнаем далее.

Оглавление:

1. Как сделать мини ветрогенератор своими руками
2. Мини ветрогенератор своими руками из моторчика
3. Делаем мини ветрогенератор своими руками
4. Технология изготовления мини ветрогенератора своими руками

Как сделать мини ветрогенератор своими руками

Начинать работу над мини ветрогенератором следует с изготовления чертежей будущей ветровой установки. Кроме того, следует подготовить материалы в виде:

• толстой бутылки из пластика;
• старого охладительного кулера или вентилятора, от его размеров и мощности, напрямую зависит мощность самого генератора;
• слаботочный провод в количестве 5-8 метров;
• деревянный брус, сечение и размеры которого определяются индивидуально;
• две стальные трубы, которые заходят одна в одну;
• диоды;
• клей на эпоксидной основе и супер клеевой состав;
• крепежные элементы в виде затяжных галстуков;
• старый СД диск.

Прежде всего, начать работу нужно с поиска подходящего охладительного механизма. Предлагаем использовать кулер от старого компьютера. Изначально кулер разбирается, пропеллерная его часть находится на электрическом двигателе. Чаще всего, он фиксируется на стопорном кольце, оно находится под уплотнителем из резины. После демонтажа кольцевого уплотнителя, снимите лопасти на вентиляторе.

Далее следует процесс пайки кабелей, обеспечивающих работу генераторной установки. На медных катушках вентилятора находятся два соединения для проводов, они являются коннекторами на катушках. Один из участков отличается наличием подсоединяемого провода из меди, а второй имеет два провода. Два провода соединяются с ножками одного провода методом пайки.

На следующем этапе создания небольшого ветрогенератора, выполняется создание выпрямителя. Основной функцией данного прибора является преобразование переменного тока в постоянный. Для этих целей потребуется наличие четырех диодов, они обрезаются таким образом, чтобы одна пара от черной отметки осталась с 10 см отрезком. Длинный конец диода загибается, таким образом, получится п-образное соединение. Все диоды соединяются между собой методом спаивания. Для тестирования ветрового генератора, подсоедините к нему диоды, если светодиод работает, то ветрогенератор функционирует правильно. Наружная пластиковая часть кулера удаляется, для обработки всех неровностей, используйте нож.

Далее следует процесс изготовления лопасти ветрогенератора. Для изготовления лопастей, используйте старую бутылку, например, из-под шампуня. Верхняя и нижняя части бутылки срезаются. Получится изделие цилиндрической формы, его нужно разрезать вдоль. Предварительно изготовьте чертеж в виде лопастей, согласно ему, вырежьте из бутылки лопасти для ветрогенератора. Учтите, что конечная часть лопастей должна быть срезана под углом в сто двадцать градусов. Далее следует процесс фиксации лопастей на кулере.

На следующем этапе выполняется изготовление хвостовика ветряка. Для фиксации мотора используется брус, выполненный из дерева. Его вращение выполняется с помощью стальных трубок. Для изготовления хвостовика используйте ненужный диск. Деревянный брусок оборудуется сквозным отверстием, его диаметр должен быть чуть больше диаметра стальной трубы. При не плотной установке трубки, зафиксируйте ее с помощью клея на эпоксидной основе. На конечной части бруска обустраивается пропил для монтажа диска. Место, на котором соединяется мотор с бруском, необходимо также обработать клеевым составом. Провода и пайку, рекомендуется также покрыть клеем, для предотвращения появления коррозии.

Далее следует процесс, на котором изготавливается опора. Для ее сооружения используйте две трубки. Одна из них зафиксирована на деревянном бруске, а вторая устанавливается в соотношении с вращением. Для их соединения можно использовать подшипники, а для улучшения скольжения воспользуйтесь фторопластом.

Мини ветрогенератор своими руками из моторчика

Предлагаем вариант изготовления ветрогенератора от мотора из старого принтера. Данная модель отличается средней производительностью и работает, даже при малейшем ветре. Для работы ветрогенератора потребуется также аккумулятор, максимальная мощность прибора составляет 100мА.

В качестве основной детали ветряка используется моторчик, от неработающего принтера струйного типа. Предварительно принтер необходимо разобрать и вынуть из него мотор.

Для фиксаторов лопастей используется транзистор. Его необходимо просверлить в соотношении с размером устанавливаемого вала. Далее все детали фиксируются с помощью клеевого состава на эпоксидной основе. Кроме того, с помощью данного состава обеспечивается защита особо важных частей устройства от влаги и непогоды.

Используя отрезок пластиковой трубы, диаметром около 12 см, вырежьте лопасти для ветряка. Для этих целей используется отрезная машинка. Оптимальное значение ширины детали составляет 90 мм, отверстия сооружаются специальным приспособлением, а затем вал устанавливается на генераторный мотор с помощью винтовых соединений.

В качестве основы для изготовления ветряка используется труба диаметром 55 мм. Для изготовления хвоста используйте фанеру. Мотор устанавливается внутри трубы, Далее выполняется сооружение выпрямителя. Так как мотор не воспроизводит большое количество электричества при небольшом ветре. Таким образом, удается применить схему удвоения, включаемую последовательно.

Схему устанавливается в полиэтиленовый пакет и устанавливается во внутрь трубы вместе с выпрямителем. Далее выполняется фиксация мотора с помощью проволоки. Кроме того, все отверстия заделываются силиконовым пистолетом. Одно отверстие используется для стока воды, а второе для испарения конденсатных масс.

Для фиксации хвоста ветрового генератора используется болт и проволока. Таким образом, удастся надежно зафиксировать установку. Следите за жесткостью полученных соединений.

Для того, чтобы соорудить мачту для установки ветряка используйте брусья, соединенные между собой с помощью саморезов. Зафиксируйте ветряк на мачте и установите на предварительно отведенное место. С помощью такой установки удается зарядить мобильный телефон или организовать подсветку.

Делаем мини ветрогенератор своими руками

Перед началом работы над ветровым генератором, необходимо определиться с количеством ветров в вашем климатическом регионе. Серо-зеленые — безветренные зоны подразумевают использование исключительно ветрогенераторов парусного типа. При необходимости в обеспечении постоянного тока, к ним добавляется прибор в виде бустрера. Данное устройство выполняет функцию выпрямителя, а также стабилизирует напряжение. Также потребуется наличие зарядного устройства, высокомощной батареи, преобразователя. Стоимость изготовления данной установки запредельно высокая и не всегда оправдывается.

В зонах со слабыми ветрами, обозначенных желтым цветом, возможен вариант изготовления ветрогенератора тихоходного типа. Данные устройства отличаются хорошей производительностью.

Для ветреных регионов подойдут любые ветровые установки. Чаще всего, используются приборы вертикального типа — лопастники или парусники.

Для того, чтобы выполнить расчеты по определению мощности ветровой установки, необходимо учесть такие факторы как:

• постоянная скорость ветра в том или ином регионе;
• воздух является сплошной средой, поэтому от качества и производительности ротора зависит мощность ветрогенератора;
• воздушные потоки обладают кинетической энергией.

Предлагаем рассмотреть особенности парусных ветрогенераторов. Данные устройства изготавливают из износостойкого материала, которые отлично противостоят ветрам. Если вы решили изготовить такую установку самостоятельно, то необходимо прежде всего, провести ряд подсчетов, связанных с данными приборами.

В качестве материалом для изготовления ветрогенератора, можно использовать различные железки, которые завалялись у вас дома. Самый дорогостоящий элемент — аккумулятор. Его мощность определяет размеры установки и ее производительность.

Самодельный ветрогенератор аксиального типа изготовить в домашних условиях довольно просто. Начинать работу следует с мачты. Для ее изготовления чаще всего используют трубы, по диаметру они должны быть разными. Для соединения труб между собой используется сварочный аппарат. Мачта устанавливается на забетонированную площадку. При этом, несколько ее метров углубляются в землю, для получения устойчивой конструкции. На отдельных деталях установки нужно наклеить два магнита, Для более прочной фиксации они дополнительно заливаются с помощью эпоксидной смолы.

Далее следует процесс изготовления формы и фанеры. Для этих целей используются катушки, соединенные между собой фазой. Процесс изготовления статора выглядит таким образом: на ранее вырезанный квадрат из фанеры устанавливается вощеная бумага. Далее следует монтаж фанеры, на которой предварительно вырезаны отверстия под монтаж статора. Далее следует процесс монтажа кружка из стеклоткани и устанавливаются катушки.

После этого, производится извлечение готового статора из ранее подготовленной формы. Для изготовления винта используется дюралюминиевая труба. Винт изготавливается диаметром в один метр. Для вырезания лопастей используйте электрический лобзик. В центральной части установки оборудуйте отверстие, с помощью которого будет фиксироваться винт на генераторе.

Ветрогенератор имеет смещенный по отношению к оси хвостовой элемент. При сильных порывах ветра происходит давление на поверхность ветрового генератора и он смещается в сторону. Данная схема позволяет защитить устройство от сильных ветров. Данная модель ветрогенератора позволяет вырабатывать достаточное количество энергии для обеспечения уличной подсветки дома. Сделать ветрогенератор не сложно, главное условие получения качественного прибора — сопоставление силы ветра в вашем регионе с его мощностью.

Технология изготовления мини ветрогенератора своими руками

Для ветрогенератора изготовления необходим минимальный запас инструментов и материалов. Предлагаем вариант сооружения мини ветрогенератора для дачи. Данный прибор способен обеспечить небольшой дом с минимальным количеством электроприборов — электричеством.

Для изготовления такого ветрогенератора потребуется прежде всего диск, на котором устанавливаются магниты. Далее следует процесс наматывания медных катушек, которые заливаются с помощью смолы. Для осуществления вращения, генератор устанавливается на ранее предусмотренном основании.

Данные ветрогенераторы отличаются хорошей производительностью и качественной работой. Соотношение магнита с полюсами составляет два к трем, если ветрогенератор имеет две фазы, для однофазного устройства достаточно соотношение один к трем. Все полюса соотносятся между собой в зависимости от используемых вариантов катушек.

Мощность ветрового генератора определяется прежде всего размерами используемых в его конструировании магнитов. В качестве мачты под генератор достаточно использования стальной трубы или бревна. Аккумуляторы не обязательно использовать новые, сгодятся и любые, подходящие по мощности приборы.

Возможен вариант изготовления сразу нескольких ветрогенераторов, при этом, каждый из них будет выполнять определенные функции — один обеспечивает жилище светом, второй отвечает за работу телевизора, а третий — за ночное освещение.

Вертикальный ветрогенератор своими руками — пошаговые инструкции по сборке

Альтернативная энергия, добываемая посредством «ветряной мельницы» — заманчивая идея, охватившая огромное число потенциальных потребителей электричества. Что же, электромехаников разного калибра, пытающихся сделать ветрогенератор своими руками, можно понять. Дешёвая (практически бесплатная) энергетика всегда ценилась на вес золота. Между тем установка даже простейшего домашнего ветрогенератора даёт реальную возможность получить бесплатный ток. Но как сделать домашний ветрогенератор своими руками? Как заставить работать систему энергии ветра? Попробуем раскрыть занавес тайны с помощью опыта бывалых электромехаников.

Законность установки ветрогенератора

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Оценка целесообразности установки

Прежде чем приступать к изготовлению ветряного генератора вертикального типа, изучают метеоситуацию в своем регионе и стараются определить, сможет ли агрегат обеспечить необходимое количество ресурса.

Специалисты рекомендуют оценить следующие параметры:

• количество ветреных дней – берут среднее значение за год, когда порыв превышает 3 м/с;
• объем электроэнергии, потребляемый за сутки домовладением;
• подходящее место на собственном участке для ветряного оборудования.

Первый показатель узнают из данных, полученных на ближайшей метеостанции или найденных в интернете на соответствующих порталах. Дополнительно сверяются с печатными географическими изданиями и составляют полную картину о ситуации с ветром в своем регионе.

Статистику берут не за один год, а за 15-20 лет, только тогда средние цифры будут максимально корректными и покажут, сможет ли генератор полностью удовлетворить потребность домовладения в электроэнергии или его сил хватит только на питание отдельных бытовых нужд.

Если в распоряжении владельца большой участок земли, расположенный на склоне, у берега реки или на открытом пространстве, с установкой не будет проблем.

Когда же дом находится в глубине населенного пункта, а двор отличается компактными габаритами и вплотную прилегает к соседским постройкам, установить вертикальную модель ветряка своими руками будет непросто. Конструкцию придется поднимать на 3-5 м над землей и дополнительно укреплять, чтобы при сильном порыве она не упала.

Учесть всю эту информацию нужно на этапе планирования, чтобы стало понятно, сможет ли ветряной генератор взять на себя полное энергообеспечение или его роль останется в рамках вспомогательного источника энергии. Предварительно желательно провести расчет ветряка.

Преимущества и принцип работы ветряков

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Обслуживание вертикального прибора

Чтобы ветряной вертикальный генератор работал качественно, четко и максимально эффективно, все движущиеся части конструкции обязательно смазывают. Такую процедуру проводят не реже 2 раз за весь календарный год.

Параллельно во время обслуживания подкручивают разболтавшиеся в результате эксплуатации гайки, укрепляют электрические соединения, проверяют механические узлы на наличие коррозийных проявлений, подтягивают ослабшие растяжечные тросы и внимательно осматривают лопасти на предмет разрыва или повреждения.

Зимой за вертикальными установками нужен особый уход. В период морозов лопасти покрываются коркой льда и ее необходимо своевременно очищать, чтобы скорость крутящего момента сохранялась на должном уровне

Покраску деталей производят по мере надобности и 1 раз в год совершают полное обследование всей конструкции на предмет выявления неисправностей. Такой уход обеспечивает корректную работу ветряной установки и продлевает ее эксплуатационный период.

Ветрогенератор с вертикальной осью вращения

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

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

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

К положительным особенностям данной конструкции можно отнести:

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

К отрицательным относятся:

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

Достоинствами данной группы являются:

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

К недостаткам можно отнести:

• Низкий КПД устройств этой группы.

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

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

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

К положительным качествам устройств относятся:

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

Положительные качества:

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

Недостатки:

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

Достоинства агрегатов данной группы:

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

Недостатки:

• Высокая стоимость;
• Повышенный уровень шума.

ВС

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

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

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

Дарье

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

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

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

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

Ортогонал

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

Карусельный и ортогональный роторы

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

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

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

Геликоид

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

Бочка-загребушка

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

Вертикальный ротор с направляющим аппаратом

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

Видео: ветрогенератор Ленца

Классификация вертикальных генераторов

Между ветроулавливающими устройствами вертикального типа есть некоторая конструкционная разница. Она не делает агрегаты лучше или хуже, а просто позволяет подобрать самый удобный вариант для выполнения конкретных задач в определенной местности.

#1: Особенности ортогональных систем

Конструкционно ортогональный ветряной генератор состоит из прочной оси вертикального вращения и нескольких параллельных лопастей, удаленных от центровой основы на определенное расстояние.

Прибор не нуждается в дополнительных направляющих механизмах и нормально работает, независимо от направления ветра. Вертикально расположенный главный вал дает возможность размещать приводное оборудование на уровне земли, что существенно облегчает эксплуатацию, ремонт и техническое обслуживание.

Опорные узлы ортогонального генератора имеют не очень высокий срок службы. Это обусловлено высокими динамическими нагрузками, которые на них оказывает в процессе работы ротор. Чтобы установка не вышла из строя раньше времени, все опорные части необходимо регулярно осматривать и своевременно менять поврежденные на новые

К минусам ортогональных приборов относятся слишком массивная лопастная система и низкая эффективность по сравнению с КПД горизонтально-осевых модулей.

#2: Генераторы с ротором Дарье

Ветряной генератор, оснащенный ротором Дарье, имеет вертикальную ось вращения и 2-3 плоские полосы-лопасти без характерного аэродинамического профиля, закрепленные у основания и на верхушке оси вращения.

Агрегат в своей работе не ориентируется на силу или направление ветра, имеет высокую скорость вращения и допускает расположение приводных устройств на земле, что облегчает и ускоряет процесс планового обслуживания и возможного ремонта.

Двухлопастные генераторные установки с ротором Дарье активируются только сильным порывом ветра. При равномерно набегающем потоке запуститься самостоятельно они не могут

Опорные и вращающиеся узлы прибора с ротором Дарье уязвимы к повышенным динамическим нагрузкам, а эффективность лопастной системы по многим параметрам уступает осевым горизонтальным установкам.

#3: Агрегаты с ротором Савониуса

Вертикальный ветряной прибор с ротором Савониуса имеет полуцилиндрическую лопастную систему и от аналогичных установок отличается высоким пусковым крутящим моментом и способностью эффективно работать при низкоскоростных ветрах.

Мощность предлагаемых на рынке вертикальных ветрогенераторов с ротором Савониуса не превышает 5 кВт. Приборы редко используют как самостоятельную рабочую единицу, а чаще всего применяют для создания более высокого пускового момента для роторных установок Дарье

В упрек вертикальному комплексу с ротором Савониуса ставят повышенную материалоемкость и более низкий КПД по сравнению с ветрогенераторами горизонтальноосевого типа. Именно поэтому выпуск высокомощного оборудования такого класса считают не целесообразным.

#4: Ветряк с многолопастным ротором и направляющей

Этот вид прибора – усовершенствованная версия классического ортогонального ветрогенератора. Роторный комплекс здесь состоит из лопастей, расположенных в два ряда.

Внешний лопастной ярус остается статичным и работает как направляющий аппарат. Он улавливает ветряной поток, захватывает его, сжимает и таким способом заметно увеличивает фактическую скорость ветра.

Внутренний ряд лопастей представляет собой подвижную структуру, на которую под определенным углом попадает воздухопоток от первой роторной установки.

КПД ветряного генератора, имеющего многолопастный ротор с направляющей системой, делает этот прибор особенно привлекательными для потребителей. Однако, стоимость такого оборудования довольно высока, и оно окупается несколько дольше, нежели аналогичные устройства более простой конфигурации

Специалисты называют этот тип прибора максимально эффективным в своем классе и подчеркивают, что специфическая конструкция позволяет ему работать даже при максимально низких скоростях ветра.

#5: Характеристика приборов с геликоидным ротором

Геликоидная ветряная установка или генератор Горлова – еще одна модификация традиционной ортогональной роторной системы. Лопасти модели закручены по дуге. Эта конструкционная особенность дает возможность быстро улавливать поток воздуха и плавно вращаться без рывков.

Такой принцип работы существенно снижает динамическую нагрузку на основание и подвижные узлы, тем самым увеличивая срок их службы.

Аппараты с ротором геликоидного типа очень надежны и легко выдерживают значительные эксплуатационные нагрузки. Однако во время работы такие ветряки создают выраженные шумовые эффекты и производят дополнительные звуковые волны, находящиеся в коротковолновой области звукового спектра

Закрученные роторные лопасти для геликоидного ветряка делают по очень прогрессивной, но сложной технологии. Из-за этого агрегаты имеют достаточно высокую стоимость и не пользуются широкой популярностью у частных потребителей.

#6: Характеристика вертикально-осевых роторов

Главное отличие вертикально-осевого генератора – это вертикально расположенные лопасти, по профилю напоминающие авиационное крыло, чья ось четко параллельна вертикальному валу. Конструкция чем-то напоминает ротор Дарье, но в производственных условиях изготовляется значительно быстрее и проще.

Генератор с вертикально-осевым ротором гораздо быстрее, чем аналогичные приборы этого класса, набирает рабочую скорость и начинает выдавать требуемый энергоресурс. Процесс сопровождается небольшим звуковым эффектом и не мешает ни владельцам установки, ни соседям

Ветряки с ротором вертикально-осевого типа отличаются надежностью и долговечностью, легко выдерживают значительные эксплуатационные нагрузки и не стоят слишком больших денег. Эти качества делают их актуальными для использования не только в промышленных, но и в бытовых целях.

Особенности выбора ветрогенераторов для частного дома и обзор лучших предложений представлены в этой статье.

Как изготовить ветрогенератор с вертикальной осью вращения своими руками

Составные элементы:

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

Подготовка элементов

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

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

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

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

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

Монтаж конструкции

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

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

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

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

Балансировка ветряного колеса

Когда лопасти будут выполнены, нужно укомплектовать ветряное колесо и произвести его балансировку. Делать это следует в закрытом строении большой площади при условии полного безветрия, поскольку колебания колеса на ветру способны исказить результаты балансировки.
Балансировку колеса необходимо выполнять так:

1. Укрепить колесо на такой высоте, чтобы оно могло беспрепятственно двигаться. Плоскость соединительного механизма должна быть идеально параллельна вертикальному подвесу.
2. Добиться полной статичности колеса и отпустить. Оно не должно шевелиться. Затем прокрутить колесо на угол, равный отношению 360/число лопастей, остановить, отпустить, снова прокрутить, так наблюдать некоторое время.
3. Испытания следует проводить до полного прокручивания колеса вокруг своей оси. Когда отпущенное либо остановленное колесо продолжает качаться, его часть, тяготеющая книзу излишне тяжела. Необходимо конец одной из лопастей подточить.

Кроме того, следует выяснить, насколько гармонично лопасти лежат в плоскости вращения колеса. Колесо необходимо остановить. На расстоянии около двух миллиметров от каждого края одной из лопастей укрепить две планки, которые не будут препятствовать вращению. При прокручивании колеса лопасти не должны цепляться за планки.

Ветрогенераторы своими руками на 220 в

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

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

Изготовление любого ветряка предполагает наличие таких этапов как:

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

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

Нюансы балансировки и эксплуатации ветрогенератора

Чтобы повысить эффективность работы устройства, необходимо выполнить балансировку лопастей. Ее осуществляют в помещении, огражденном от сквозняков и ветра. Детали собирают в полноценную конструкцию и ставят в рабочем виде, следя за тем, чтобы ось была строго горизонтальной, линию проверяют по уровню. Перпендикулярно линии земли и оси выставляют плоскость вращения винта, так она получается горизонтальной.

Обездвиженный винт следует повернуть на 360°столько раз, сколько в нем предусмотрено лопастей. Правильно сбалансированное устройство в идеале останется неподвижным, здесь не приемлемы отклонения даже на градус. В тех случаях, когда лопасть поворачивается под влиянием собственного веса, ее подправляют с одной стороны, чтобы ликвидировать отклонение от оси. Процедуру повторяют до тех пор, пока конструкция не будет сохранять неподвижность во всех положениях. Чтобы результат испытаний был корректным, важно устранить фактор ветра.

Все части должны вертеться в рамках одной плоскости. Чтобы проверить это условие, с обеих сторон винта устанавливают ограничивающие контрольные пластины на отдалении в 2 мм, при вращении изделие не должно их касаться.

Эксплуатация ветрогенератора подразумевает сборку схемы, способной аккумулировать переработанную энергию для ее сохранения и дальнейшей передачи конечному потребителю.

Сборка аксиальной ВЭУ на неодимовых магнитах

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

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

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

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

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

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

Распределение и закрепление магнитов

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Генераторы однофазного и трехфазного вида

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

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

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

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

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

Правила наматывания катушки

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Окончательная сборка устройства

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

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

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

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

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

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

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

Выбор вида лопастей

Лопасти преимущественно могут быть двух видов:

• парусного типа;
• крыльчатого профиля;

Можно соорудить плоские лопасти по типу «крыльев» ветряной мельницы, то есть, парусного типа. Выполнить их проще всего из самого разнообразного материала: фанеры, пластика, алюминия.

Этот метод имеет свои минусы. При кручении ветряка с лопастями, выполненными по принципу паруса, не участвуют аэродинамические силы, кручение обеспечивает лишь мощность давления ветрового потока.

Производительность этого прибора минимальна, в энергию трансформируется не более 10% силы потока ветра. При незначительном ветре колесо будет пребывать в статичном положении, а тем более не станет производить энергию для употребления в быту.

Более приемлемой будет конструкция, являющая собой ветряное колесо с лопастями крыльчатого профиля. В ней наружная и внутренняя поверхности лопастей обладают различными площадями, что позволяет достигать несоответствия давления воздуха на противоположные поверхности крыла. Аэродинамическая сила значительно увеличивает коэффициент использования ветряного прибора.

Место установки ветрогенератора

Ветрогенератор, описываемый здесь, установлен на 4-х метровой опоре на краю горы. Трубный фланец, который установлен снизу генератора обеспечивает легкую и быструю установку ветрогенератора — достаточно прикрутить 4 болта. Хотя для надежности, лучше приварить.

Обычно, горизонтальные ветрогенераторы «любят» когда ветер дует с одного направления, в отличии от вертикальных ветряков, где за счет флюгера, они могут поворачиваться и им не важно направление ветра. Т.к. данный ветряк установлен на берегу скалы, то ветер там создает турбулентные потоки с разных направлений, что не очень эффективно для данной конструкции.

Другим фактором, который необходимо учитывать при подборе места размещения, является сила ветра. Архив данных по силе ветра для вашей местности можно найти в интернете, правда это будет очень приблизительно, т.к. все зависит от конкретного места. Также, в выборе месторасположения установки ветрогенератора поможет анемометр (прибор для измерения силы ветра).

Варианты форм лопастей

При изготовлении лопастей для ветрогенератора нужно учитывать, что эффективность ветряка будет зависеть от следующих их характеристик:

• веса,
• формы,
• количества,
• размеров,
• базового материала.

Данные параметры очень важны, если хочется сделать лопасти своими руками. Ошибочно полагать, что для увеличения количества перерабатываемой ветровой энергии достаточно увеличить число крыльев на винте. Здесь, напротив, наблюдается снижение эффективности механизма, так как каждый отдельный сегмент при движении вынужден преодолевать неизбежное сопротивление воздуха. Поэтому для выполнения одного оборота винтом с большим количеством лопастей необходимо увеличение силы ветра.

Нельзя забывать, что избыток широких крыльев нередко вызывает формирование перед винтом своеобразной «воздушной шапки» – это явление, когда воздушный поток огибает ветряк, хотя должен проходить сквозь него. Форма элементов обладает существенным значением, так как определяет скорость перемещения винта. Если в результате неправильного расчета лопастей ветрогенератора возникает плохое обтекание, появляются вихри, способные затормозить колесо.

Однолопастные устройства зарекомендовали себя как самые продуктивные, но их довольно сложно самостоятельно сконструировать и сбалансировать. При высоком КПД конструкция отличается крайней ненадежностью, поэтому для тех, кто собирает устройство своими руками, будет удобна трехлопастная модель.

В домашних условиях принято выполнять лопасти крыльчатого или парусного типа. Последние выглядят как простые широкие полосы по аналогии с ветряной мельницей. Они малоэффективны, КПД варьируется в пределах 10-12%.

Крыльчатые лопасти функционируют по принципам аэродинамики, благодаря которым осуществляется перемещение самолетов. Подобный винт вращается быстрее, его легче привести в движение. Благодаря обтеканию воздухом уменьшается сопротивление. С одного края изделие имеет характерное утолщение, напротив наблюдается пологий спуск. Здесь КПД составляет 30-35%.

Результат работы ветряка: расчет эффективности

Тестовые испытания ветрогенератора при разной скорости ветра показали следующие результаты:

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

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

Необходимые материалы и инструменты

Потребуются следующие материалы:

• дерево либо фанера;
• алюминий;
• стекловолокно в листах;
• трубы и комплектующие из ПВХ;
• материалы, имеющиеся дома в гараже либо подсобных помещениях;

Необходимо запастись следующими инструментами:

• маркер, можно использовать карандаш для черчения;
• ножницы для резки металла;
• лобзик;
• ножовка;
• бумага наждачная;

Парусники

Парусные ветряки существуют с незапамятных времен. Они представляют собой устройства с большой площадью контакта лопастей и потока ветра, но с малой массой крыльчатки. Это дает существенное уменьшение инерции покоя, позволяющие стартовать при слабых ветрах.

Промышленные ветряки, качающие воду, известны уже более 100 лет. Они имели парусные лопасти с жестким заполнением, обладавшие низким КПД. Со временем были разработаны конструкции с мягким парусом, представляющие собой жесткую рамку с натянутой плотной тканью, одна сторона которой свободна и образует естественным образом специфический профиль. В результате получается крыльчатка с большой площадью, малым весом, простая в изготовлении и удобная в эксплуатации. Парусные конструкции успешно используются в разных условиях и обеспечивают энергией различные типы потребителей.

О безопасности

Вопрос безопасности использования ветрогенератора непрост. Лопасти ветряка при высоких скоростях и больших размерах способны причинить серьезные травмы, вплоть до летального исхода. Кроме того, высокие мачты опасны при возникновении сильного ветра, поскольку могут опрокинуться на жилые дома, людей, оказавшихся поблизости, причинить вред имуществу или постройкам.

При этом, большинство противников ветроэнергетики находят проблемы не там, где они есть. Существует масса утверждений о вреде устройств:

• наличие шума
• вибрация
• мерцающая тень, способствующая нервно-психическим расстройствам
• магнитный фон
• помехи радио- и телевизионным приемникам
• непереносимость установок животными, опасность для птиц

Большинство из этих утверждений — следствие надуманных противниками автономных источников питания аргументов. Они имеют место, но величина проблем настолько не соответствует действительности, что эти проблемы попросту не заслуживают времени на обсуждение. Если ветрогенераторы и представляют опасность, то лишь для представителей ресурсоснабжающих компаний, не желающих терять клиентов.

Тем не менее, мощные промышленные установки, использующиеся в составе крупных электростанций, способны создавать неудобства для жителей, что доказано в американском суде. Ветряки продуцировали инфразвук, вызывавший расстройства здоровья у индейцев, живших в резервации на расстоянии 200 км. Однако, учитывая размеры и мощность частного ветряка, говорить о вреде от него незачем.

Из чего делают лопасти в домашних условиях

Материалы, которые подойдут для строительства ветрогенератора – это, прежде всего, пластик, легкие металлы, древесина и современное решение – стеклоткань. Главный вопрос заключается в том, сколько труда и времени вы готовы потратить на изготовление ветряка.

Канализационные трубы из поливинилхлорида

Самый популярный и широко распространенный материал для изготовления пластиковых лопастей для ветрогенератора является обыкновенная канализационная ПВХ-труба. Для большинства домашних генераторов с диаметром винта до 2 м хватит трубы 160 мм.

К преимуществам такого метода относят:

• невысокую цену;
• доступность в любом регионе;
• простоту работы;
• большое количество схем и чертежей в интернете, большой опыт использования.

Трубы бывают разными. Это известно не только тем, кто изготавливает самодельные ветряные электростанции, но всем, кто сталкивался с монтажом канализации или водопровода. Они отличаются по толщине, составу, производителю. Труба стоит недорого, поэтому не нужно пытаться еще больше удешевить свой ветряк, экономя на ПВХ-трубах.

Некачественный материал пластиковых труб может привести к тому, что лопасти треснут при первом же испытании и вся работа будет проделана впустую

Сначала нужно определиться с лекалом. Вариантов существует много, каждая форма имеет свои недостатки и преимущества. Возможно, имеет смысл сначала поэкспериментировать, прежде чем вырезать итоговый вариант.

Поскольку цена на трубы невысокая, а найти их можно в любом строительном магазине, этот материал отлично подойдет для первых шагов в моделировании лопастей. Если что-то пойдет не так, всегда можно купить еще одну трубу и попробовать сначала, кошелек от таких экспериментов не сильно пострадает.

Опытные пользователи энергии ветра заметили, что для изготовления лопастей для ветрогенератора лучше использовать оранжевые, а не серые трубы. Они лучше держат форму, не изгибаются после формирования крыла и дольше служат

Конструкторы-любители предпочитают ПВХ, так как во время испытаний сломанную лопасть можно заменить на новую, изготовленную за 15 минут прямо на месте при наличии подходящего лекала. Просто и быстро, а главное – доступно.

Алюминий — тонкий, легкий и дорогой

Алюминий – легкий и прочный металл. Его традиционно используют для изготовления лопастей для ветрогенераторов. Благодаря небольшому весу, если придать пластине нужную форму, аэродинамические свойства винта будут на высоте.

Основные нагрузки, которые испытывает ветряк во время вращения, направлены на изгиб и разрыв лопасти. Если пластик при такой работе быстро даст трещину и выйдет из строя, рассчитывать на алюминиевый винт можно гораздо дольше.

Однако если сравнивать алюминий и ПВХ-трубы, металлические пластины все равно будут тяжелее. При высокой скорости вращения велик риск повредить не саму лопасть, а винт в месте крепления

Еще один минус деталей из алюминия – сложность изготовления. Если ПВХ-труба имеет изгиб, который будет использован для придания аэродинамических свойств лопасти, то алюминий, как правило, берется в виде листа.

После вырезания детали по лекалу, что само по себе гораздо сложнее, чем работа с пластиком, полученную заготовку еще нужно будет прокатать и придать ей правильный изгиб. В домашних условиях и без инструмента сделать это будет не так просто.

Стекловолокно или стеклоткань — для профессионалов

Если вы решили подойти к вопросу создания лопасти осознанно и готовы потратить на это много сил и нервов, подойдет стекловолокно. Если ранее вы не имели дела с ветрогенераторами, начинать знакомство с моделирования ветряка из стеклоткани – не лучшая идея. Все-таки этот процесс требует опыта и практических навыков.

Лопасть из нескольких слоев стеклоткани, скрепленных эпоксидным клеем, будет прочной, легкой и надежной. При большой площади поверхности деталь получается полая и практически невесомая

Для изготовления берется стеклоткань – тонкий и прочный материал, который выпускается в рулонах. Помимо стекловолокна пригодится эпоксидный клей для закрепления слоев. Начинают работу с создания матрицы. Это такая заготовка, которая представляет собой форму для будущей детали.

Матрица может быть изготовлена из дерева: бруса, доски или бревна. Прямо из массива вырубают объемный силуэт половины лопасти. Еще вариант – форма из пластика

Сделать заготовку самостоятельно очень сложно, нужно иметь перед глазами готовую модель лопасти из дерева или другого материала, а только потом по этой модели вырезают матрицу для детали. Таких матриц нужно как минимум 2. Зато, сделав удачную форму однажды, ее можно применять многократно и соорудить таким образом не один ветряк.

Дно формы тщательно смазывают воском. Это делается для того, чтобы готовую лопасть можно было легко извлечь впоследствии. Укладывают слой стекловолокна, промазывают его эпоксидным клеем. Процесс повторяют несколько раз, пока заготовка не достигнет нужной толщины.

Затем клей должен высохнуть. Некоторые рекомендуют поместить форму в вакуумный пакет и откачать воздух. Так клей лучше проникает во все слои стеклоткани, не оставляя непропитанных участков

Когда эпоксидный клей высохнет, половину детали аккуратно вынимают из матрицы. То же делают со второй половиной. Части склеивают между собой, чтобы получилась полая объемная деталь. Легкая, прочная, правильной аэродинамической формы лопасть из стекловолокна – вершина мастерства домашнего любителя ветряных электростанций.

Ее главный минус – сложность реализации задумки и большое количество брака на первых порах, пока не будет получена идеальная матрица, а алгоритм создания не будет отточен.

Дешево и сердито: деревянная деталь для ветроколеса

Деревянная лопасть – дедовский метод, который легко осуществим, но малоэффективен при сегодняшнем уровне потребления электричества. Сделать деталь можно из цельной доски легких пород древесины, например, сосны. Важно подобрать хорошо высушенную деревянную заготовку.

Если дерево будет сырым, в процессе высыхания винт может «повести» и он деформируется. Да и вес влажного дерева существенно выше сухого

Нужно выбрать подходящую форму, но учитывать тот факт, что деревянная лопасть будет не тонкой пластиной, как алюминиевая или пластиковая, а объемной конструкцией. Поэтому придать заготовке форму мало, нужно понимать принципы аэродинамики и представлять себе очертания лопасти во всех трех измерениях.

Придавать окончательный вид дереву придется рубанком, лучше электро. Для долговечности древесину обрабатывают антисептическим защитным лаком или краской

Главный недостаток такой конструкции – большой вес винта. Чтобы сдвинуть с места эту махину, ветер должен быть достаточно сильным, что трудноосуществимо в принципе. Однако дерево – доступный материал. Доски, подходящие для создания винта ветрогенератора, можно найти прямо у себя во дворе, не потратив ни копейки. И это главное преимущество древесины в данном случае.

КПД деревянной лопасти стремится к нулю. Как правило, время и силы, которые уходят на создание такого ветряка не стоят полученного результата, выраженного в ваттах. Однако, как учебная модель или пробный экземпляр деревянная деталь вполне имеет место быть. А еще флюгер с деревянными лопастями эффектно смотрится на участке.

Мини и микро

Но с уменьшением размеров лопастника трудности падают по квадрату диаметра колеса. Изготовление горизонтальной лопастной ВСУ своими силами на мощность до 100 Вт уже возможно. Оптимальным будет 6-лопастный. При большем количестве лопастей диаметр ротора, рассчитанного на ту же мощность, будет меньше, но их окажется трудно прочно закрепить на ступице. Роторы о менее чем 6 лопастях можно не иметь в виду: 2-лопастнику на 100 Вт нужен ротор диаметром 6,34 м, а 4-лопастнику той же мощности – 4,5 м. Для 6-лопастного зависимость мощность – диаметр выражается следующим образом:

• 10 Вт – 1,16 м.
• 20 Вт – 1,64 м.
• 30 Вт – 2 м.
• 40 Вт – 2,32 м.
• 50 Вт – 2,6 м.
• 60 Вт – 2,84 м.
• 70 Вт – 3,08 м.
• 80 Вт – 3,28 м.
• 90 Вт – 3,48 м.
• 100 Вт – 3,68 м.
• 300 Вт – 6,34 м.

Оптимальным будет рассчитывать на мощность 10-20 Вт. Во-первых, лопасть из пластика размахом более 0,8 м без дополнительных мер защиты не выдержит ветер более 20 м/с. Во-вторых, при размахе лопасти до тех же 0,8 м линейная скорость ее концов не превысит скорость ветра более чем втрое, и требования к профилировке с круткой снижаются на порядки; здесь уже вполне удовлетворительно будет работать «корытце» с сегментным профилем из трубы, поз. Б на рис. А 10-20 Вт обеспечат питание планшетки, подзарядку смартфона или засветят лампочку-экономку.

Мини- и микроветрогенераторы

Далее, выбираем генератор. Отлично подойдет китайский моторчик – ступица колеса для электровелосипедов, поз. 1 на рис. Его мощность как мотора – 200-300 Вт, но в режиме генератора он даст примерно до 100 Вт. Но подойдет ли он нам по оборотам?

Показатель быстроходности z для 6 лопастей равен 3. Формула для расчета скорости вращения под нагрузкой – N = v/l*z*60, где N – частота вращения, 1/мин, v – скорость ветра, а l – длина окружности ротора. При размахе лопасти 0,8 м и ветре 5 м/с получаем 72 об/мин; при 20 м/с – 288 об/мин. Примерно с такой же скоростью вращается и велосипедное колесо, так что свои 10-20 Вт от генератора, способного дать 100, мы уж снимем. Можно ротор сажать прямо на его вал.

Но тут возникает следующая проблема: мы, потратив немало труда и денег, хотя бы на моторчик, получили… игрушку! Что такое 10-20, ну, 50 Вт? А лопастный ветряк, способный запитать хотя бы телевизор, дома не сделаешь. Нельзя ли купить готовый мини-ветрогенератор, и не обойдется ли он дешевле? Еще как можно, и еще как дешевле, см. поз. 4 и 5. Кроме того, он будет еще и мобильным. Поставил на пенек – и пользуйся.

Второй вариант – если где-то валяется шаговый двигатель от старого 5- или 8-дюймового дисковода, или от привода бумаги или каретки негодного струйного или матричного принтера. Он может работать как генератор, и приделать к нему карусельный ротор из консервных банок (поз. 6) проще, чем собирать конструкцию наподобие показанной на поз. 3.

В целом по «лопастникам» вывод однозначен: самодельные – скорее для того, чтобы помастерить всласть, но не для реальной долговременной энергоотдачи.

Видео: простейший ветрогенератор для освещения дачи

Бесконтактный велосипедный генератор

Бутылочный и кареточный генераторы выдают электроэнергию, соприкасаясь с движущимся колесом. Динамо-втулка является встроенным элементом колеса. Бесконтактный генератор никак не прикасается к колесу, не создает сил трения и сопротивления вращению. Вихревые токи образуются за счет близкого расположения плоскости вращения намагниченного обода и сильного магнита.

Фары встроены прямо в устройство, передача электричества идет напрямую через выпрямляющий мост. К неоспоримым достоинствам этого генератора относятся:

• отсутствие кабелей;
• нет силы трения и сопротивления со стороны устройства;
• небольшой вес конструкции – не более 60 г.

Бесконтактные источники энергии можно смело применять на шоссейных велосипедах для дальних путешествий

Приборы крепятся парно: на вилку – передняя фара, на перо – задний катафот. Фактически это самостоятельные фонарики, только работают они не от батареек, а через вращение колес в магнитном поле. Светимость ламп находится на уровне или превышает аналогичный параметр аккумуляторных световых приборов.

При замедлении колеса интенсивность вихревых токов снижается, лампочки должны тускнеть, а при остановке колеса – полностью гаснуть. Для обеспечения равномерного света и возможности использовать свет даже на стоянке, в конструкции предусмотрен конденсатор («батарея» для получения электроэнергии), который наполняется при движении велосипеда.

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.

Лопастники

Ветряки с горизонтальной осью вращения имеют большую эффективность, так как энергия потока ветра используется только на рабочих поверхностях, не контактируя с обратными сторонами лопастей. При этом, критически важно наличие устройства, автоматически устанавливающего для ветряка направление по ветру. Обычный вариант — свободно вращающийся вокруг вертикальной оси ветряк и хвостовой стабилизатор как у самолета.

Лопасти

Лопасти горизонтального ветряка являются основным элементом крыльчатки, принимающим поток и преобразующим его во вращательное движение. Эффективность работы обусловлена конструкцией и размерами.

Аэродинамика лопастей зависит от угла наклона, конфигурации, площади соприкосновения с потоком. Чем выше площадь контакта, тем большую энергию принимает поверхность, что имеет положительные и отрицательные стороны. Возрастание получаемой энергии способствует повышению фронтального давления на ветряк, способствующего разрушению конструкции.

Генератор

Генератор — устройство, преобразующее энергию вращения в электрический ток. Наряду с ротором, генератор для ветряка является основным узлом, который обслуживается всеми остальными элементами установки. Используются готовые конструкции, входящие в состав комплекта поставки или приобретенные отдельно, а также самодельные образцы, зачастую работающие лучше заводских.

Аварийный флюгер

Так среди специалистов принято называть устройство увода крыльчатки от чрезмерно сильного ветрового потока. Вращение, имеющее скорость, превышающую расчетную, создает ток большей силы и напряжения, чем это рассчитано и не нужен для оборудования.

Для исключения таких ситуаций существуют устройства торможения, одно из которых работает на принципе авторегулирования. Перпендикулярно направлению оси устанавливается специальная лопатка, жестко соединенная с ротором.

Хвостовой стабилизатор крепится к ротору через шарнир с пружиной. Когда ветер достигает слишком высокой скорости, усилие на тормозной лопатке превышает силу пружины, ротор отворачивается от ветра и прекращает вращаться со слишком высокой скоростью.

Токосъемник

Устройство подвода или, в нашем случае, съема электроэнергии — коллектор — достаточно капризный узел, требующий регулярного ухода, смазки, замены щеток и т.д. Процедура не самая простая, так как ветряк расположен на мачте, до аппаратуры надо еще добраться, что непросто. Необходимо иметь достаточно надежный и безопасный механизм опускания мачты, иначе аппаратура долго не продержится.

Лопастной ветрогенератор + солнечная панель для электроснабжения дачи

Идея совмещать солнечные батареи с ветрогенераторами возникла практически с первых дней появления этих конструкций. Привлекают абсолютно дармовая энергия ветра и солнца, которые нуждаются только в оборудовании для захвата и преобразования. Оба комплекса вполне могут работать в связке, дополняя друг друга.

Нет ветра — используются солнечные батареи, зашло солнце — энергию дает ветряк. Для дачного домика, загородного коттеджа подобные комплексы способны обеспечить если не полноценное, то весьма обильное дополнительное электропитание, помогающее сэкономить на электроэнергии немалые суммы.

Вывод

И что же мы имеем напоследок? Интерес к «лопастникам» объясняется скорее их эффектным внешним видом, чем действительными эксплуатационными качествами в самодельном исполнении и на малых мощностях. Самодельная карусельная ВСУ даст «дежурную» мощность для зарядки автоаккумулятора или энергоснабжения небольшого дома.

А вот с парусными ВСУ стоит поэкспериментировать мастерам с творческой жилкой, особенно в мини-исполнении, с колесом 1-2 м диаметром. Если предположения разработчиков верны, то с такого можно будет снять, посредством описанного выше китайского движка-генератора, все его 200-300 Вт.

Сделать же каркас (рангоут) для парусного ротора несложно. Кроме того, парусные ВСУ безопасны, а звуков от них, инфра- и слышимых, не обнаруживается. И высоко понимать ротор не нужно, достаточно одного диаметра колеса.

Ротор Бирюкова

Изобретение Бирюкова появилось в 60-х годах прошлого века. Особенностью конструкции является устройство ротора, имеющего два «этажа» с разным строение лопастей. КПД ветряка, заявленный изобретателем, составляет 46 %, что для подобных устройств вертикального типа весьма привлекательно.

Ротор стартует как обычное устройство Савониуса, но при наборе скорости образуется воздушная подушка из завихрений, изменяющая профиль крыльчатки на более выгодный при данном режиме вращения. Усиление ветра способствует образованию вихревого кокона, который заставляет поток обтекать его словно монолитную преграду.

Из ферритовых магнитов

Ветрогенератор на магнитах будет сложно освоить малоопытным мастерам, но все же можно попробовать. Итак, должны быть четыре полюса, в каждом будет находиться по два ферритовых магнита. Покрывать их будут накладки из металла толщиной чуть меньше миллиметра для распределения более равномерного потока. Основных катушек должно быть 6 штук, перемотаны толстым проводом и должны находиться через каждый магнит, занимая пространство, соответствующее длине поля. Крепление схем обмотки может быть на ступице от болгарки, в середину которой установлен заранее выточенный болт.

Регулируется поток подачи энергии высотой закрепления статора над ротором, чем он выше, тем меньше залипаний, соответственно мощность понижается. Для ветряка нужно сварить опору-стойку, а на диске статора закрепить 4 больших лопасти, которые вы можете вырезать из старой металлической бочки или крышки от пластикового ведра. При средней скорости вращения выдаёт примерно до 20 ватт.

Бутылочный велогенератор: особенности, плюсы и минусы

Познакомимся с другим источником энергии – бутылочным, или «шинным» преобразователем.

Бутылочный электрогенератор – закрытый корпус с вращающимся резиновым роликом снаружи, закрепленный на переднюю вилку. В корпусе находится непосредственно преобразующее устройство – обмотка и магниты. Движение магнитного поля достигается за счет зацепления ролика с покрышкой и прямой передачи на него механической энергии с колеса. Чем выше скорость движения, тем сильнее полярность внутри генератора и больше выдаваемое напряжение.

«Бутылка» боится падений велосипеда

Преимущества «бутылок»:

• возможность отключить за ненадобностью – достаточно отодвинуть ролик вбок;
• легко установить на любой тип велосипеда;
• недорогие в сравнении с втулочными генераторами.

К слабым сторонам относятся:

• весовой перекос: масса порядка 250 г, крепится «бутылка» с одной стороны;
• низкая эффективность в мокрую погоду – ролик проскальзывает по покрышке;
• шум, высокое трение на скоростях;
• износ боковин покрышек;
• долго регулировать наклон и положение.

Отдельно стоит упомянуть кареточный велосипедный генератор. Корпус его закреплен в области педального узла – каретки, под нижними перьями. Вращение магнитному устройству задается роликом, который находится в зацеплении с задним колесом байка. Фиксацию ролика на покрышке обеспечивает зажимная пружина.

Как работает простой ветрогенератор

Ветрогенератор – прибор, позволяющий преобразовывать энергию ветра в электричество.

Принцип работы его заключается в том, что ветер вращает лопасти, приводит в движение вал, по которому вращение поступает на генератор через редуктор, увеличивающий скорость.

Работа ветряной электростанции оценивается по КИЭВ — коэффициенту использования энергии ветра. Когда ветроколесо вращается быстро, оно взаимодействует с большим количеством ветра, а значит забирает у него большее количество энергии

Подразделяют две основные разновидности ветряных генераторов:

• ветрикальные;
• горизонтальные.

Вертикально ориентированные модели построены так, чтобы ось пропеллера была расположена перпендикулярно земле. Таким образом, любое перемещение воздушных масс, независимо от направления, приводит конструкцию в движение.

Такая универсальность является плюсом данного типа ветряков, но они проигрывают горизонтальным моделям по производительности и эффективности работы

Горизонтальный ветрогенератор напоминает флюгер. Чтобы лопасти вращались, конструкция должна быть повернута в нужную сторону, в зависимости от направления движения воздуха. Для контроля и улавливания изменений направления ветра устанавливают специальные приборы. КПД при таком расположении винта значительно выше, чем при вертикальной ориентации. В бытовом применении рациональней использовать ветрогенераторы этого типа.

Инструкция сборки из автомобильного генератора

Для этого вам потребуется заранее приготовить всё комплектующие. Самым важным элементом является генератор. Лучше всего брать тракторный или автобусный, он способен выработать намного больше энергии. Но если такой возможности нет, то вероятнее стоит обойтись и более слабыми агрегатами. Для сборки аппарата вам понадобится: • вольтметр • реле аккумуляторной зарядки • сталь для изготовления лопастей • 12 вольтовый аккумулятор • коробка для проводов • 4 болта с гайками и шайбами • хомуты для крепления

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.

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

Как рассчитать лопасти

Вычислить диаметр ветряка для определенной мощности можно следующим образом:

1. Окружность пропеллера ветрогенератора с определенной мощностью, малыми оборотами и силой ветра, при которых происходит подача нужного напряжения, числом лопастей внести в квадрат.
2. Высчитать площадь данного квадрата.
3. Разделить площадь получившегося квадрата на мощность конструкции в ватах.
4. Перемножить результат с требуемой мощностью в ватах.
5. Под этот результат нужно подбирать площадь квадрата, варьируя размеры квадрата до тех пор, пока размер квадрата не достигнет четырех.
6. В этот квадрат вписать окружность пропеллера ветрогенератора.

После этого нетрудно будет узнать другие показатели, например, диаметр.

Таким же способом можно рассчитать размеры лопастей.

Расчет максимально приемлемой формы лопастей достаточно мудреный, кустарному мастеру сложно его выполнить, поэтому можно использовать готовые шаблоны, созданные узкими специалистами.

Шаблон лопасти из ПВХ трубы 160 мм в диаметре:

Шаблон лопасти из алюминия:

Можно попробовать самостоятельно определить показатели лопастей ветряного устройства.

Быстроходность ветряного колеса являет собой соотношение круговой скорости края лопасти и скорости ветра, ее можно вычислить по формуле:

На мощность ветряного двигателя оказывают влияние диаметр колеса, форма лопастей, расположение их относительно потока воздуха, скорости ветра.

Ее можно найти по формуле:

При использовании лопастей обтекаемой формы коэффициент использования ветра не выше 0,5. При слабо обтекаемых лопастях – 0,3.

Выбор по ветру

Ветер — источник энергии. Он достается бесплатно, но не всегда имеется в наличии. Прежде, чем приобретать или строить ветряк, следует подробно ознакомиться с метеорологической ситуацией в регионе. Важно выяснить направления, преобладающие скорости ветра, частоту и силу шквальных порывов, ураганных проявлений. Эти знания позволят определиться с типом ветряка, условиями работы оборудования и потребностями в защите.

Россия имеет преимущественно слабые и средние ветра в большинстве регионов, но для отдаленных или труднодоступных районов нередки более мощные атмосферные проявления, требующие от пользователя обладания полной информацией по силе и направлению потоков.

Как сделать небольшой ветрогенератор своими руками

На чтение 2 мин.

Итак, мы собираемся сделать небольшой ветрогенератор. Его можно изготовить в домашних условиях. 90% деталей выполнены из пластиковых труб и фитинга, поэтому его с легкостью можно разбирать для транспортировки и снова собирать. Давайте начнем.

Изготовление лопастей

Для этого вам понадобится пластиковая труба диаметром 8 см и длиной 25 см.

Разрежьте ее вдоль на три равные части. Каждую часть разрезаем вдоль под углом и из полученных деталей вырезаем лопасть, как на рисунке.

Для основы винта берем любую круглую пластину, диаметр которой 6 см.

Делаем в ней три равноудаленных отверстия и с помощью небольших болтов и гаек крепим лопасти к пластине.

Изготовление основы

На основе и мачте ветрогенератора устанавливается винт, генератор, хвост и поворотный механизм. Основу сделать очень просто. Для этого понадобится несколько коротких отрезков пластиковой трубы и некоторые элементы фитинга.

4 отвода и 3 тройника соединяем, как на рисунке.

Делаем хвост

Для нормальной работы ветрогенератора нужен хвост. Каково его назначение? Хвост нужен для автоматического поворота оси винта при изменении направления ветра.

Для его изготовления нужно вырезать пластину из оцинкованной стали, сделать прорезь в пластиковой трубе, вставить в нее пластину и закрепить все болтом.

Корпус с генератором

Для изготовления корпуса с генератором понадобятся:

• электропровод,
  
• корпус пластиковой ручки ,
  
• пластиковый тройник,
  
• два подшипника,
  
• мотор (генератор) постоянного тока на 3 В.

Вставьте генератор в тройник.

Закрепите подшипники на общей оси.

В качестве оси можно использовать отрезок корпуса ручки.

Один подшипник должен крепиться к тройнику.

Мини ветрогенератор готов

Поставьте ветрогенератор напротив вентилятора.

Подсоедините щупы к проводам на выходе. Да, прибор покажет, что вырабатывается электрический ток. С эффективным генератором можно зарядить 3-вольтовую батарею. Кроме этого, подобным образом можно сделать ветрогенератор побольше, которым можно будет заряжать мобильный телефон.

Смотрите видео работы ветрогенератора

Как сделать ветрогенератор своими руками

Ветряные генераторы с давних пор использовались людьми в качестве недорогих и удобных источников электроэнергии, отличающихся простотой своего изготовления и высокой экологичностью. Ряды так называемых «ветряков», картинно раскинувших свои лопасти на фоне природных ландшафтов, украсили в своё время многие уголки нашей планеты, а их промышленное производство было налажено в кратчайшие сроки. И в наши дни ветрогенераторы промышленного изготовления широко применяются в тех регионах России, где эффект от их использования вполне оправдан.

 

Конечно же, самодельным ветряным генератором, изготовленным в домашних условиях, сегодня никого не удивишь. Но, тем не менее, к решению вопроса о том, как сделать ветрогенератор своими руками, вам следует отнестись очень серьёзно и приступать к работе лишь после тщательного изучения всего материала по теме. В этой статье мы попытаемся помочь вам в этом и рассмотрим один из возможных вариантов изготовления подобного устройства.

 

Конструкция ветряного генератора

 

Предполагается, что рассматриваемая нами конструкция генератора будет состоять из следующих основных частей:

 

собственно ветрогенератор, собранный на базе двигателя промышленного изготовления;

электронный блок управления зарядкой;

комплект соединительных проводов;

крепёжная мачта;

растяжки.

В качестве электрического привода в рассматриваемой конструкции используется двигатель постоянного тока, которым комплектуются некоторые модели так называемых «бегущих дорожек» (260V, 5A). При этом обратный (генераторный) эффект мы получим за счёт того, что любое устройство подобного типа в отношении формируемого им электромагнитного поля является обратимым. При наличии вращательного усилия на валу двигатель автоматически превращается в генератор.

 

Используемые материалы

 

Большую часть материалов, используемых в этом изделии, вы сможете приобрести в любом хозяйственном магазине. Помимо двигателя от дорожки вам потребуется следующий набор комплектующих изделий и расходных материалов:

 

специальная нарезная втулка;

мост диодный на токи 30-50A;

кусок полихлорвиниловой трубки.

Кроме того, для изготовления хвостовика и корпуса генератора необходимо подготовить следующие детали и расходный материал:

 

Труба квадратная 25х25 мм;

Фланец маскирующий;

Патрубок;

Саморезы;

Болты;

Шайбы;

Скотч.

Сборка генератора

 

Изготовление ветрогенератора начинаем с подготовки лопастей, которые можно вырезать из тонких полосок дюралюминия. Примерная форма лопастей генератора приведена ниже.

 

Перед креплением заготовки следует тщательно обработать шкуркой до получения необходимого профиля, таким образом, чтобы передняя кромка была закруглена, а задняя – оставалась заостренной.

 

Хвостовик делаем из жести, причём его размер и форма не играют решающей роли – главное, чтобы он был достаточно жёстким.

Затем берём снятый с беговой дорожки двигатель с прикрепленной к нему втулкой и отмечаем на нём места расположения трёх отверстий на расстоянии примерно 10 см от центра (на равном удалении друг от друга). Затем просверливаем по получившейся разметке отверстия и нарезаем резьбу под крепёжные болты.

 

Рекомендуем пометить место крепления каждой лопасти к втулке, что позволит вам не спутать их при сборке.

 

Монтаж ветряного генератора

 

Окончательную сборку ветрогенератора проводим в следующей последовательности:

 

Разрежьте трубку ПВХ на две части и проложите полученным материалом то место на квадратной трубе, куда вы собираетесь крепить ваш двигатель. Расположите диодный мостик неподалёку от двигателя и закрепите его при помощи саморезов.

Соедините выходящий из двигателя провод черного цвета с «плюсом» диодного моста.

Присоедините выходящий от двигателя провод красного цвета к «минусу» моста.

 

Положение хвостовика настройте таким образом, чтобы плоскость всей системы была параллельна земле. Прилаживаем хвостовик к трубе и крепим его на ней при помощи заранее приготовленных саморезов.

Размещаем помеченные ранее лопасти на свои места и крепим их болтами с шайбами на втулку, причём на ближние к оси отверстия устанавливаем по две шайбы (с каждой стороны основания лопасти). Для трех наружных отверстий устанавливаем по одной шайбе (со стороны болта). После этого основательно затягиваем полученные соединения.

Надёжно зафиксировав вал двигателя, надеваем на него втулку с лопастями и с помощью плоскогубцев заворачиваем ее до упора, против хода часовой стрелки.

Затем проворачиваем патрубок к маскирующему фланцу с помощью газового ключа.

 

После этого проводим балансировку основания трубы с закреплённым на ней двигателем и хвостовиком и отмечаем точку равновесного положения.

В этой точке производим крепление несущего основания к мачте (для удобства вам, возможно, придется открутить для этого втулку и хвостовик).

Закрепляем основание на саморезы и восстанавливаем убранные ранее узлы.

Ветряной генератор может прослужить вам значительно дольше, если вы покрасите не только его лопасти, но также основание, хвостовик и защитный кожух двигателя.

 

Для включения ветряного устройства в рабочую электрическую сеть вам обязательно понадобится комплект проводов, контроллер зарядки батарей, амперметр и нагрузка (аккумуляторная батарея).

 

Что касается несущей мачты, то сразу отметим её особое значение для надёжного крепления генератора, что гарантирует его долгую и бесперебойную эксплуатацию. Этот элемент конструкции не только должен быть достаточно прочным, но ещё и обязан иметь хорошую устойчивость. Кроме того, совсем не помешает, если мачта будет оборудована простейшим механизмом опускания и подъёма основания с двигателем.

 

Отметим также и тот факт, что чем выше мачта – тем более сильные воздушные потоки будут доступны вашей импровизированной электростанции. Используемые для крепления мачты проволочные растяжки можно установить через каждые 5,0-5,5 м по её высоте.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Похожие статьи:

Декоративный сад → Дорожки в саду

Люблю цветы → Опоры для вьющихся растений, прочно и своими руками

Декоративный сад → Осенняя музыка ветра своими руками

Пруды и водоемы на участке → Пруд на даче своими руками

Декоративный сад → Музыка ветра из металлических трубок своими руками

Самодельный ветрогенератор для дома своими руками. Сделать ветрогенератор своими руками как сделать ветряк в домашних условиях

Ветер — это чистый источник недорогой энергии, которую довольно легко получить. На наш взгляд, каждый сам в праве выбирать, где получать электроэнергию. Для этих целей нет ничего более практичного и эффективного, чем строительство ветрогенератора своими руками от подружки.

Общая схема ветрогенератора

Ветрогенератор в сборе

Большинство инструментов и материалов, упомянутых в данной инструкции, можно приобрести в магазине.Кроме того, мы настоятельно рекомендуем вам поискать компоненты, перечисленные ниже, у продавцов подержанных товаров или на местной свалке.

Вопрос безопасности имеет для нас первостепенное значение. Ваша жизнь намного ценнее дешевого источника электроэнергии, поэтому соблюдайте все правила техники безопасности, связанные со строительством ветряка. Более быстрые детали, электрические разряды и резкие погодные условия могут сделать ветрогенератор достаточно опасным.

Конструкция этого ветрогенератора для дома проста и эффективна, при этом он быстро и легко собирается.Вы можете использовать энергию ветра без каких-либо ограничений.

Аксессуары ветрогенератора

В данном руководстве используется двигатель постоянного тока от беговой дорожки (питание 260В, 5А, при подключении к нему 15 см. 15 см. При скорости ветра около 48 км/ч выходной ток достигает 7 А. Это небольшой, простой и дешевый агрегат, с которого Вы можете начать осваивать энергию ветра

Можно использовать любой другой двигатель постоянного тока, который дает не менее 1В на 25 об/мин и может работать с током более 10 ампер.При необходимости можно изменить список требуемых комплектующих (например, найти втулку отдельно от двигателя — для этих целей подойдет полотно циркулярной пилы с валовым переходником на 1,6 см).

Инструмент для сборки ветрогенератора

Дрель
— Сверла (5,5 мм, 6,5 мм, 7,5 мм)
— Электровик
— Газовый ключ 70 — Регулируемый ключ 9070 / 90 slot0 и отвертка flat0007 или зажим
— Инструмент для снятия изоляции с кабеля
— Рулетка
— Маркер
— Циркуль
— Транспортировка
— Метчик для нарезания резьбы на 1/4″x20
— Помощник

Материалы для сборки ветрогенератора

3

Лодочный брус:
— Труба квадратного сечения 25х25 мм (длина 92 см)
— Фланец маскирующий на трубу 50 мм
— Насадка 50 мм (длина 15 см)
— Саморезы 19 мм (3 шт. ) .)

Примечание: Если у вас есть возможность воспользоваться сварочным аппаратом, то заварите отрезок трубы 50 мм с длиной квадратной трубы 15 см, без использования фланца, насадки и саморезов.

Двигатель:
Двигатель постоянного тока от беговой дорожки (260В, 5А) с прикрепленным к нему 15 см
Диодный мост (30 — 50 А)
Болты двигателя 8×19 мм (2 шт.)
Отрезок полихлорвиниловой трубы 7,5 см (длина 28 см)

Хвостовик:
Квадратный кусок жести 30х30см
Саморез 19 мм (2 шт.)

Ножи:
Отрезок полихлорвиниловой трубы длиной 20 см длиной 60 см (если устойчив к ультрафиолету, красить не надо)
Болты 6х20 мм (6 шт.)
Шайбы 6 мм (9 шт.)
Листы бумаги А4 (3 шт.)
Скотч

Сборка ветрогенератора

Нарезка лезвий — у нас будет три комплекта лезвий (всего девять штук) и тонкая полоска отходов.

Поместите нашу трубу ПВХ длиной 60 см на ровную поверхность вместе с отрезком квадратного сечения (можно использовать любой другой достаточно длинный предмет с ровным краем). Плотно прижмите их друг к другу и проведите по трубе ПВХ в месте их соприкосновения по всей ее длине. Эту линию назовем А.

Сделайте маркеры с каждого конца линии А, отступив от края трубы 1-1,5 см.

Склеить три листа бумаги формата А4 так, чтобы они образовали длинный прямой лист бумаги. К ним вам предстоит оборачивать трубу, прикладываясь по очереди к только что сделанным на ней отметкам. Следите за тем, чтобы короткая сторона бумажки плотно и плавно примыкала к линии А, а длинная – плавно перекрывалась в тех местах, где находится сама латунь.С каждого конца трубы проведите по краю бумаги. Назовем одну из этих линий в, другую — S.

Возьмите трубу так, чтобы конец трубы, ближайший к линии, смотрел вверх. Начните с пересечения линий А и В и сделайте отметки на линии через каждые 145 мм, двигаясь левее линии А. Последний отрезок должен получиться длиной около 115 мм.

Перевернуть трубу под тот конец, который ближний к S. Начать с точки пересечения линий А и С, а также нанести метку на линию через каждые 145 мм, но двигаться нужно от линии А.

Квадратной трубкой соедините соответствующие точки на противоположных концах труб из ПВХ.

Разрежьте трубу по этим линиям с помощью электроловки, чтобы у вас получилось четыре полосы шириной 145 мм и одна — около 115 мм.

Расправьте все полоски внутренней поверхности трубы вниз.

Сделать на каждой полосе маркер по узкой стороне с одного конца, отступив от левого края 115 мм.

Повторите то же самое с другого конца, отступив 30 мм от левого края.

Соедините эти точки линиями, пересекая полоски отрезанной трубы по диагонали. Лобзиком распилите пластик по этим линиям.

Полученные лопасти опустили внутреннюю поверхность трубы вниз.

Сделайте на каждой отметке по линии диагональный разрез на расстоянии 7,5 см от широкого конца лезвия.

Сделайте еще одну отметку на широком конце каждого лезвия на расстоянии 2,5 см от длинной прямой кромки.

Соедините эти точки линии и отрежьте на ней получившийся уголок.Он защитит лопасти от бокового ветра.

Обработка лопастей ветряных турбин

Вы должны обрабатывать лопасти, чтобы получить желаемый профиль. Это повысит их эффективность, а также сделает их вращение более тихим. Передний край должен быть закруглен, а задний должен быть заостренным. Для уменьшения шума любые острые углы должны быть скруглены.

Хвостовик режущий

Размеры хвостовика решающего значения не имеют.Вам понадобится легкий кусок размером 30х30 см, желательно металлический (жестяной). Черенку можно придать любые очертания, главный критерий – его жесткость.

Сверление отверстий в трубе квадратного сечения — используйте сверло 7,5 мм.

Установите двигатель на передний конец квадратной трубы так, чтобы втулка выступала за край трубы, а отверстия под болты крепления смотрели вниз. Отметьте положение отверстий на трубе и просверлите трубу в отмеченных местах насквозь.

Отверстия в маскирующем фланце — Этот момент будет описан ниже, в разделе данной инструкции, посвященном установке, так как эти отверстия определяют баланс конструкций.

Сверление отверстий в лезвиях — Используйте сверло 6,5 мм.
Отметьте два отверстия на широком конце каждого из трех лезвий вдоль их прямого (заднего) края. Первое отверстие должно быть на расстоянии 9,5 мм от прямой кромки и 13 мм от нижнего края лезвия. Второй — 9.5 мм от прямой кромки и 32 мм от нижней кромки лезвия.

Просверлите эти шесть отверстий.

Сверление и вырезание отверстий во втулке — Используйте сверло 5,5 мм и тестер 1/4.

Двигатель от беговой дорожки поставляется с прикрепленной к нему втулкой. Для ее снятия плотно зафиксируйте плоскогубцами вал, выступающий из втулки, и поверните втулку по стрелке часовой стрелки. Она откручивается по часовой стрелке, поэтому лопасти вращаются против хода часовой стрелки.

Изготовьте шаблон рукава на листе бумаги с помощью схемы и транспорта.

Отметьте три отверстия, каждое из которых расположено на расстоянии 6 см от центра круга и на равном расстоянии друг от друга.

Поместите этот шаблон на рукав и проведите на нем предварительные отверстия через бумагу в отмеченных местах.

Просверлите эти отверстия сверлом 5,5 мм.

Нанесите на них резьбу по метке 1/4″х20.

Прикрутите лопасти к втулке болтами 1/4″х20 мм.На данный момент внешние, близкие к границам отверстий отверстия еще не просверлены.

Измерьте расстояние между прямыми краями кончиков каждого лезвия. Отрегулируйте их так, чтобы они были равноудалены. Отметьте и напечатайте каждое отверстие на рукаве через каждое лезвие.

Сделайте маркеры на каждом лезвии и втулке, чтобы не перепутать место крепления каждого из них на более позднем этапе сборки.

Выкрутите лопасти из втулок, просверлите и нанесите резьбу на эти три наружных отверстия.

Изготовление защитного рукава двигателя.

Проведите на нашем отрезке ПВХ трубы диаметром 7,5 см по ее длине две параллельные линии на расстоянии 2 см друг от друга. Разрежьте трубу по этим линиям.

Срежьте один из концов трубы под углом 45°.

Вставьте острые плоскогубцы в образовавшуюся прорезь и осмотрите через нее трубу.

Убедитесь, что отверстия для болтов двигателя расположены по центру прорези в трубе из ПВХ, и поместите двигатель в трубу.С помощником сделать это намного проще.

Установка

Установите двигатель на угольник квадратного сечения и прикрутите к нему болтами 8х19 мм.

Поместите диод на квадратную трубку за двигателем на расстоянии 5 см от него. Прикрутите его к трубе саморезом.

Черный провод, выходящий из двигателя, присоедините к «плюсу» входящего контакта диода (обозначен динамиком со стороны «плюса»).

Красный провод, выходящий из двигателя, подключить к «минусовому» входящему диодному контакту (обозначен АУ со стороны «минуса»).

Расположите хвостовик так, чтобы конец квадратной трубы, напротив которой размещается двигатель, проходил через его центр. Прижмите хвост к трубе струбциной или тисками.

Прикрутите хвостовик к трубе двумя винтами.

Поместите все лопасти на втулку так, чтобы все отверстия совпадали. С помощью болтов 6х20 мм и шайб прикрутите лопасти к втулке.Для трех отверстий внутреннего круга (ближайших к оси втулки) используйте две шайбы, по одной с каждой стороны лезвия. Для остальных используйте один (со стороны лезвия рядом с головкой болта). Затянуть затянуть.

Надежно зафиксируйте вал двигателя (который прошел через отверстие во втулке) пассатижами и, надев втулку, поверните ее против времени по часовой стрелке до упора.

С помощью газового ключа плотно привинтить насадку 50 мм к маскирующему фланцу.

Удерживайте насадку в тисках так, чтобы фланец располагался горизонтально над губками тисков.

Поместите квадратную трубу, несущую двигатель и хвостовик, на фланец и добейтесь идеально сбалансированного положения.
После достижения баланса сделайте метки на квадратной трубе через отверстия во фланце.

Просверлите эти два отверстия сверлом 5,5 мм. Возможно, вам придется выкрутить за это хвост и рукав, чтобы они вам не мешали.

Привинтите несущую квадратную трубу к фланцу двумя винтами.

Мы рассказывали в одном из прошлых материалов. Сегодня вашему вниманию будут представлены модели ВЭУ, построенные пользователями нашего портала.Также поделимся полезными советами, которые помогут собрать установку и не допустить ошибок. Строительство ветрогенератора своими руками – задача сложная. Не каждая (даже опытная) практика может не справиться с ее решением. Однако любая вовремя обнаруженная ошибка может быть исправлена. Мастеру — голова и руки.

В статье обсуждаются вопросы:

• Из каких материалов и по каким чертежам можно сделать лопасти ветряка.
• Порядок сборки осевого генератора.
• Стоит ли переделывать автогенератор под ВЭУ и как это сделать правильно.
• Как защитить ветрогенератор от непогоды.
• На какой высоте установить ветрогенератор.

Изготовление лезвий

Если у вас нет опыта самостоятельного изготовления шурупов для дома ВЭУ, рекомендуем не искать сложных решений, а воспользоваться простым методом, доказавшим свою эффективность на практике. Он заключается в изготовлении лопастей из обычной канализационной трубы ПВХ.Этот метод прост, доступен и дешев.

Михаил26. Форум пользователей.

Теперь о лопатках: изготовлены из 160-й красной канализационной трубы с вспененным внутренним слоем. Поставляется по расчету представленному на фото.

Трубка «Рыжая» упоминается пользователем не случайно. Именно этот материал лучше держит форму, устойчив к перепадам температур и дольше служит (по сравнению с трубами ПВХ серого цвета).

Чаще всего в домашней ветроэнергетике используются трубы диаметром от 160 до 200 мм. С них и следует начинать свои эксперименты.

Форма и конфигурация лопастей являются параметрами, зависящими от диаметра трубы, из которой они изготовлены, от диаметра ветродвигателя, от скорости рабочего винта и других расчетных характеристик. Чтобы не забивать голову аэродинамическими расчетами, можете воспользоваться выложенным на нашем портале.Он определит геометрию лопастей, подставляя в расчетную таблицу свои значения (диаметр трубы, скорость вращения шнека и т. д.).

Михаил26.

Я приспособился к распилу электровелосипеда. Получается действительно быстро и эффективно. Примечание: Обязательно нанесите на лобзик большой свободный ход розового, чтобы пробойник не съел и не сломался.

Конструкция осевого генератора

Выбирая выбор между трехфазным или однофазным генератором, лучше остановить свой выбор на первом варианте.Трехфазный источник тока менее подвержен вибрациям, возникающим из-за неравномерности нагрузки, и позволяет получать постоянную мощность при одинаковых оборотах ротора.

Боб691774. Форум пользователей.

Однофазные ветрогенераторы не должны: Испытаны и давно проверены на практике. Только на трех фазах можно получить приличные генераторы.

Расчетные параметры генератора, о которых мы рассказывали в нашем предыдущем материале, определяются текущими потребностями в электроэнергии.А на практике они соответствуют объему вырабатываемой мощности, конструкция аксиального генератора должна соответствовать определенным требованиям:

1. Толщина всех дисков (ротора и статора) должна быть равна толщине магнитов.
2. Оптимальное соотношение катушек и магнитов — 3:4 (на каждые 3 катушки — 4 магнита). На 9 катушек — 12 магнитов (по 6 на каждый диск ротора), на 12 катушек — 16 магнитов и так далее.
3. Оптимальное расстояние между двумя соседними магнитами, расположенными на одном диске, равно ширине этих магнитов.

Увеличение расстояния между двумя соседними магнитами приведет к неравномерной выработке электроэнергии. Можно уменьшить это расстояние, но лучше все же соблюдать оптимальные параметры.

Алексей2011 Пользователь форума.

Ошибочно делать расстояние между магнитами равным половине ширины магнита. Прав был один человек, когда сказал, что расстояние должно быть не меньше ширины магнита.

Если не углубляться в скучную теорию, то схема перекрытия катушек осевого генератора постоянными магнитами на практике должна выглядеть так.

В каждый момент времени одинаковые полюса магнитов аналогичным образом перекрывают обмотки катушек с отдельной фазой.

Алексей2011

Вот как в реале: все совпадает с картинкой почти на 100%, только катушки совсем немного отличаются по форме.

Последовательность сборки осевого генератора Рассмотрим на примере устройства, собранного пользователем Алексей2011 .

Алексей2011

В этот раз делаю дисковый аксиальный генератор.Диаметр циферблата — 220 мм, магниты — 50*30*10 мм. Итого — 16 магнитов (8 штук на дисках). Катушки наматывались проводом Ø1,06 мм по 75 витков. Катушки — 12 шт.

Производство статора

Как видно на фото, катушки имеют форму, похожую на вытянутую каплю воды. Это сделано для того, чтобы направление движения магнитов было перпендикулярно длинной стороне катушки (именно здесь индуцируется максимальная ЭДП).

При использовании круглых магнитов внутренний диаметр катушки должен приблизительно соответствовать диаметру магнита.При использовании квадратных магнитов конфигурация витков катушки должна быть построена таким образом, чтобы магниты перекрывали прямые отрезки витков. Установка более длинных магнитов не имеет смысла, так как максимальные значения ЭДС возникают только на тех участках проводника, которые расположены перпендикулярно направлению движения магнитного поля.

Изготовление статора начинается с намотки катушек. Катушки проще всего наматывать по заранее заготовленному рисунку.Шаблоны самые разные: от небольших ручных приспособлений до миниатюрных самодельных станков.

Катушки каждой отдельной фазы соединены друг с другом. Конец первого витка соединяется с началом четвертого, конец четвертого — с началом седьмого и т. д.

Напомним, что при соединении фаз по схеме «Звезда» концы обмоток (фаз) устройства соединяются в один общий узел, который будет нейтралью генератора.При этом три свободных провода (начало каждой фазы) подключаются к трехфазному диодному мосту.

Когда все катушки собраны в единую схему, можно подготовить форму под заливку статора. После этого погружаем в форму всю электрическую часть и заливаем эпоксидной смолой.

Изготовление ротора для осевого

Чаще всего самодельные аксиальные генераторы делают на основе автомобильной ступицы и совместимых с ней тормозных дисков (можно использовать самодельные металлические диски, как это сделал Алексей2011 ).Схема будет следующая.

В этом случае диаметр статора больше диаметра ротора. Это позволяет прикрепить статор к раме ветрогенератора металлическими шпильками.

Алексей2011

Шпильки для крепления стойки статора М6 (в количестве 3 шт). Это исключительно для проверки генератора. Впоследствии их будет 6 штук (М8). Думаю, что для генератора такой мощности будет вполне достаточно.

В некоторых случаях диск статора крепится к неподвижной оси генератора. Такой подход позволяет сделать конструкцию генератора менее габаритной, но принципы работы устройства не меняются.

Противоположные магниты должны быть направлены друг к другу разными полюсами: если магнит повернут к стату генератора своим южным полюсом «S», то противоположный магнит, расположенный на втором диске, должен быть обращен к статору полюсом «Н». В то же время магниты, расположенные вблизи одного диска, также должны быть ориентированы разнонаправленно.

Мощность магнитного поля, которое создают неодимовые магниты, достаточно велика. Поэтому регулировать расстояние между дисками статора и ротором генератора следует с помощью шпильчато-резьбового соединения.

Это вариант конструкции, в котором диаметр ротора больше диаметра статора. Статор в этом случае крепится к неподвижной оси устройства.

Также для регулировки расстояния между дисками можно использовать распорные втулки (или шайбы), которые устанавливаются на неподвижной оси генератора.

Расстояние между магнитами и статором должно быть минимальным (1…2 мм). Приклеить магниты на диски генератора можно обычным суперклеем. Наклейку магнита правильнее выполнять по заранее подготовленному шаблону (например, из фанеры).

Вот какие предварительные испытания генератора выполнил пользователь Алексей2011 с помощью отвертки: при 310 рп с устройства сняли 42 вольта (соединение — звезда). С одной фазы получается 22 вольта.Расчетное сопротивление той же фазы равно 0,95 Ом. После подключения АКБ отверткой удалось раскрутить генератор до 170 об/мин, зарядный ток 3,1а.

После долгих экспериментов, которые были связаны с модернизацией рабочего винта и другими менее масштабными доработками, генератор продемонстрировал свои максимальные характеристики.

Алексей2011

Наконец к нам пришел ветер, и я зафиксировал максимальную мощность ветряка: ветер усилился, и порывы достигли 12-4м/с.Максимальная фиксированная мощность — 476 Вт. При ветре 10м/с ветряк выдает около 300 Вт.

Ветроэнергетическая установка от автомобильного генератора

Популярным решением среди практикующих изготовление ВЭУ своими руками является переделка автомобильного генератора под альтернативные нужды. Несмотря на всю привлекательность такой затеи, следует отметить, что автомобильный генератор в том виде, в котором он установлен на двигателе автомобиля, использовать в составе ветряной электростанции достаточно проблематично.Скажи мне — почему:

1. Во-первых, обмотка катушек штатного автомобильного генератора состоит всего из 5…7 витков. Поэтому, чтобы такой генератор начал заряжать аккумулятор, его ротор нужно раскрутить примерно до 1200 об/мин.
2. Во-вторых, магнитная индукция в стандартном автомобильном генераторе возникает за счет катушки возбуждения, встроенной в ротор устройства. Чтобы такой генератор работал без подключения к дополнительному источнику питания, его необходимо оснастить постоянными магнитами (желательно — неодимовыми) и внести определенные коррективы в обмотку статора.

Михаил26.

Переделанный автогенератор (на магнитах) имеет право на жизнь. у меня два таких. На ветру 8 м/с с двухметровыми винтами дают честные 300 ватт каждый.

Переоформление автомобильного генератора под ВЭУ требует определенного навыка. Поэтому начинать его желательно, имея опыт перемотки асинхронных двигателей или генераторов со стандартным цилиндрическим статором (и те, и другие при желании можно превратить в альтернативную энергетическую установку).Переделка автомобильного генератора имеет свои нюансы. Разобраться в них будет гораздо проще, если вы обратитесь к тем, кто сумел добиться определенных успехов в этой области.

Защита кабеля от скручивания

Как известно, ветер не имеет постоянного направления. И если ваш ветрогенератор будет вращаться вокруг своей оси как флюгер, то без дополнительных мер защиты кабель, идущий от ветрогенератора к другим элементам системы, быстро скрутится и уже через несколько дней придет в негодность.Предлагаем вашему вниманию несколько способов защиты от подобных неприятностей.

Метод первый: разъемное соединение

Самым простым, но совершенно непрактичным способом защиты является установка штекерного кабельного соединения. Коннектор позволяет вручную расплести скрученный кабель, отключив ветрогенератор от системы.

w00w00. Форум пользователей.

Знаю некоторые внизу кладут что-то вроде вилки с розеткой.Прокрутил кабель — отключился от розетки. Потом — раскрутил и воткнул вилку обратно. И мачту игнорировать не надо, и токи не нужны. Прочитал на форуме самодельных ветряков. Судя по словам, все работает и не слишком часто перекручивает кабель.

Способ второй: Использование жесткого троса

Некоторые пользователи советуют подключать к генератору толстые, эластичные и жесткие кабели (например, сварочные). Метод, на первый взгляд, ненадежный, но имеет право на жизнь.

пользователь343. Форум пользователей.

На одном сайте нашел: наш метод защиты — использование сварочного троса с жестким резиновым покрытием. Проблема скрученных проводов в конструкции малых ветряков сильно затирается, а сварочный трос № 4… № 6 обладает особыми качествами: жесткая резина не дает кабелю скручиваться и препятствует повороту ветряка в ту же сторону.

Третий метод: установка токосъемных колец

На наш взгляд, полностью защитить кабель от скручивания поможет только установка специальных токосъемных колец.Именно так пользователь реализовал в конструкции своего ветрогенератора Михаил 26.

Защита ветрогенератора от грозы

Речь идет о защите устройства от ураганов и сильных порывов ветра. На практике это реализуется двумя способами:

1. Ограничение скорости ветра с помощью электромагнитного тормоза.
2. Инволюция плоскости вращения винта от прямого воздействия ветрового потока.

Первый способ основан на ветрогенераторе. Мы уже рассказывали о нем в одной из предыдущих статей.

Второй способ предполагает установку складного оперения, что позволяет ветру ветра направлять винт навстречу ветровому потоку, а во время шторма, наоборот — уносить винт из-под ветра.

Складывание хвоста происходит по следующей схеме.

1. В безветренную погоду хвост расположен немного под наклоном (вниз и в сторону).
2. При номинальной скорости ветра хвост выпрямляется, а винт становится параллельным воздушному потоку.
3. При превышении скорости ветра номинальных значений (например, 10 м/с) давление ветра на винт становится больше силы, создаваемой хвостовым весом. В этот момент начинает развиваться хвост, и винт уходит из-под ветра.
4. Когда скорость ветра достигает критических значений, плоскость вращения винта становится перпендикулярной ветровому потоку.

При ослаблении ветра хвост под собственным весом возвращается в исходное положение и поворачивает винт навстречу ветру. Для того чтобы хвост возвращался в исходное положение без дополнительных пружин, используется поворотный механизм с наклонным кикером (шарниром), который устанавливается на оси поворота хвоста.

Оптимальная площадь хвостового оперения 15%…20% от площади ветрового масла.

Вашему вниманию представлен самый распространенный вариант механической защиты ветрогенератора.В том или ином виде он успешно применяется на практике пользователями нашего портала.

Watchcat. Форум пользователей.

При грозе надо винт тормозить на ветру из-под ветра. У меня, например, при слишком сильном ветре ветряк опрокидывается с перекосом. Не лучший вариант, ведь возврат в рабочее положение сопровождается ощутимым ударом. Но за десять лет ветряк не сломался.

Несколько слов о правильной установке ветрогенератора

При выборе места и высоты мачты, которые бы оптимально подходили для установки ветрогенератора, следует ориентироваться на множество факторов: рекомендуемую высоту, наличие препятствий вблизи ВЭУ, а также собственные наблюдения и измерения.

Для того, чтобы рассчитать оптимальную высоту мачты для домашнего ВЭУ, необходимо к высоте ближайшего препятствия (дерево, строения и т.п.), которое находится в радиусе 100 метров от мачты ветряка, добавить еще 10 метров. Так вы получите высоту нижней точки ветрозащиты.

Лео2. Форум пользователей.

В США, например, минимальная рекомендуемая высота мачты для ВЭУ мощностью в несколько кВт — 15 м, но чем выше, тем лучше.Нижняя часть ветров должна быть не менее чем на 10 м выше ближайшего высокого препятствия. Конечно, предварительно нужно осмотреть местность и подобрать оптимальную высоту мачты. На глаз это может сделать только очень опытный специалист. Во всех остальных случаях необходимо проводить тщательные измерения в течение года (как минимум).

В процессе установки самодельных ветрогенераторов очень часто теория расходится с практикой, поэтому в среднем самодельные мачты имеют высоту от 6 до 12 метров.Основное преимущество самодельных ступеней (мачт) в том, что если какие-то параметры не соответствуют вашим потребностям, конструкцию, размеры и высоту установки в любой момент можно изменить.

Перед проведением сварочных работ, связанных с ремонтом или модернизацией конструкции, генератор необходимо отключить и снять с мачты. В противном случае под действием сварочных токов постоянные магниты могут выйти из строя (разряжаться).

Богатый опыт пользователей Forumhouse собран в одном из разделов нашего строительного портала.Если вы серьезно интересуетесь альтернативной энергетикой, рекомендуем прочитать статью, посвященную (аккумуляторам). Наверняка вас также заинтересует небольшое видео об особенностях правильного построения мощной и функциональной системы электроснабжения загородного дома, которая по классической схеме подключается к стандартной трансформаторной подстанции.

Многие владельцы загородных домов хотели бы использовать альтернативные источники энергии. Аналогичного мнения придерживаются и жители городских квартир из-за перманентного роста стоимости электроэнергии.При желании можно собрать простой ветрогенератор и установить его на своем участке.

Правовые вопросы установки ветряка

Перед началом работ по созданию ветрогенератора следует разобраться в правомерности использования данного агрегата. Для того чтобы обеспечить дачный участок электричеством, достаточно использовать параметры, не превышающие 1 кВт. На территории России они считаются отечественными, и нет разрешения или сертификата на их использование.

Также государством также не предусмотрены дополнительные налоги на производство энергии для бытовых нужд. В итоге можно смело собирать ветряки своими руками для дома и пользоваться бесплатной электроэнергией. Однако необходимо дополнительно проконсультироваться в местных органах власти на предмет наличия каких-либо правовых норм по этому вопросу.

Кроме того, не стоит исключать возможность жалоб со стороны соседей, если они начнут испытывать неудобства при использовании данного агрегата. Решив собрать ветрогенератор своими руками, стоит обратить внимание на несколько его параметров:

Кроме того, претензии могут возникнуть у природоохранных служб, если ветряк будет препятствовать миграции птиц. Однако такая ситуация крайне маловероятна.

Принцип работы

Ветрогенератор — устройство, преобразующее кинетическую энергию ветра в механическую с последующим ее преобразованием в электрическую.Это связано с вращением ротора генератора. Блок состоит из следующих элементов:

• Лезвия.
• Ротор турбины.
• Генератор с подвижной осью.
• Инвертор для преобразования переменного тока в постоянный.
• Аккумуляторы.

На лопасти действуют три силы, две из которых, подъемная и импульсная, преодолевают третью (тормозную) и ведут маховик. Вращательное движение передается на ротор генератора, а при его вращении в статоре создается магнитное поле.В результате появляется переменный ток, который затем преобразуется в постоянный и с помощью специального контроллера заряжает аккумулятор.

Типы ветрогенераторов

Электроустановки этого типа принято классифицировать по нескольким параметрам. Одним из основных здесь можно считать количество лопастей, так как мультилавы начинают работать даже при слабом ветре. Решив собрать ветрогенератор для дома своими руками, следует помнить, что лопасти могут быть парусными или жесткими.Изготавливать изделия первого типа проще всего, но они не отличаются высокой прочностью и требуют частого ремонта.

Доступны обмотки и по расположению оси вращения — горизонтальные и вертикальные. Каждый из этих типов имеет как преимущества, так и недостатки. Если вертикальные устройства более чувствительны, то горизонтальные отличаются большей мощностью. Последний признак классификации обмоток фиксированный или переменный шаг. В домашних условиях проще собрать агрегат первого типа.

Поворотная установка

Собрать такую ​​ветряную электростанцию ​​достаточно просто.В этом случае его мощности будет достаточно для обеспечения всех потребностей садового участка в электроэнергии.

Подготовительный этап

Дачные домовладельцы могут спокойно ориентироваться на мощности около 1,5 кВт. Самым простым устройством будет агрегат с вертикальной осью вращения. Для его создания потребуются следующие детали и материалы:

Дополнительно потребуются болты с гайками, измерительный инструмент, болгарка или ножницы по металлу и дрель.

Инструкция по изготовлению

Основой будущего агрегата будет цилиндрическая емкость, например, бочка или ведро. Его необходимо нанести разметкой, разделив емкость на четыре равные части. После этого следует разрезать металл (не полностью), чтобы получить лезвия. В шкиве и дне бака просверливаются отверстия, которые должны располагаться строго симметрично, чтобы не было дисбаланса при работе.

После этого лопатки отбраковываются с учетом направления вращения используемого генератора, чаще всего в направлении движения часовой стрелки.Также следует помнить, что угол изгиба лопастей оказывает влияние на скорость вращения воздушного винта. Насадив лопатку на шкив, генератор с помощью хомута крепится на мачте.

Основная часть работы на этом завершена, осталось только собрать электрическую цепь. Чтобы облегчить эту задачу, при установке генератора на мачту стоит нарисовать составную схему. Для подключения аккумулятора используйте метровый отрезок провода сечением в 4 мм 2 .В свою очередь, для соединения блока с сетью использовать проводник 2,5 мм 2 . Инвертор также подключается с помощью большего сечения.

Если все работы проводились в соответствии с инструкцией, то ветряк будет работать исправно, и проблем с его эксплуатацией быть не должно. При этом достоинств роторной установки гораздо больше, чем недостатков. Последнее можно объяснить лишь достаточно высокой чувствительностью к сильным порывам ветра.

Аксиальный блок

Поскольку рынок был насыщен неодимовыми магнитами, стоимость этой продукции значительно снизилась.В итоге именно на их основе собрать эффективный ветряк. Основой осевого генератора будет ступица с тормозными дисками от машины. Перед началом работы его необходимо очистить, проверить и смазать подшипники, а также покрасить.

Установка магнитов

Всего потребуется около 20 магнитов размером 20х8 мм. При желании можно использовать больше этих продуктов. Однако в такой ситуации следует руководствоваться двумя правилами:

• Если генератор однофазный, количество магнитов должно соответствовать количеству полюсов.
• Для трехфазного устройства следует придерживаться соотношения полюсов и катушек соответственно 2/3 или 4/3.

Магниты просто наклеены на диски ротора Но при этом их полюса должны чередоваться. Чтобы все сделать правильно, стоит заранее сделать выкройку отряда. Предпочтение следует отдавать магнитам прямоугольной формы, так как при работе они создают магнитное поле по всей длине. Следует также отметить, что противоположные магниты должны иметь разные полюса.

Выбор типа генератора

При сравнении однофазного и трехфазного устройства второе выглядит предпочтительнее. Одним из основных недостатков однофазного генератора являются вибрации, возникающие при работе. Причина их появления кроется в различии амплитуд тока, так как его возврат происходит неравномерно. Благодаря фазовой компенсации в трехфазной модели поддерживается постоянная мощность.

Кроме того, отдача однофазного устройства примерно на 50% меньше.На этом преимущества 3-х фазного генератора не заканчиваются. Так как вибрации при ней не возникает, показатели шума всей ветровой установки будут значительно ниже. При этом не стоит забывать об увеличении срока эксплуатации, если выбор пал на модель трехфазного генератора.

Производство катушек

В созданном виндмастере процесс зарядки аккумулятора должен начинаться при частоте вращения ротора 100-150 об/мин. Таким образом, общее количество витков на всех катушках находится в пределах 1000-1200.Если эти числа разделить на количество используемых катушек, то можно рассчитать количество витков на каждой из них.

Следует помнить, что за счет увеличения количества полюсов можно увеличить мощность всей установки при работе на малых оборотах. На характеристики самодельного генератора серьезное влияние оказывает не только количество магнитов, но и их толщина. Суммарная мощность генератора может быть рассчитана экспериментальным путем. Для этого после изготовления одной катушки ее следует прокрутить в приборе и измерить напряжение на определенном количестве оборотов без нагрузки.

Дальнейшие расчеты достаточно просты. Можно предположить, что при сопротивлении 3 Ом при 150 об/мин на выходе получилось 27 В. Если из этого значения вычесть номинальное напряжение аккумулятора (в данном случае 12 В), то получится 15 вольт. . Чтобы определить силу тока, результат (15 В) нужно разделить на сопротивление катушки (3 Ом), что дает 5 ампер. Витки должны быть закреплены между собой. Моторно, а внешние концы фаз соединяются треугольником или звездой.После сборки генератора его следует проверить на работоспособность.

Конечная ступень в сборе

Высота мачты в среднем должна быть от 6 до 12 метров, а ее основание должно быть бетонным. Ветряк крепится на вершине мачты и для упрощения ремонтных работ стоит предусмотреть механизм его подъема и спуска, который будет приводиться в движение с помощью ручной лебедки.

Для изготовления пропеллера отлично подойдет труба ПВХ диаметром 160 мм.Подбор формы лопастей осуществляется опытным путем, и основной задачей на данном этапе является увеличение крутящего момента при работе на малых оборотах. Для защиты винта от сильных порывов ветра стоит оснастить его складным оперением.

Каждая из рассмотренных моделей ветряков имеет определенные преимущества и недостатки. Они могут быть достаточно эффективны в разных регионах, но максимальный результат будет получен в районах с частыми и сильными ветрами.

Оплата электроэнергии сегодня занимает большую долю в стоимости жилого дома.В многоквартирных домах единственным способом экономии является переход на энергосберегающие технологии и оптимизация затрат по многотарифным схемам (ночной режим оплачивается по льготным ценам). А при наличии красивого участка можно не только сэкономить на потреблении, но и организовать автономное энергоснабжение частного дома.

Это нормальная практика, зародившаяся в Европе и Северной Америке, и последние пару десятков лет активно внедряемая в России. Однако оборудование для автономного электроснабжения достаточно дорогое, окупаемость «в ноль» наступает не раньше, чем через 10 лет.В некоторых штатах можно вернуть энергию в сети общего пользования по фиксированным тарифам, это сокращает время окупаемости. В РФ для оформления «Кашбека» требуется ряд бюрократических процедур, поэтому большинство пользователей «бесплатной» энергии предпочитают построить ветрогенератор своими руками, и использовать его только для личных нужд.

Юридическая сторона вопроса

Самодельный ветрогенератор для дома не подпадает под запреты, его изготовление и применение не влечет административного или уголовного наказания.Если мощность ветрогенератора не превышает 5 кВт, он относится к бытовым устройствам и не требует согласования с местной энергокомпанией. Тем более не нужно платить никаких налогов, если вы не получаете прибыль при продаже электроэнергии. Кроме того, самодельный генераторный ветряк даже с такой производительностью требует сложных инженерных решений: сделать просто сделать легко. Поэтому мощность самоделки редко превышает 2 кВт. Собственно, этой мощности обычно хватает для питания частного дома (конечно, если у вас нет котла 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) предметных и муниципальных нормативных правовых актов, которые могут налагать некоторые ограничения и запреты. Например, если ваш дом находится на особо охраняемой природной территории, использование энергии ветра (и этого природного ресурса) может потребовать дополнительного согласования.

Проблемы с законом могут возникнуть из-за беспокойных соседей.Домашние ветряки относятся к отдельным строениям, поэтому на них также распространяются некоторые ограничения:

Разновидности генераторов

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

По расположению генератора устройство может быть горизонтальным или вертикальным

Согласно номинальному напряжению

Типовые примеры самодельных ветрогенераторов

Устройство ветрогенератора одинаково, независимо от выбранной схемы.

• Винт, который может устанавливаться как непосредственно на вал генератора, так и с помощью ременной (цепной, зубчатой ​​передачи).
• Собственно генератор. Это может быть как готовое устройство (например, от автомобиля), так и обычный электродвигатель, который при вращении выдает электродвигатели.
• Инвертор, регулятор напряжения, стабилизатор — в зависимости от выбранного напряжения.
• Буферный элемент — аккумуляторы, обеспечивающие непрерывность генерации независимо от наличия ветра.
• Вариант установки: мачта, кронштейн для крепления на крыше.

Пропеллер

Можно сделать из любого материала: хоть из пластиковых бутылок. Настоящие гибкие лезвия значительно ограничивают мощность.

Достаточно прорезать в них полости, для забора ветра.

Хороший вариант — бытовой кулер ветряк. Вы получаете готовую конструкцию с профессионально изготовленными лезвиями и сбалансированным электродвигателем.

Аналогичная конструкция сделана из кулера компьютерных блоков питания.Правда, мощность такого генератора мизерная — разве что зажечь лампу на светодиодах, или зарядить мобильник.

Тем не менее, система достаточно эффективна.

Неплохие лопасти получаются из алюминиевых листов. Материал доступен, его легко определить, пропеллер довольно легкий.

Если вы создаете вращающийся винт для вертикального генератора, вы можете использовать сумасшедшие жестяные банки. Для мощных систем используются половинки стальных бочек (объемом до 200 литров).

Конечно, к вопросу надежности придется подойти с особой тщательностью. Мощная рама, вал на подшипниках.

Генератор

Как было сказано выше, можно использовать готовый автомобильный, либо электродвигатель от промышленных электроустановок (бытовых приборов). Как пример: ветрогенератор из шуруповерта. Используется вся конструкция: двигатель, редуктор, патрон для крепления лопастей.

Компактный генератор получается из шагового двигателя принтера.Опять же, мощности хватит только на питание светодиодной лампы или зарядного устройства для смартфона. В природе — незаменимая вещь.

Если вы с паяльником «На Ты» и разбираетесь в радиотехнике — генератор можно собрать самостоятельно. Популярная схема: ветрогенератор на неодимовых магнитах. Преимущества конструкции – вы можете самостоятельно рассчитать мощность под ветровую нагрузку в вашем районе. Почему неодимовые магниты? Компактность высокой мощности.

Можно переделать ротор существующего генератора.

Или создать свою 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 может быть размещен непосредственно в центральной муфте винта.

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. В противном случае сильный порыв ветра может завалить конструкцию.

Если мощность генератора не превышает 1 кВт, то вес конструкции не так велик, и вопросы литья мачты отходят на второй план.

Результат

Самодельный ветрогенератор не такая сложная конструкция, как может показаться на первый взгляд.Учитывая дороговизну фабричной продукции, можно изрядно сэкономить, изготовив самодельную куриную электростанцию ​​и вполне доступными материалами. С учетом незначительных затрат на создание ветряка он окупится достаточно быстро.

Видео по теме

В этой статье мы подробно разберем, как сделать ветрогенератор своими руками. Ведь жизнь современного человека без электричества – это сложно представить. И даже небольшие перебои в подаче электроэнергии иногда являются «парализующим моментом» для нормальной жизни в собственном доме.И такие проблемы, надо признать, для некоторых подмосковных поселков или поселков в сельской местности – увы, не редкость. Значит, надо как-то обезопасить себя от неприятностей, обзавестись резервным источником энергии. А если учесть еще более растущие тарифы, то наличие собственного источника, да еще работающего чуть ли не «добро», становится заветной мечтой многих домовладельцев.

Одним из направлений развития «свободной энергетики» в наше время является использование энергии ветра. Многие, наверное, видели впечатляющие картины огромных ветряных мельниц, с успехом применяемых в некоторых европейских странах — в некотором роде доля энергии, вырабатываемой ветром, уже достигает нескольких десятков процентов от общей.Вот и есть соблазн — а не попробовать ли сделать ветрогенератор своими руками, чтобы получить независимость от электросети и навсегда?

Вопрос резонный, но стоит сразу остудить прах «мечтателя». Для создания действительно качественной, производительной установки для выработки электроэнергии требуются немалые познания в механике и электротехнике. Нужно быть очень опытным мастером на все руки — ряд операций повышенной сложности, требующих точного проектирования и квалифицированного подхода в исполнении. По совокупности этих причин, как судить по обсуждениям на форумах, довольно много «претендентов» либо не получили ожидаемого результата, либо вообще отказались от задуманного проекта.

Поэтому в данной статье будет дана обзорная картинка, показаны распространенные проблемы и направления их решения в процессе создания ветрогенераторов. Можно будет примерно оценить масштаб работы и трезво взвесив свои возможности — стоит ли оно того.

Что это — ветрогенератор? Общая системная система

Существует несколько способов получения электрической энергии — за счет эффекта фотонного потока (света, например, солнечных батарей), за счет определенных химических реакций (широко применяемых в силовых элементах), за счет разницы температур.Но шире, чем преобразование кинетической энергии в электрическую. Это преобразование происходит в специальных устройствах, которые как раз и называются генераторами.

Принцип работы генератора преобразователя кинетической энергии в электрическую, раскрытый и описанный Фарадеем XIX века.

Принцип устройства простейшего электрического генератора

заключается в том, что если проводящую рамку поместить в переменное магнитное поле, то в ней будет индуцироваться электродвижущая сила, которая при замыкании приведет к возникновению электрический ток.Изменение магнитного потока может происходить за счет вращения этой рамки в магнитном поле, либо за счет постоянных магнитов, либо возникать в обмотках возбуждения. При изменении положения рамки меняется величина пересекающего ее магнитного потока. И чем выше скорость изменения, тем больше показатели и ЭДС. Таким образом, чем больше оборотов передает Ротор (вращающаяся часть генератора), тем большее напряжение может быть достигнуто на выходе.

Схема конечно показана с большими упрощениями, просто для пояснения принципа.

Передача вращения на ротор генератора может осуществляться разными способами. И один из способов найти бесплатный источник энергии, который будет двигать кинематическую часть устройства, — «поймать» энергию ветра. То есть примерно так же, как когда-то это удалось сделать создателям ветряных мельниц.

Таким образом, устройство ветрогенератора предполагает наличие генерирующего устройства и механизма передачи его статору вращательного движения, то есть ветряка.Кроме того, обязательным условием является конструкция, обеспечивающая надежную установку системы, так как ее часто приходится размещать на значительной высоте, чтобы естественные или искусственные препятствия не мешали полноценной «намотке». В некоторых случаях используется и кинематическая передача, предназначенная для увеличения числа оборотов ротора.

Один из примеров поднятия вращения с ветряка на генератор

Но это еще не все. Наличие и скорость ветра чаще всего крайне непостоянны.И ставить потребление вырабатываемой энергии в зависимость от «капризов погоды» — дело неразумное. Поэтому ветрогенератор обычно работает в связке с системой накопления энергии.

Вырабатываемый ток выпрямляется, стабилизируется и через специальный контроллер либо поступает непосредственно на дальнейшее потребление, либо перенаправляется на зарядку включенных в схему мощных аккумуляторов. С аккумуляторов через инвертор, преобразующий постоянный ток в переменное напряжение и переменную частоту, мощность поступает в точки потребления.Батареи становятся своеобразным буферным звеном: если текущая нагрузка меньше, чем текущая (сильно зависящая от силы ветра) мощность генератора, или если устройства потребления вообще не подключены, то аккумуляторы заряжаются. Если нагрузка становится выше вырабатываемой мощности — аккумуляторы разряжаются.

Интересный момент — именно эта особенность ветроэнергетической установки позволяет планировать мощность самого генератора, не исходя из пиковых показателей нагрузки (за это будет отвечать инвертор), а выталкивая из прогнозируемое энергопотребление в течение определенного периода (например, месяца).

Конечно, в быту можно использовать и более простые схемы. Например, ветроустановка просто обслуживает какое-то низковольтное осветительное оборудование и т.п.

Плюсы и минусы ветряных электростанций

Для примера рассмотрим в начале простейшую конструкцию ветрогенератора, собрать которую под силу даже школьнику среднего класса. Практическое применение такой «силовой установки» не особо широкое, а просто расширить свое понимание и обрести некоторые навыки — почему бы и нет?

Северо-Западный институт возобновляемых источников энергии — Обучение техников по ветряным турбинам

Из-за COVID-19 мы приняли гибридный стиль обучения.Лаборатории будут проводиться в кампусе, а занятия в классе останутся онлайн.

Безопасность — наш главный приоритет.

Добро пожаловать в Северо-западный институт возобновляемых источников энергии!

Вы готовы начать свою карьеру? Пройдите обучение в Северо-Западном институте возобновляемых источников энергии всего за 6 месяцев!

Вы хотите начать карьеру в сфере возобновляемых источников энергии? Northwest Renewable Energy Institute i — идеальное место, чтобы начать свое будущее с нашей программы обучения техников ветряных турбин.Получите навыки, обучение и сертификаты, необходимые для выхода на рынок труда всего за 6 месяцев. Наша команда Career Services поможет вам начать работу и подать заявку на работу по всей стране и по всему миру.

Учебная программа NWREI готовит и присуждает студентам сертификаты, необходимые для работы в отрасли экологически чистых технологий. Студенты должны сдать практический экзамен, чтобы получить сертификаты. Наша онлайн-программа обучает студентов необходимым книжным работам и ведет их к практической части программы, где студенты лазают и работают на реальном оборудовании.Этот гибридный стиль занятий уникален и предназначен для повышения качества обучения и опыта, которые получают наши студенты.

Вас ждет захватывающее будущее! NWREI здесь, чтобы помочь вам начать работу!

«Наша цель — обеспечить техническое обучение, необходимое вам для начала карьеры в отрасли возобновляемых источников энергии».

Наша миссия и философия

Миссия Северо-Западного института возобновляемых источников энергии (NWREI) заключается в обеспечении технической подготовки, инструктажа, наставничества и поощрения наших студентов, чтобы они были безопасными и успешными в своей новой карьере.

Наша философия преподавания основана на убеждении, что учащиеся добиваются успеха, если их профессиональная подготовка сосредоточена на передовых отраслевых практиках наряду с развитием навыков. Учась у привлекательных и поддерживающих инструкторов, наши студенты вырабатывают безопасные и продуктивные рабочие привычки. Наше обучение подчеркивает важность мягких навыков и профессионализма. Наконец, наша программа обучения техников по ветряным турбинам в значительной степени включает теорию, подкрепленную обширной практической практикой.

40 лет опыта

NWREI является частью семьи технических школ Международной академии авиации и гостеприимства.Мы предоставляем нашим студентам качественную профессиональную подготовку с 1979 года. Международная академия авиации и гостеприимства аккредитована Комиссией по аккредитации профессиональных школ и колледжей (ACCSC).

Познакомьтесь с Николасом Марточчи

Преподаватель Северо-западного института возобновляемых источников энергии.

Николас делится информацией о программе, студентах и ​​о том, как стать техником по ветряным турбинам.

Узнать больше

Сертификаты

Сертификат HYTORC Bolting

После завершения письменного экзамена и практической демонстрации навыков учащиеся получают этот сертификат.

Безопасный доступ и спасение при работе на высоте

Этот обязательный сертификат выдан ENSA North America, ведущим органом по обучению спасателей и безопасности при работе на высоте. Этот сертификат демонстрирует умение пользоваться средствами личной безопасности и спасательными средствами, такими как стропы, привязи для защиты от падения, оборудование для позиционирования и т. д.

Медицинская первая помощь/CPR/AED

Учащиеся должны применять все необходимые навыки оказания первой медицинской помощи, сердечно-легочной реанимации и AED полностью и без посторонней помощи, чтобы получить этот сертификат.

OSHA 10

Чтобы получить этот сертификат, учащиеся должны продемонстрировать понимание политик, процедур и стандартов OSHA. Кроме того, учащиеся должны продемонстрировать общие принципы промышленной безопасности, включая безопасность крана, безопасность электроинструмента и блокировку-маркировку.

Просто хотел выразить благодарность NWREI за то, что они открыли мне двери ветроэнергетики. Я принял правильное решение пойти по этому пути. Я прекрасно провел время в школе. Вот пара фото оттуда, где я сейчас.

—Леви С.

Подробнее

Чего вы ждете?

Начните СЕГОДНЯ!

Для получения информации о количестве выпускников родителям и учащимся рекомендуется посетить веб-сайт Collegescorecard.ed.gov

Энергия ветра | Все, что вам нужно знать

За последнее десятилетие ветровая энергия США увеличилась в три раза, что сделало ветровой энергии крупнейшим источником возобновляемой энергии в стране.  

Сегодня вы найдете более 60 000 ветряных турбин, работающих в 41 штате, Пуэрто-Рико и Гуаме.По данным Американской ассоциации ветроэнергетики (AWEA), их общая мощность составляет впечатляющие 109 919 мегаватт.

Впечатляет, правда?

С таким количеством вопросов о полезности и экономической эффективности возобновляемых источников энергии естественно интересоваться жизнеспособностью возобновляемых источников энергии. Читайте дальше, пока мы обсуждаем энергию ветра (также называемую энергией ветра), а также то, как ветряные турбины вырабатывают электричество для питания домов и других мест по всему миру.

ВЕТЕР  

источник

Ветер. Ветер. Воздушный поток.

Как ни назови, ветер — это движение воздуха, вызванное разницей в атмосферном давлении — это то, что ты не видишь, но определенно чувствуешь. Хотя это может показаться простой частью мира природы, ветер состоит из сложных механизмов.

Как работает ветер?  

Возможно, вы заметили, что люди используют направление и скорость для описания ветра.Это потому, что ветер — это порыв воздуха, создаваемый газами, движущимися из областей с высоким давлением в области с низким давлением.

Метеорологи называют эту вызывающую ветер силу «силой градиента давления». Чем выше сила градиента давления (также известная как разница между давлениями), тем быстрее возникает ветер и тем мощнее его сила.

Существует также нечто, известное как эффект Кориолиса, который заставляет ветер двигаться по кривой, а не по прямой линии. Это эффект, при котором вращающиеся потоки воздуха испытывают силу, известную как сила Кориолиса, которая действует перпендикулярно направлению движения и оси вращения.

Как создается ветер?  

Ветер возникает из-за перепадов атмосферного давления.

Солнечные лучи нагревают как поверхность Земли, так и атмосферу. В то время как в некоторых частях планеты климат более теплый, поскольку они получают прямые солнечные лучи, в других частях более холодный, поскольку они получают непрямые солнечные лучи.

Более того, воздух, которым мы дышим, содержит сотни миллионов мельчайших частиц. Вес каждой из этих частиц накладывается друг на друга, оказывая утяжеляющее воздействие на поверхность Земли.Это создает то, что известно как атмосферное давление.

Атмосферное давление — это сила, которая изменяется в зависимости от того, насколько теплая или холодная поверхность Земли. Например, когда поверхность нагревается, ближайший к поверхности воздух также становится теплее. Это, в свою очередь, заставит частицы подниматься вверх и, в конечном итоге, рассеиваться.

Будь лидером.
Экономьте энергию с нашими энергетическими планами и вариантами экологически чистой энергии!
простоэнергия.ком

Когда более теплый воздух начинает подниматься вверх, частицы холодного воздуха начинают опускаться в эти области низкого давления. Именно это движение частиц воздуха и создает ветер.

ВЕТРЯНЫЕ МЕЛЬНИЦЫ  

Вопреки распространенному мнению, человечество веками использовало ветер вместо электроэнергии. По сути, это первый искусственный метод производства чистой энергии. Но как люди начали использовать силу ветра? Ветряные мельницы.

Как работают ветряные мельницы?  

Было время, когда ветряные мельницы просто перемалывали зерно и качали воду.Но сегодня они черпают энергию из ветра.

Ветряные мельницы имеют лопасти с горизонтальной и вертикальной осью, которые могут вращать точильный камень или колесо; они прикреплены к оси, которая соединена либо с шестернями, либо с насосом. Эти лопасти турбины, также известные как паруса, большие и прочные. Как только начинает дуть ветер, они подхватывают воздух и начинают вращаться. Паруса турбины соединены с приводным валом. Следовательно, когда лопасти вращаются, вращается и карданный вал.

Где расположены ветряные мельницы?  

Возможно, вы уже видели ветряные мельницы в кино или в реальной жизни.Вот список некоторых из самых известных ветряных мельниц с указанием их местонахождения:

.

• Ветряная мельница De Liefde в Сакуре, Япония
• Ветряная мельница в парке Наганума Футопия в Томе, Япония 
• Мельница Партингтона в Окленде, Новая Зеландия
• Ветряная мельница De Molen в Фокстоне, Новая Зеландия 
• Ветряная мельница Хортобадь в Дебрецене, Венгрия 
• Ветряная мельница Kiskundorozsma в Сегеде, Венгрия 
• Betty’s Hope Mills, Антигуа, Северная Америка 
• Morgan Lewis Mill в Сент-Эндрю, Барбадос 
• Moulin du Distrillierier Damoiseau в Ле-Муль, Гваделупа 
• Ветряная мельница Рудес в Отаньки, Латвия

Вы найдете сотни других ветряных мельниц по всему миру, от конструкций, построенных в начале 20-го века, до недавно построенных.

Где находится самая большая в мире ветряная электростанция?  

Ветряная электростанция Ганьсу в Китае является крупнейшей наземной ветряной электростанцией в мире.[2] В 2012 году мощность ветровой энергии составляла более 6000 мегаватт, а в 2020 году планируется увеличить ее до 20000 мегаватт.

Однако вскоре это может измениться.

Строительство ветряной электростанции Dogger Bank началось в Йоркшире, Англия, в январе 2020 года. После завершения она станет крупнейшей ветряной электростанцией в мире.По оценкам, мощность этого зверя ветроэнергетики составляет 3,6 гигаватт (или 3600 мегаватт).[4]

Для справки, ветряные электростанции также известны как ветряные парки, ветряные электростанции или ветряные электростанции. Ветряная электростанция — это группа ветряных турбин, расположенных в одном месте для выработки электроэнергии.

ТУРБИНА ВЕТРЯНОЙ МЕЛЬНИЦЫ  

источник

Если ветряные мельницы являются более старой формой ветровых технологий , то ветряные турбины являются последней инновацией. Многие люди используют термины взаимозаменяемо, но технически ветряная мельница немного отличается от ветряной турбины.

Традиционно ветряные мельницы использовались для измельчения зерна, перекачивания воды и выполнения других связанных задач. Хотя ветряные мельницы действительно генерируют механическую энергию, они не могут производить электричество.

С другой стороны, ветряные турбины состоят из более чем 8000 деталей, которые используют кинетическую энергию ветра и преобразовывают ее в электричество.

Что такое ветряная турбина?  

Вы сразу заметите, насколько ветряные турбины отличаются от ветряных мельниц, которые вы обычно видите в учебниках истории.Ветряные турбины — это большие современные ветряные мельницы, используемые для выработки электроэнергии и обеспечения того, чтобы эта энергия вырабатывалась менее расточительно.

Первая электрическая ветряная турбина была изобретена еще в 1888 году и имела высоту всего около 50 футов. Основная цель их создания состояла в том, чтобы уменьшить растущую зависимость мира от ископаемого топлива для получения энергии. Весь смысл использования возобновляемых источников энергии, таких как гидроэнергетика, солнечная энергия и энергия ветра, заключается в сохранении истощающихся ресурсов ископаемого топлива.

Ветряные турбины имеют три лопасти, которые вращаются, направляя кинетическую энергию ветра с роторами большого диаметра. Движущиеся лопасти, в свою очередь, вращают двигатель, который преобразует эту кинетическую энергию в электрическую энергию для дома и офиса.

Этот чистый источник возобновляемой энергии не только экономически эффективен, но и может помочь создать рабочие места, поскольку в ветроэнергетике в настоящее время занято более 100 000 человек.[5]

Какой высоты ветряные турбины?  

Ветряные турбины представляют собой гладкие тонкие конструкции из стали или алюминия.Три лопатки турбины изготовлены из полиэстера, армированного древесно-эпоксидной смолой или стекловолокном.

И они высотой . Очень высокий.

Как правило, оконные турбины могут иметь высоту около 90 метров или 295 футов. Вы также найдете турбины меньшего размера (короче 80 футов), которые обычно используются для жилых и малых предприятий.

Где расположены ветряные турбины?  

Ветроиндустрия наконец-то процветает. Только в Соединенных Штатах ветряные электростанции могут генерировать электроэнергию для 15 миллионов домов.

Ветроэнергетика стремится установить ветряные турбины в одном и том же месте для более эффективного производства электроэнергии. Некоторые из этих ветряных электростанций сгруппированы в ветреной зоне на суше (береговые ветряные электростанции), а некоторые расположены в воде (морские ветряные электростанции).

Вот список крупнейших ветряных электростанций в мире, в которых несколько ветряных турбин размещены вместе для эффективного производства энергии ветра: 

• База ветряных электростанций Цзюцюань, Китай
• Джайсалмерский ветряной парк, Индия
• Центр ветроэнергетики Альта (AWEC), Калифорния, США
• Ветряная электростанция Муппандал, Индия
• Ветряная электростанция Shepherds Flat, Орегон, США
• Ветряная электростанция Роско, Техас, США
• Ветроэнергетический центр Horse Hollow, Техас, США
• Ветряная электростанция Capricorn Ridge, Техас, США
• Морская ветряная электростанция Walney Extension, Великобритания
• Оффшорная ветряная электростанция London Array, Великобритания

Другие страны также проводят эффективную работу по использованию ветроэнергетических технологий.В Дании, например, самая высокая в мире выработка ветровой энергии, достигшая 47% в 2019 году.[65]

Где находится самая большая в мире турбина W ind?  

Расположенная в Роттердаме, Нидерланды, Haliade-X является самой большой и мощной морской ветряной турбиной в мире.

После завершения прототип будет иметь высоту 260 метров или 853 фута от основания до кончиков лопастей и мощность 12 мегаватт. Более того, в рамках своих испытаний он недавно установил мировой рекорд, став первым, кто когда-либо произвел 262 мегаватт-часа чистой энергии за один день (недавно он побил свой собственный рекорд с 288), что может легко привести в действие 30 000 домов.[7]

ЭНЕРГИЯ ВЕТРА  

В отличие от ископаемого топлива энергия ветра является устойчивым возобновляемым источником энергии. Ископаемое топливо, сжигаемое для производства энергии, может способствовать изменению климата из-за выделения углекислого газа. В то время как многие дома уже начали использовать солнечную энергию, энергия ветра (иногда называемая winergy ) также набирает популярность.

Каковы некоторые преимущества и недостатки энергии ветра?

Что такое энергия ветра?

источник

Энергия ветра или энергия ветра — это процесс выработки электроэнергии с помощью ветра.Например, ветряные турбины улавливают кинетическую энергию ветра и преобразуют ее в электричество.

Существует три основных типа энергии ветра: 

• Промышленный ветер: Это относится к большим ветряным турбинам мощностью от 100 киловатт до нескольких мегаватт. Конечный потребитель получает электроэнергию после ее доставки в энергосистему по линиям электропередачи или операторам энергосистемы.
• Морской ветер: Это относится к ветряным турбинам, которые устанавливаются в больших водоемах, что делает их больше, чем наземные ветряные турбины (береговые ветряные турбины), что позволяет им генерировать больше энергии морского ветра.
• Распределенные или малые ветровые установки: Это относится к малым ветряным турбинам мощностью менее 100 киловатт. Это отдельные конструкции, обычно используемые для электроснабжения ферм, домов и малого бизнеса. Турбины не подключены к электросети.

Как работает энергия ветра?  

Ветряные электростанции являются основным источником энергии ветра и имеют от десятков до сотен турбин. Эти турбины могут иметь горизонтальную или вертикальную ось, что влияет на количество производимой ими энергии.

Турбины с горизонтальной осью имеют вал двигателя, расположенный горизонтально вверху. У них более высокий коэффициент преобразования энергии ветра в энергию. Кроме того, их более высокая установка дает им возможность использовать большие скорости ветра. Напротив, турбины с вертикальной осью имеют электрический генератор в основании башни, а не наверху. Это снижает любое избыточное давление на генератор при подхвате ветра.

Процесс выработки электроэнергии аналогичен процессу ветряных турбин, где лопасти турбины захватывают кинетическую энергию лопастей и вращаются. Это преобразует кинетическую энергию в механическую энергию, которая, в свою очередь, вращает присоединенный генератор для производства электроэнергии.

Сделайте следующий шаг, выбрав лучший план энергоснабжения для своего дома!
justenergy.com

ВОЗОБНОВЛЯЕМАЯ ВЕТРА  

Возобновляемая энергия — самый устойчивый источник энергии . Поскольку энергия ветра поступает из природных источников или процессов, она является устойчивой, и на Земле нет шансов на то, что у Земли закончится воздух.

Является ли ветер возобновляемым или невозобновляемым?  

Подобно солнечной энергии, гидроэлектроэнергии, энергии биомассы и геотермальной энергии, энергия ветра является отличной возобновляемой альтернативой для сокращения потребления невозобновляемых ископаемых видов топлива, таких как уголь, нефть и природный газ.

Энергия ветра вращает лопасти современных ветряков, питая электрогенератор, вырабатывающий электроэнергию. Источник энергии также невероятно дешев, поскольку правительства предлагают льготы по налогу на производство в попытке ускорить развитие ветровой энергетики. Кроме того, тот факт, что есть бесконечный запас ветра, исключает возможность дефицита из уравнения.

Кроме того, по данным Министерства энергетики США (DOE), к 2050 году энергия ветра может остановить около 12,3 гигатонн парниковых газов.[8]

По этим причинам энергия ветра является одним из лучших решений для удовлетворения мирового спроса на энергию. Он чистый, доступный и, в отличие от ископаемого топлива, не производит токсичных выбросов.

Энергия ветра — будущее  

источник

Настало время использовать чистые источники энергии и перейти к возобновляемым источникам энергии в будущем для благополучия нашей планеты.

Ветряные электростанции уже создаются для успешного использования кинетической энергии ветра и ограничения использования ископаемого топлива.

Безусловно, существует большой потенциал в том, что касается возобновляемых источников энергии , поэтому, если мы возьмем на себя инициативу по предотвращению использования истощающих природных энергетических ресурсов и будем способствовать повышению энергоэффективности , мы сможем защитить окружающую среду.

Хотите узнать больше о преимуществах и недостатках энергии ветра?

Предоставлено вам justenergy.com

 

Источники :

1. Ветер Факты на Взгляд.Американская ассоциация ветроэнергетики.
   https://www.awea.org/wind-101/basics-of-wind-energy/wind-facts-at-a-glance. По состоянию на 23 октября 2020 г.
2. Ветры Перемены пронеслись по Китаю, поскольку расходы на возобновляемые источники энергии резко возросли. Хранитель.
   https://www.theguardian.com/world/2012/mar/19/china-windfarms-renewable-energy. Обновлено 19 марта 2012 г. По состоянию на 23 октября 2020 г.
3. Ветряная электростанция Ганьсу. Форбс.
   https://www.forbes.com/pictures/mef45ehmdh/gansu-wind-farm/#5f4074ca7145. По состоянию на 23 октября 2020 г.
4. Начало строительства Доггер-банка. СЭС Возобновляемые источники энергии.
   https://www.sserenewables.com/news-and-views/2020/01/construction-commences-for-dogger-bank/. По состоянию на 23 октября 2020 г.
5. 2020 ВВЕДЕНИЕ ДЛЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ.
   https://static1.squarespace.com/static/5a98cf80ec4eb7c5cd928c61/t/5ec31d59dc7b9101c99f9bcf/1589845342903/2020+USEER+EXEC+0517.pdf. По состоянию на 23 октября 2020 г.
6. Источники в Дании зафиксировали 47% выработки электроэнергии за счет ветра в 2019 году. Reuters.
   https://www.reuters.com/article/us-climate-change-denmark-windpower/denmark-sources-record-47-of-power-from-wind-in-2019-idUSKBN1Z10KE. Загружено 2 января 2020 г. По состоянию на 23 октября 2020 г.
7. Генератор Haliade-X компании GE вырабатывает рекордные 288 МВтч за 24 часа.
   https://www.renewablesnow.com/news/ges-haliade-x-generates-record-breaking-288-mwh-in-24-hours-686457/.Опубликовано 7 февраля 2020 г. По состоянию на 23 октября 2020 г.
8. Видение ветра.
   https://www.energy.gov/eere/wind/wind-vision.
   Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии. По состоянию на 23 октября 2020 г.

Все изображения предоставлены по лицензии Adobe Stock.
Избранное изображение:

Неопределенное будущее столицы ветроэнергетики Америки – Центр общественной честности

Время чтения: 10 минут

СУИТУОТЕР, Техас. Каждый вечер Рори Барнс спешил домой с работы, чтобы посидеть на крыльце и полюбоваться закатом над медными каньонами долины реки Бразос.

Но после 13 лет жизни в доме своей мечты в центральном Техасе Барнс решил переехать, когда узнал, что его соседи согласились установить несколько гигантских турбин из белого металла на границе его участка, что снизило стоимость его земли и разрушая его идеальную картинку.

«Я уважаю своих соседей и природную красоту земли больше, чем любые деньги, которые я когда-либо получу от энергии ветра», — сказал Барнс, который более двух десятилетий работал, помогая сохранить холмистые равнины и дикую природу Техаса. землеустроитель ранчо.

«Я видел это снова и снова», — добавил он. «Они находят человека, который готов развратить их землю, и начинается опухоль, и рак распространяется оттуда, и он охватывает весь ландшафт».

В 2017 году в Техасе было построено около 2200 ветряных турбин, больше, чем когда-либо прежде, поскольку компании ветроэнергетики пытаются получить миллиарды долларов в виде федеральных налоговых субсидий до истечения срока их действия в конце 2019 года. он также организовал борьбу на государственном уровне за регулирование этой забытой отрасли, не подрезая ей крыльев.

Спешка заставляет государственных чиновников по всей стране задаться вопросом, оплачивают ли потребители энергии счета, не получая достаточной выгоды от проектов, и задаться вопросом, что происходит с более чем 57 000 ветряных турбин по всей стране после того, как они перестанут производить энергию?

Нигде эта борьба и неуверенность не ощущаются более ощутимо, чем в Техасе, на Диком Западе ветряной энергии и на родине национальной столицы ветровой энергии Суитуотер, где в окружающем округе на каждые 12 жителей приходится одна ветряная турбина.

Более 300 ветряных турбин составляют проект Sweetwater Wind Project за пределами Суитуотера, штат Техас. На каждые 12 жителей округа приходится одна ветряная турбина. (Кристиан Эрнандес)

Порыв ветра

На закате, за пределами одной из крупнейших ветряных электростанций Суитуотера, треск электричества от линий электропередач над головой, которые доставляют энергию до Далласа и Остина примерно в 200 милях, добавляет жуткую мелодию к мелодии кустарника, состоящей из стрекота сверчков и песен цикад.

Небо темнеет, и сотни красных мигающих огней над каждой 300-футовой ветряной турбиной начинают появляться во всех направлениях, насколько хватает глаз.

Ларисса Плейс, помощник директора отдела экономического развития Суитуотера, называет его «кварталом красных фонарей».

Place отвечает за привлечение производителей и новых предприятий, связанных с ветровой энергетикой, в город Техас с населением менее 11 000 человек. Но она также подруга управляющего землей Барнса.

«Я между молотом и наковальней», — сказала она. «Моя работа заключается в продвижении ветряных электростанций и энергии ветра, и я делаю это, потому что это полезно для окружающей среды и создает рабочие места.Но в то же время мы потеряли из-за этого ранчо, которое любили».

Она и Барнс просто хотели уединиться и насладиться красотой холмистых равнин и каньонов Техаса, но вместо этого территория вокруг ранчо площадью 3000 акров, которое они называли домом, превратилась в то, что она назвала промышленным комплексом. .

Более 1300 ветряных турбин усеивают холмы окружающего округа Нолан. Эти турбины помогли увеличить местную налоговую оценку с примерно 500 миллионов долларов в 1999 году, когда они впервые начали прорастать на плоскогорьях пустыни и опустевших хлопковых полях, до более чем 3 миллиардов долларов в 2017 году, по словам окружного судьи Уитли Мэя, который возглавляет Суд комиссаров. который управляет округом и отвечает за утверждение ветряных электростанций на местном уровне.

«Мы боролись, особенно фермеры», — сказал Мэй, бывший руководитель строительства, который помогал строить ветряные электростанции по всей территории США в начале 2000-х годов.

По данным городского управления развития, в настоящее время более 250 семей в районе Суитуотер зарабатывают на жизнь за счет ветряных электростанций.

По данным Американской ассоциации ветроэнергетики, национальной торговой группы отрасли, в 2017 году ежегодные платежи землевладельцам из Техаса за аренду земли под турбинами составили почти 60 миллионов долларов, а капиталовложения ветроэнергетических компаний составили 42 миллиарда долларов.

Но не все в Техасе являются большими поклонниками энергии ветра. Сенатор от демократического штата Хуан «Чуй» Инохоса сказал, что он за возобновляемые источники энергии, если они могут существовать самостоятельно.

«В этом есть и хорошая сторона: это чистая энергия», — добавил Инохоса. «Но вы не можете субсидировать его вечно, и вы должны иметь надлежащий надзор, чтобы регулировать их и определять, где их строить».

В прошлом году компания Hinojosa выступила спонсором законопроекта, отменяющего государственные налоговые льготы для новых ветряных электростанций, построенных в 25-мильной буферной зоне вокруг баз военной авиации.Эта мера была принята и в настоящее время является первой успешной попыткой штата регулировать ветроэнергетику с тех пор, как налоговые льготы были впервые приняты в 1999 году, по словам Инохоса, который настороженно относится к недавнему ажиотажному строительству ветряных электростанций.

«Они строят эти ветряные электростанции, чтобы получить налоговый вычет», — сказал Инохоса. «Они не устойчивы без субсидий».

260-футовая ветряная турбина стоит недалеко от Лорейна, штат Техас. Новые ветряные турбины могут быть в два раза выше, иметь более длительный срок службы и быть более эффективными, чем старые турбины.(Кристиан Эрнандес/Центр общественной честности)

Субсидирование ветра

Операторы ветряных электростанций по всей стране получили почти 37 миллиардов долларов в виде федеральных, государственных и местных субсидий с 2000 по 2017 год, согласно данным Good Jobs First, некоммерческого беспристрастного исследовательского центра, который способствует корпоративной и государственной ответственности в экономическом развитии.

Но основную часть поддержки составляют федеральные субсидии. С 2000 года, когда некоммерческая организация начала подсчитывать кредиты, федеральные субсидии составили около 70 процентов всех грантов, включая государственные и местные программы.Согласно его данным, только за последний финансовый год федеральные субсидии составили 1,5 миллиарда долларов.

Налоговый кредит на производство является основной федеральной субсидией, которая выплачивается операторам ветряных электростанций за каждый мегаватт-час возобновляемой энергии, которую они производят в течение первых 10 лет, помимо того, что им платят от потребителей. Согласно последнему рыночному отчету Министерства энергетики, первоначально созданный в 1994 году, PTC предоставляет кредит с поправкой на инфляцию, который в 2017 году составлял 24 доллара за МВтч.

Для сравнения, Техас платил операторам ветряных электростанций около 55 центов за мегаватт-час в рамках государственных льгот.

Но срок действия федеральной программы истекает 31 декабря 2019 года, и мало кто ожидает, что она будет продлена в нынешних политических условиях.

«Кто знает, что будет делать Конгресс в будущем, но нынешний вряд ли продлит какие-либо кредиты», — сказал Гюркан Гюлен, старший экономист по энергетике и научный сотрудник Техасского университета в Бюро экономической геологии Остина.

И президент Дональд Трамп ясно заявил о своих предпочтениях как во время предвыборной кампании, так и сейчас, находясь у власти. Во время митинга в Западной Вирджинии 21 августа Трамп сказал почти 9000 ликующим сторонникам: «Во время войны, во время конфликта вы можете взорвать эти ветряные мельницы. Они падают очень быстро. … Но знаете, что нельзя навредить? Уголь.»

«Во время войны, во время конфликта можно взорвать эти ветряные мельницы. Они падают очень быстро. … Но знаете, что нельзя навредить? Уголь.

Дональд Трамп на митинге в августе 2018 года

По словам Гюлена, политика всегда была ключевым фактором взлетов и падений ветроэнергетики. Он ожидает, что то же самое произойдет и в этот раз.

Срок действия PTC истекал четыре раза за последнее десятилетие. Каждый раз, когда он истекал или должен был истечь, были пики производства, за которыми следовали значительные затишья.

«Исторически PTC был очень эффективным механизмом для управления большим количеством энергии ветра по всей стране, но это был не единственный механизм», — сказал Джон Хенсли, старший директор по исследованиям и аналитике в AWEA.«Штаты также помогли продвинуть вперед энергию ветра».

Мандаты ветра

Сегодня по крайней мере в 38 штатах, включая Техас, действуют стандарты возобновляемой энергии, которые помогают устанавливать минимальные требования к количеству производимой энергии и обеспечивают финансовую поддержку отрасли. По крайней мере, дюжина из них увеличила свои цели по производству альтернативной энергии с 2015 года. А Вермонт, Орегон, Калифорния, Нью-Йорк и Гавайи взяли на себя обязательство получать более 50 процентов своей энергии от ветра, солнца и других форм зеленой энергии. Не позднее 2045 года.

В то время как Техас установил более низкую цель примерно на 10 процентов, операторы ветроэнергетики здесь также получают больше, чем просто государственные субсидии и лоскутное одеяло из местных и даже школьных поощрений. В начале 2000-х налогоплательщики заплатили 7 миллиардов долларов за строительство линий электропередач, которые соединят частные ветряные электростанции через среднезападный ветровой коридор Техаса с государственной электросетью после того, как в 2005 году был принят законопроект, устанавливающий зоны конкурентной возобновляемой энергии.

Техас также имеет один из немногих свободных рынков энергии в мире, что позволяет некоммерческому Совету по надежности энергоснабжения Техаса выбирать, где покупать энергию, в зависимости от того, какая форма доступна и самая дешевая в разное время дня.Это поставило энергию ветра в один ряд с ископаемым топливом в штате и даже сделало ее дешевле, чем природный газ, когда дует сильный ветер.

Однако, к сожалению для потребителей энергии Техаса, ветер непостоянен. По данным ERCOT, он наименее продуктивен в дневные часы лета — время пикового спроса.

За последние 20 лет в Техасе было введено более 23 000 мегаватт ветровой энергии, что достаточно для обеспечения электроэнергией более 6 миллионов домов, или почти двух из каждых трех домохозяйств.Но анализ данных о ветряных турбинах Управления энергетической информации США показывает, что турбины в штате работают в среднем только на 30–40 процентов своей мощности и наиболее продуктивны ночью, когда спрос падает.

Тем не менее, новые ветряные турбины могут быть в два раза выше, иметь более длительный срок службы и быть более эффективными, чем старые турбины, по словам Роберта Пенья, консультанта по энергетике и ветерана ветровой промышленности, который работал на некоторых из первых ветряных электростанций Техаса.

В Южном Техасе такие 500-футовые турбины могут ловить даже «дневные ветры» и производить почти в три раза больше электроэнергии по сравнению с турбинами, построенными десять лет назад, сказал Пенья.И индустрия возобновляемых источников энергии работает над батареями, которые могут хранить энергию для использования, когда это необходимо, а не сразу после ее производства.

«Вот почему важно, чтобы компании продолжали инвестировать, а правительство продолжало субсидировать ветер», — сказал Пенья.

Регулятор ветра

Согласно базе данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и Эффективность.

В 2015 году Вирджиния, Оклахома и Коннектикут были одними из немногих штатов, в которых были правила, касающиеся вывода из эксплуатации, демонтажа устаревших турбин и восстановления земли. С тех пор по крайней мере еще пять штатов — Нью-Йорк, Огайо, Висконсин, Северная Каролина и Мэн — добавили формулировки в свою политику, касающуюся вывода из эксплуатации.

Но в Техасе практически нет никаких правил, что делает его нерегулируемой гаванью, которая привлекает еще больше роста ветровой промышленности.Это беспокоит тех, кто опасается, что сегодняшняя спешка будет означать для будущего.

Срок службы ветряной турбины составляет около 20 лет. Исследование 2016 года, опубликованное в Texas Law Review , оценивает, что более 29 000 ветряных турбин в штате выйдут из строя в период с 2017 по 2030 год, а их демонтаж и восстановление земель в среднем обойдется более чем в 25 000 долларов.

В исследовании рассматривается первый порыв ветра в начале 1980-х годов, который произошел в Калифорнии, где, по оценкам, осталось стоять около 4500 неработающих ветряных турбин.В исследовании под названием «Грязное слово ветроэнергетики: вывод из эксплуатации» также сравнивается ветроэнергетика в Техасе с циклом взлетов и падений нефтяной промышленности, в результате которого остались тысячи заброшенных, высохших нефтяных скважин.

Используя коэффициент 6,9% нефтяных скважин в Техасе, которые были заброшены, в отчете оценивается, что 3600 турбин могут оставаться в рабочем состоянии, если нормативный вакуум сохранится, оставив налогоплательщикам счет за очистку, как они теперь сталкиваются с нефтяными скважинами.

Тайлер Файлс, работавший ночью барменом, а днем ​​учителем английского языка, опасался такой судьбы для ветряной электростанции, построенной на территории его собственной семьи в 2001 году.Когда к нему недавно обратились новые владельцы ветряных турбин, он воспользовался возможностью, чтобы обновить первоначальный контракт, включив в него фонд вывода из эксплуатации, который вынуждает компанию откладывать деньги на восстановление его земли после того, как ветряные турбины перестанут производить энергию. или если оператор обанкротится.

«Мой дед был одним из первых, кто подписал контракт с ветряными электростанциями, так что ему действительно не у кого было попросить помощи или использовать в качестве справки о том, сколько они должны платить ему или что должно быть включено в контракт, — сказал Файлс.«На этот раз у меня был адвокат, и он помог удостовериться, что нас не обсчитали, и что мы были защищены в случае, если что-то случится».

Член палаты представителей от Демократической партии Терри Каналес хочет выйти за рамки необходимости таких индивидуальных сделок. В феврале 2017 года Каналес, входящий в комитет Палаты представителей по энергетическим ресурсам, внес на рассмотрение законопроект, в соответствии с которым государству будет поручено обеспечить вывод из эксплуатации более 10 000 ветряных турбин, работающих по всему штату, в случае, если отрасль не остановится.

Законопроект

Каналеса также направлен на то, чтобы сделать контракты между операторами ветряных электростанций и землевладельцами более прозрачными, чтобы каждый мог знать, сколько платит их сосед за энергию, производимую ветряными турбинами на их земле.

«В настоящее время в Техасе регулирование ветровой энергии практически отсутствует, — сказал Каналес. «Спектр, который не регулируется, варьируется от прав землевладельцев до государственного контроля над целыми полями ветряных мельниц».

Законопроект был принят Комитетом по энергетическим ресурсам, но не был доставлен на этаж Палаты представителей.

Будущее ветра

Предложенный проект под названием Wind Catcher Energy Connection должен был стать крупнейшей ветряной электростанцией в США с линиями электропередач, протянувшимися через Оклахому, Арканзас, Луизиану и Техас.

Но Texas Industrial Energy Consumers, группа, представляющая крупнейших потребителей электроэнергии в штате, таких как химические и сталелитейные заводы, в кратком изложении для должностных лиц Техаса заявила, что ветряная электростанция была бы построена за счет налогоплательщиков из-за изменений федеральной политики при президенте Дональде. Трамп.

В июле, всего за несколько недель до запланированного начала строительства, Комиссия по коммунальным предприятиям Техаса отклонила проект стоимостью 4,5 миллиарда долларов, утверждая, что это не принесло бы пользы клиентам.

Законодатели и государственные чиновники в Техасе — не единственные, кто пристальнее, чем когда-либо, присматривается к отрасли, и нынешний политический климат, похоже, сигнализирует о том, что преобладающие ветры могут измениться.

Вниз по Бродвей-авеню,

, мимо продуктовых магазинов и магазина Mustang Donut, названного в честь школьного талисмана, ряд заколоченных мини-маркетов соседствует с новыми бутиками, ресторанами и складами. Большинство новых блестящих металлических зданий — это витрины и местные офисы предприятий, обслуживающих ветроэнергетику.

Через дорогу от магазина пончиков, в одном из старых зданий, построенных еще до ажиотажа, Расс Петти делает листовки, вывески и другую печатную продукцию в своем магазине Creative Graphic Solutions. Он пережил затишье, которое поразило Суитуотер в прошлом, и сегодня дела идут хорошо. Многие из его клиентов работают в ветроэнергетике.

На принадлежащей ему земле в округе, где он выращивает хлопок и разводит крупный рогатый скот, он имел дело с заброшенными нефтяными скважинами, но он также был рад видеть недавнюю замену ветряных турбин на его территории, поскольку промышленность реинвестирует в этот район.

«Думаю, многие из нас настроены так оптимистично, что так будет и дальше, — сказал Петти. «Но на самом деле этого не будет. Неужели через 10 лет? Неужели через 50 лет? Никто не знает.»

Подробнее

---

Помогите поддержать эту работу

Public Integrity не имеет платного доступа и не принимает рекламу, поэтому наши репортажи о расследованиях могут оказать максимально широкое влияние на решение проблемы неравенства в США. Наша работа возможна благодаря поддержке таких людей, как вы.

Изготовление ветряных турбин повышает интерес к карьере | Новости

Увеличить изображение

Консультант NREL по науке в области образования Рик Шин помогает ученику средней школы Денвер-Уэст Николь Нуксолл со своим ветряком.
Авторы и права: Пэт Коркери

Ветряная турбина, которую Луи Солис и Хосе Сантистеван изготовили примерно за 20 минут. сразу зарегистрировал 5.1 на вольтметре в классе средней школы Денвер-Уэст, топы в классе.

Но Солис и Сантистеван, 17-летние юниоры, были полны решимости лучше. Итак, они согнули и обтесали бальзовую древесину, выровняли углы на лезвиях, и попробовал снова. Они включили домашний вентилятор, и, что вы знаете, счетчик показывал 5,3 вольта.

Определенно заслуживает пятерки.

«Это мне нравится», сказал Сантистеван. «Пытаться найти новую технологию для производства возобновляемых энергия более доступной и доступной, это важно. Наслаждаясь своей работой, имея хорошо провести время, пока вы работаете, это также важно для меня».

Рик Шин, научный консультант образовательных программ NREL[ССЫЛКА НОМЕРА], представил практический урок, призванный вызвать интерес к карьере в области чистой энергии. для студентов, которые не обязательно видят степень бакалавра в своем будущем.

Визит спонсировался программой Energy Workforce компании Goodwill Industries of Denver.

Вдохновляя рабочую силу будущего

Увеличить изображение

Луис Солис и Хосе Сантистеван, учащиеся средней школы Денвер-Уэст, проверяют свои ветряные турбины до измерения количества вольт, которое он может генерировать.
Авторы и права: Пэт Коркери

«Мы хорошо понимаем будущую проблему заполнения таких вакансий в нашей стране», — сказал Синтия Хауэлл, менеджер образовательных программ NREL. «Мы сотрудничаем с образованием выращивать таких техников и инженеров».

Основной целью NREL является стимулирование развития рабочей силы для возобновляемых источников энергии. Энергоэкономика будущего.Сотрудники образовательных программ NREL посещают местные школы десятки раз в год, чтобы наставлять и вдохновлять.

Около 28 процентов взрослых американцев имеют степень бакалавра. Остальные 72 процента претендовать на ряд должностей, которые могут потребовать специальной подготовки или сертификации. За например, в США 874 000 электриков и 773 000 парикмахеров.

Больше образования — или, по крайней мере, больше профессиональной подготовки — обычно означает больший доход.

По данным переписи населения США, средний американец со степенью бакалавра зарабатывает около 51 000 долларов в год; те, кто бросил школу, зарабатывают 18 700 долларов; и те с аттестатом средней школы, но не с дипломом колледжа, зарабатывают в среднем 28 000 долларов.

Конечно, доходы тех, кто имеет среднее образование, сильно различаются. более высокооплачиваемая работа достается тем, кто обладает наиболее востребованными техническими навыками.

Скоро индустрия возобновляемой энергетики будет искать электриков, сварщиков, трубомонтажников и турбинщики.

«Есть много хороших работ, которые не требуют много образования после окончания школы» Шин сказал студентам. «Для этих вакансий вам потребуется около девяти месяцев или год обучения. после старшей школы.»

Большинство студентов, участвующих в курсе West’s Energy Careers, уже определились продолжить техническую карьеру.

Милинда Монтес, 17 лет, видит огромную дихотомию между выбывшими из школы, которые находятся на дороге к неприятностям или в тупик, и ее однокурсники по авиационному обучению, которые приобретают навыки для технологического мира.Монтес сказала, что планирует поступить на службу в ВВС. — один из почти десятка студентов, интересующихся инженерным делом и авиацией.

Но она также считает возобновляемые источники энергии многообещающим выбором карьеры. «Это довольно важно и жизненно важно для нашей нации, — сказал Монтес. — Я знаю, что это растущая проблема.

Ожидается взрывной рост рабочих мест в сфере возобновляемых источников энергии

Увеличить изображение

Хосе Сантистеван запускает ветряк в средней школе Денвер-Уэст, в то время как одноклассники смотрят.
Авторы и права: Пэт Коркери

Ключевой частью уравнения будущего новой энергии является обучение студентов, преподавателей и потребителей. От наставничества в начальной школе до исследовательских программ старшего уровня, образование NREL возможности помогают обеспечить связь с новым энергетическим будущим. Цель состоит в том, чтобы задействовать молодые умы в области возобновляемых источников энергии и поддерживать стремление учителей к совершенству в учить и учиться.

Экономическая модель, разработанная в прошлом году исследователями Йельского университета и Университета Калифорнийский Беркли прогнозирует чистый прирост 1,9 млн «зеленых» рабочих мест к 2020 году. в США, если Конгресс примет Закон о рабочих местах в экологически чистой энергии.

Колорадо — многообещающее место для «зеленых» рабочих мест, если учащиеся West High решат оставаться рядом с домом.Государство установило требование 20-процентной альтернативы энергии к 2020 году для крупных коммунальных предприятий. Законопроект представил текущую сессию Колорадо Законодательный орган увеличит требование до 30 процентов, при этом большая часть этого дополнительного чистая энергия, вырабатываемая ветровой энергией.

«Мы надеемся, что наши сообщения вместе с учениками отправятся домой к их родителям», — сказал Шин. Практические занятия направлены на то, чтобы «вдохновить учащихся удивляться, а затем искать новые знания.»

Возобновляемые технологии взаимосвязаны

Обучение в одной области возобновляемых источников энергии часто приводит к соответствующей работе.

Например, NREL работает с Xcel Energy над запуском демонстрационного проекта по превращению ветра в водород в Национальном центре ветровых технологий лаборатории недалеко от Боулдера, Колорадо. Проект соединяет ветряные турбины с электролизерами, которые пропускают электроэнергию, вырабатываемую ветром. через воду, чтобы расщепить ее на водород и кислород.Затем водород можно хранить и использовался позже для выработки электроэнергии от топливного элемента или внутреннего сгорания двигатель.

Шин рассказал ученикам о форме крыльев самолетов и ветряных турбинах. из них аэродинамические, и о возрастающем значении ветроэнергетики в будущем.

Он показал им топливный элемент, содержащий драгоценную платину, катализатор, который делает проще использовать энергию ветра для разложения воды на кислород и водород.Они узнали что, начав с ветра и используя воду для производства водорода, коммунальное предприятие не приходится запасать электроэнергию в батареях. Вместо этого водород можно хранить в резервуарах, использовать позже для выработки электричества, когда не дует ветер или не светит солнце. сияющий.

Молчание учеников во время лекции в классе заставило Шина задуматься, неужели он имел с ними связь.

Но как только им разрешили использовать свои руки и свой мозг для моделирования виды ветряных турбин, испытываемые в NREL, классная комната ожила.

Студенты использовали клеевые пистолеты, пробковое дерево, дюбели и пластиковые шестерни для проектирования ветряных турбин.

«Когда мы занимаемся практическими делами, все чувствуют себя более комфортно, работая друг с другом, строя кое-что, — сказал Солис.«Это креативно. У вас должен быть творческий ум».

Джон Фоден, 17 лет, предвидит свой интерес к механике и сварке с работой в чистых энергия. «Наверное, это хорошая карьера», — сказал он. «Вы никогда не знаете, что произойдет через несколько лет по дороге с Землей».

Херардо Эспиноза, старший, изменил лопасти на своей модели, чтобы сделать ее более аэродинамической.«Я хотел бы заниматься механикой и инженерией», — сказал он. «Все это, как трудный головоломка, чтобы решить. А я люблю головоломки».

Студенты не боятся потерпеть неудачу

Эмбер Смит, преподает курс «Энергетическая карьера» в рамках курса «Карьера и техника». Учебное образование в West High сказало, что программа NREL эффективна, потому что она раскрывает учащимся реальные возможности в пределах их досягаемости и вознаграждает за эксперименты.

«Практическая часть, которую предоставляет NREL, просто потрясающая», — сказал Смит. «Педагоги NREL объяснил студентам: «Это то, чем вы будете заниматься в технической карьере». Когда они видят это и делают это, это значит для них гораздо больше. Они многое получают от этого. Они им это нравится, они обручаются».

«Большую часть времени дети боятся потерпеть неудачу, боятся сделать что-то не так.Но с проектами NREL мне нравится, что дети не возражали против того, что лезвия не вращаться так быстро, как они хотели. Они просто сказали: «Хорошо, вернемся к чертежной доске». Такое отношение трудно воспроизвести в классе».

Узнайте больше об образовательных программах NREL[ССЫЛКА СЛОМАЕТСЯ].

— Билл Скэнлон

— Хизер Ламмерс

Сборка собственного ветрогенератора

Будьте осторожны при работе с электричеством

Руководство, не являющееся ученым-ракетчиком, по созданию собственного ветряного генератора.

Как вы, наверное, уже поняли, необузданные источники энергии буквально окружают нас повсюду. Будь то солнечная энергия от солнца или геотермальная энергия от постоянной температуры ядра Земли, мы определенно тратим деньги и ресурсы впустую, когда полагаемся на энергоснабжающие компании. Еще одним огромным активом, который мы можем использовать и который, возможно, является самым надежным из всех устойчивых ресурсов, является энергия ветра.

Подумайте об этом на секунду, мы не можем создать солнечный свет, а заглубляться на 4-8 футов в поверхность Земли и запускать геотермальные трубы — очень дорогостоящий и инвазивный процесс.С другой стороны, каждый раз, когда мы едем на велосипеде или размахиваем газетой перед лицом в жаркий день, мы, по сути, создаем ветер. Этот ветер можно использовать для производства электроэнергии, возможно, самого устойчивого из всех ресурсов. Например, вентилятор вращается, вырабатывая электричество, которое затем можно использовать для питания другого вентилятора, чтобы можно было производить больше электроэнергии — идеальный пример идеального энергетического цикла.

Потенциал ветряных генераторов огромен, и крупномасштабные операции могут эффективно обеспечивать электричеством дома и даже промышленные предприятия.Как и любой проект, связанный с самодостаточным строительством, ветряной генератор включает в себя трехсторонний подход: 1) начать с малого, 2) познакомиться и 3) создать базу знаний и расширить ее. Поэтому это руководство покажет вам, как построить скромный ветряной генератор для питания лампочки, чтобы вы могли своими глазами увидеть, как можно создавать энергию бесплатно. Как только вы освоите самое необходимое, вы можете перейти к питанию вашей печи горьким ветром зимы.

Как работают ветряные турбины?

Чтобы добиться максимального успеха при создании ветрогенератора, в первую очередь важно понять, как он работает.Самый простой способ представить себе этот процесс — представить вентилятор, работающий в обратном направлении. Вместо того, чтобы энергия шла к вентилятору, чтобы выдуть ветер, переверните его, чтобы представить, как ветер дует для производства электричества. Генератор, работающий на топливе, использует генератор переменного тока для создания движения между электрическими и магнитными полями для производства тока, но ветрогенератор будет использовать вращающиеся лопасти вентилятора для вращения вала, который, в свою очередь, будет производить ток.

Вентилятор в обратном направлении — это основная предпосылка, которую необходимо помнить при создании собственного ветряного генератора.Как и когда вы подаете электричество в двигатель, он начинает вращаться, но когда вы вращаете двигатель в обратном направлении, он создает обратно электричество. Вы можете подключить двигатель постоянного тока к источнику питания, чтобы запустить его, но когда вы вращаете вал вручную, двигатель постоянного тока может фактически питать другие объекты, такие как свет. В двух словах цель ветрогенератора состоит в том, чтобы вращать этот вал ветерком, а не пальцами.

Основные принципы построения ветряной турбины?

В милой (а иногда и пугающей) деревне, которую мы называем Интернетом, вы найдете множество способов построить свой первый ветряной генератор.В некоторых конструкциях использовались 2-литровые бутылки из-под газировки, чтобы поймать ветер, в то время как в других использовались старые велосипедные шины для вращения вала. В любом случае есть несколько общих знаменателей, связанных почти с каждой адаптацией ветряного генератора, в том числе:

• Лопасти вентилятора — будь то одна лопасть, несколько лопастей или даже бутылка с газом, вам нужно что-то, что дует на ветру, чтобы вращать вал, который в конечном итоге создает ток.
• Двигатель – хотя проект в целом считается генератором, двигатель в системе работает как своего рода генератор внутри генератора.Когда лопасти вращаются, они вращают вал двигателя, который генерирует ток.
• Башня — для достижения оптимального успеха вам также потребуется установить лопасти в воздухе как можно дольше с помощью устойчивой башни.

В зависимости от того, насколько сложным вы хотите сделать свой ветряной генератор, можно добавить дополнительные элементы, такие как несколько батарей для хранения созданной энергии и контроллер для управления различными системами. Однако после того, как вы освоите основы, ваша конкретная система может быть модернизирована и обновлена ​​в зависимости от того, что вы питаете, и от того, как устроена ваша установка.

Лопасти вентилятора

С лопастями вентилятора вы можете быть как креативными, так и простыми, в зависимости от ваших ресурсов. По своей сути лопасти вентилятора должны быть достаточно длинными, чтобы улавливать ветер, а также иметь ступицу, на которой он может вращаться. Нет недостатка в сменных лопастях вентилятора, доступных в Интернете, или их также можно собрать из некоторых незакрепленных деталей в гараже. Еще следует помнить, что вентиляторная часть ветряного генератора может быть установлена ​​либо сверху, как флюгер, либо спереди, как стандартный оконный вентилятор.

Двигатель

Для сборки вашего первого ветрогенератора моторы меньшего размера будут достаточно мощными. В идеале вам понадобится батарея постоянного тока (DC) с постоянным магнитом. Конечно, эти типы двигателей не предназначены для использования в качестве генераторов, хотя они будут работать как таковые. Поэтому поиск идеальной модели включает в себя изучение некоторых деталей, таких как номинальное значение постоянного напряжения, большой ток и работа на низких оборотах. Ищите самые низкие номинальные обороты (300–500) с самым высоким выходным током (24–30 В).

Знать, что искать в двигателе, — это одно, а найти — совсем другое. Многие потребители обнаружили, насколько идеально эти элементы работают для самодельных генераторов, и в значительной степени скальпировали рынок. При этом для небольшого проекта, предназначенного только для изучения основ ветряных генераторов, существует множество доступных вариантов, но, как правило, с очень небольшим напряжением.

Башня

Монтажная башня не является слишком важным или детальным аспектом ветряного генератора, но она выполняет определенную функцию.В конце концов, лучший способ поймать ветер — это быть высоко в воздухе и без препятствий. Вы захотите иметь место для безопасного вращения лопастей, но в то же время держать устройство несколько незаметным или скрытым, особенно если вы собираете генератор из подручных материалов. Конечно, особенности более постоянных ветряных генераторов всегда можно подробно обсудить после того, как вы изучите основы работы системы.

Сборка устройства

В нашем примере мы собираемся показать вам, как построить ветряной генератор для работы лампочки для размещения на открытой террасе.В то время как солнечная энергия была бы основным ресурсом для этого приложения, кто-то может сказать, что кому-то не нужен автоматический дополнительный свет в ветреную ночь?

Строительство Башни

Почему бы не начать проект со сборки башни? На самом деле для постройки башни можно использовать что угодно, но многие люди обнаружили, что трубы из ПВХ — отличный способ настроить башню до нужного вам размера. Трубы и муфты из ПВХ легко доступны в любом сантехническом или хозяйственном магазине и в целом довольно недороги.Кроме того, ПВХ можно легко просверлить, чтобы проложить электрический провод и установить мачту на поверхность под ней.

Что касается конструкции башни, то она полностью гибкая. Поскольку лезвие может довольно интенсивно вращаться в ветреные дни, более широкое основание, вероятно, будет работать лучше всего и предотвратит опрокидывание. Самое замечательное в трубах и соединителях из ПВХ то, что они собираются вместе почти как набор Lego. Вам нужно будет купить как минимум 4 угловых соединителя, а также три Т-образных соединителя, чтобы вставить кусок трубы посередине и направить башню вверх.

Наконец, вам понадобится угловая муфта в верхней части крепления, в которую можно будет вставить блок двигателя и лезвия.

Прокладка проводов

Следующее, что нужно сделать, это проложить провода через башню из ПВХ, чтобы вы могли протянуть их сверху через основание. Это важная причина, по которой ПВХ является отличным выбором для башни, поскольку его очень легко просверлить, и вы можете выпустить провод с любой стороны, которая лучше всего подходит для вашей индивидуальной установки.

Что касается того, какой провод использовать, обычно необходимо учитывать ряд различных факторов. Например, провода бывают разного калибра (толщины) и рассчитаны на разные уровни силы тока и мощности. Поскольку для этого проекта электрический ток будет минимальным, самый простой из 14-го калибра, подойдет провод на 15 ампер, поскольку он часто рассчитан на напряжение до 120 вольт. Этот тип провода очень распространен в бытовых осветительных приборах и розетках, но его необходимо будет переоценить, когда вы начнете увеличивать размер двигателя генератора и работающего оборудования.

Подключение двигателя к проводке

После прокладки проводки пришло время подключить двигатель. Совместите две короткие жилы электропроводки от двигателя с соответствующими разъемами провода, проходящего через ПВХ (плюс к плюсу, нейтраль к нейтрали и т. д.). Некоторые люди предпочитают спаивать проводные соединения вместе, чтобы они не отсоединялись, но электрический провод пока должен работать, просто чтобы убедиться, что установка правильная.

Прикрепите зажимы типа «крокодил» к выходному проводу

Одна вещь, которую вы можете сделать сейчас, чтобы убедиться, что ваше проводное соединение и настройка двигателя будут работать, — это прикрепить два зажима типа «крокодил» к обоим концам выходных проводов.Эти зажимы представляют собой уменьшенную версию того, что вы найдете на паре соединительных кабелей аккумулятора, и используются для передачи тока в то, что мы собираемся использовать (радио). Их также можно использовать на этом этапе, чтобы подключить сборку к вольтметру и прокрутить вал двигателя, чтобы увидеть, может ли он на самом деле создавать ток в обратном направлении. Как только это будет подтверждено, завершающие этапы будут готовы к выполнению.

Соединение лопасти вентилятора с двигателем

Небольшой вал, выступающий из передней части двигателя, предназначен для крепления лопасти вентилятора.В зависимости от того, что вы решите использовать для вентилятора и лопасти, он должен иметь по крайней мере ступицу посередине, чтобы прикрепиться к валу двигателя и обеспечить вращение на ветру. Пропеллеры для хобби часто поставляются со спиннерами, которые работают почти так же, как и втулки, но, как всегда, для наилучшей настройки могут потребоваться некоторые пробы и ошибки.

Закрепите двигатель

Последнее, что вам нужно сделать в отношении установки ветрогенератора, это закрепить двигатель в верхней муфте.Если есть место для маневра, можно использовать изоленту, чтобы увеличить диаметр двигателя и обеспечить надежную посадку.

Подсоедините провода к патрону лампы и проверьте

Заключительный шаг – подсоединение выходных проводов к патрону лампы. Подсоедините положительный провод к соответствующему месту на патроне лампы, а черный или заземляющий провод — к другому винту. Убедитесь, что это соединение надежно, а затем вставьте (светодиодную) лампочку. Затем направьте вентилятор на лопасти ветряка или подождите, пока не наступит безветренная ночь, и наслаждайтесь бесплатным источником света (надеюсь).

Прямое подключение к источнику созидательной энергии определенно имеет некоторые ограничения, в основном для вещей, излучающих какой-то свет. Как только вы освоите основы работы энергии ветра, вы можете начать развиваться. В конечном итоге вы начнете подключать (более крупные) ветряные турбины к автомобильным батареям на 12 вольт, а затем протянете провод от этой батареи к розетке. С добавлением небольшого инвертора переменного тока вы можете использовать энергию ветра так же, как обычную домашнюю розетку, для зарядки мобильных телефонов на пляже или прослушивания радио Air Supply на улице.

По сути, подача воздуха приносит вам подачу воздуха.

SUNY Potsdam создает первую ветряную турбину в кампусе

«Эта ветряная турбина, произведенная на месте компанией Ducted Wind Turbines, которая стремится внедрить доступную малую энергию ветра для всех, будет действовать как образовательная живая лаборатория, куда классы SUNY Potsdam смогут приходить, наблюдать и оценивать функциональность и влияние ветряной турбины. Эта ветряная турбина не только послужит целям высшего образования, но и послужит символом сообщества, олицетворяющим рост и значимость возобновляемых источников энергии для устойчивого развития сейчас», — сказал Ромер.

Университет SUNY в Потсдаме входит в национальный рейтинг Принстонского обзорного справочника экологических колледжей 2022 года и является членом Ассоциации содействия развитию устойчивого развития в высшем образовании. Его программа экологических исследований действительно междисциплинарна и включает курсы 14 различных факультетов для подготовки лидеров-экологов к будущему.

О SUNY Potsdam:  
Государственный университет Нью-Йорка в Потсдаме, основанный в 1816 году, является одним из первых 50 колледжей Америки и старейшим учебным заведением SUNY.Университету SUNY Potsdam уже третий век, и он отличается наследием новаторских программ и передовым образованием. В настоящее время в колледже обучается около 3 000 студентов бакалавриата и магистратуры. Университет SUNY Potsdam, где находится всемирно известная музыкальная школа Crane School of Music, известен своим сложным ядром гуманитарных и естественных наук, отличной подготовкой учителей и культурой творчества. Чтобы узнать больше, посетите сайт www.potsdam.edu.

Об Университете Кларксона:
Являясь частным национальным исследовательским университетом, Кларксон является лидером в области технологического образования и устойчивого экономического развития посредством обучения, научных исследований, исследований и инноваций.Мы устанавливаем личные связи в академических областях и отраслях, чтобы создать предпринимательский образ мышления, знания и интеллектуальное любопытство, необходимые для инновационных решений, актуальных для всего мира, и взращивания лидеров завтрашнего дня. Благодаря своему основному кампусу, расположенному в Потсдаме, штат Нью-Йорк, а также дополнительным программам для выпускников и исследовательским центрам в столичном регионе Нью-Йорка, Биконе, штат Нью-Йорк, и Нью-Йорке, Кларксон обучает 4300 студентов по 95 строгим программам обучения в области инженерии, бизнеса и искусства.

No related posts.