Вітер є найдоступнішим, чистим безкоштовним джерелом енергії. Існує спеціальний пристрій, здатний перетворювати енергію вітру. Називається воно вітрогенератор. У цій статті ми розповімо, як зробити вітрогенератор своїми руками з найпростіших, підручних матеріалів.
Вітрогенератор - це вітроколесо з великими лопатями, редуктором (спеціальним механізмом, який перетворює і передає крутний момент), щоглою для установки пристрою, акумуляторною батареєю і інвертором (він необхідний для перетворення отриманого постійного струму в ефективний змінний струм).
Основний принцип роботи пристрою
Енергія вітру потоком обертає колесо вітряка з лопатями, через редуктор крутний момент починає передаватися на генераторний вал. Так відбувається перетворення механічної енергії в електричну.
Робоча потужність вітрогенераторів прямо пропорційна параметрам вітроколеса, швидкості вітру (за середнім показником) і висоті щогли. Зазвичай діаметр лопатей вітрогенераторів може варіювати від 0,5 до 50 метрів.
Економічна вигода використання вітрогенератора
Застосування вітрогенераторів економічно вигідно в тій місцевості, де показник середньорічної швидкості вітру становить не менше 4 м / с. Цей параметр можна уточнити, скориставшись «Карткою вітрових ресурсів Росії». Вітрогенератори починають роботу при швидкості вітру від 2 м / с. Навіть при такій швидкості вітру можуть заряджатися батареї.
Вітрогенератор та мережу
Більшість існуючих вітрогенераторів відносять до мережевих турбін. Це означає, що вони працюють лише при наявності електричної мережі (локальної або централізованої, наприклад, за допомогою дизельних генераторів). Це пояснюється нестабільністю потоків вітру. Мережа виконує в даному випадку стабілізуючий ефект.
Зверніть увагу! Основна умова використання мережевого вітрогенератора - потужність мережі обов'язково повинна бути вище потужності ветродвігательной установки мінімум в 1,8 рази.
Принцип роботи пристрою
При потужних потоках вітру лопаті вітрогенератора починають обертатися. Отримана енергія обертання починає передаватися на мультиплікатор (електричний генератор) через ротор. Існують конструкції вітрогенератора, де не встановлюють мультиплікатор для збільшення продуктивності. Вітродвигуни можуть функціонувати по одному, як одиничний комплекс або великими групами, утворюючи своєрідний вітропарк.
Тип генератора
Перед тим як зробити вітрогенератор своїми руками, потрібно визначитися, який тип пристрою буде виготовлятися - горизонтальний або вертикальний (роторний). Більш простий і доступний варіант - монтаж вертикального вітрогенератора, так як у цієї системи вище коефіцієнт ефективного впливу вітру, а балансування пристрої значно легше.
потужність пристрою
Чим могутніше буде обраний генератор, тим більше буде діаметр і вага вітроколеса. Це означає, що істотно балансування і закріплення конструкції ускладняться.
Комплектуючі деталі та елементи:
- генератор 12V;
- акумулятор 12V (можна взяти автомобільний, але краще придбати альтернативний, вартість його близько 40 у.о. але він більш довговічний і безпечний);
- ротор 1,5-2 м;
- велике металеве відро або металева бочка (з нержавійки або алюмінію);
- реле для зарядки акумулятора;
- реле заряду лампи (наприклад, автомобільне);
- напівгерметичний вимикач;
- вольтметр (можна взяти автомобільний або від будь-якого колишнього у вживанні вимірювального пристрою);
- велика доза зовнішня (розподільча коробка);
- щогла з висотою від 2 до 10 метрів (можна зробити самостійно з труб ПВХ і металевих комплектуючих для заснування);
- дроти;
- чотири болта марки М6;
- 2 хомута або нержавіюча дріт (для кріплення до щогли).
Перед установкою конструкції щогли заливають фундамент за обсягом перетину труби і підстави, з урахуванням нюансів клімату і грунту на ділянці. Щоглу з ветродвігателем встановлюють після досягнення бетонної суміші максимальної міцності (повинно пройти не менше тижня). Менш надійним варіантом є просте заривання щогли в грунт на півметра з використанням розтяжок.
Далі роблять ротор і переробляють шків (фрикційне колесо з канавкою або ободом по колу, передає рух канату або приводного ременя) генератора. Вибирають діаметр ротора, виходячи з середньостатистичної швидкості вітру. Діаметр ротора підбирають за середньорічним показником швидкості вітру. За фактом, до швидкості 6-7 м / с продуктивна потужність у ротора 3 м буде вище.
Бочку треба розділити на 4 абсолютно однакові частини з допомогою маркера і рулетки. Далі вирізують майбутні лопаті болгаркою або ножицями по металу. Їх кріплять болтами до днища і шківа.
Зверніть увагу! Місця для болтів вимірюють дуже точно, щоб в подальшому не доводилося постійно регулювати обертання.
На бочці відгинають лопаті, це потрібно робити акуратно, щоб уникнути занадто різких поривів при потоці вітру.
з'єднання елементів
На наступному етапі приєднують дроти до генератора і збирають ланцюг в дозі. Кріплять генератор до щогли, фіксують дроти до генератора і щоглі. Потім з'єднують в ланцюг генератор і під'єднують в ланцюг акумулятор. Підключають навантаження за допомогою дротів (перетином до 2.5 кВ). Швидкість обертання пристрою задається ступенем вигину лопатей. Такого вітрогенератора має вистачити для повного енергозабезпечення дачі або заміського будинку.
Збільшення вироблення електроенергії
Врахуйте, що збільшення щогли до 20-25 м може підвищити середню швидкість вітру до 30%. При цьому вироблення енергії зростає в 1,5 рази. Також до прийому вдаються при зниженій швидкості вітру (менше 4 м / с). При високій щоглі дерева і будинки не будуть перешкоджати роботі вітрогенератора.