Вітрогенератор - це пристрій, що перетворює кінетичну енергію вітру в електричну.
Установкою перших в руках держави або великі енергокорпорації.
Головною відмінною рисою таких установок є відсутність як сировини, так і відходів.
Необхідна умова для їх безперебійної роботи - високий рівень вітру, при якому може досягатися потужність до 6 МВт.
Вітрогенератори бувають двох типів: класичні, обладнані повітряним гвинтом і вимагають повороту при зміні напрямку вітру і роторні, що працюють, незалежно від його напряму.
Використання вітрогенератора в домашньому господарстві буде більш економним за умови вироблення їм постійного або змінного струму, з подальшим перетворенням його, з використанням тенів, в тепло або для отримання гарячої води.
Конструкція, зібрана своїми руками, повинна відповідати вимогам надійності і безпеки.
Роботи з її створення складаються з декількох етапів:
Залежить від кількість лопатей, діаметра вітроколеса крильчатого і швидкості вітру.
За основу береться найменше його значення - 4 м / сек.
Така невелика швидкість вітру характерна для більшості районів рівнинній місцевості.
Основним її елементом є вітряне колесо, перетворює енергію вітру в механічну енергію.
Конструкція надає впливає значення при виборі генератора електричного струму і на всі інші вузли саморобної електростанції.
Так, лопаті, в залежності від типу бувають двох видів:
- Вітрильні, що володіють високим аеродинамічним опором, зростаючим зі збільшенням кута атаки.
Що призводить до утворення за нею зони зниженого тиску, в наслідок чого вітрильні лопаті стають неефективними вітровими рушіями.
Мають форму крила літака, що забезпечує мінімальні втрати від тертя.
При цьому, оптимальний кут атаки повинен бути не більше 12 градусів, коли при досить високому тиску вітру, приріст потужності здатний покрити зростання аеродинамічних втрат.
Таким чином, вітрогенератори, обладнані крильчасті колесами (роторні), на відміну від вертикально-осьових, мають більш високий коефіцієнт використання енергії вітру при досить низькій їх матеріаломісткості, їх найчастіше виготовляють своїми руками.
Установка з лопатями крильчатого типу і з горизонтально розташованої віссю обертання мають найбільш високий КВЕВ при мінімальній витраті матеріалів.
Це найпоширеніша конструкція, вживана в промислових вітрових установках і установках, використовуваних в приватних домоволодіннях.
Основна увага при створенні вітроколеса, необхідно звернути на кількість лопатей: так, швидкохідні дво- і трилопатеві мають досить широким рядом істотних недоліків:
- Значно збільшується навантаження на вісь генератора, на кріплення і щоглу, що може привести до розриву лопатей. Це обумовлено їх високою швидкістю обертання - понад 200 м / с (швидкість кулі, що летить 150м / с).
- Велика сила тертя лопатей об повітря. Саме для зниження цього показника лопаті повинні повторювати форму літакового крила.
- Сильний шум при обертанні, що не дозволяє встановлювати його поблизу житлових будівель.
- Висока вібрація, що створює труднощі при балансуванні вітрогенератора.
Оптимальний варіант - вітряк, діаметром 2 метри, обладнаний 5-ю лопатями.
електрогенератор
Головним показником при його виборі служить частота обертання вітроколеса.
Виготовити генератор для вітрогенератора своїми руками досить складно.
Найбільш підходящий і доступний варіант - придбати веломотор, безколекторний двигун, який не вимагає заміни щіток.
Його гідністю є низькі робочі обороти, що дозволяють йому замінювати собою генератор.
А наявність в конструкції постійних магнітів, забезпечить швидке його збудження.
Оптимальний варіант - використання двигуна потужністю 240 Вт, де максимальне число оборотів становить 229 об / хв.
Як зібрати вітрогенератор своїми руками
Збірка своїми руками починається з виготовлення лопатей для вітрогенератора.
Кращим матеріалом для їх виготовлення є пластикова труба - досить міцна і вологостійка.
Звичайне застосування таких труб - створення каналізації або напірного водопроводу, з товщиною стінки 4 мм і діаметром 160 мм (SDR PN 6.3).
Довжина кожної лопаті становить 1 м.
Паперовий шаблон докласти його трубі, обвести контури і вирізати лопаті - 5 штук.
Для підвищення КВЕВ і зменшення шуму при їх обертанні, необхідно відшліфувати всі шорсткі поверхні і обточити гострі кути і краю.
Кріпленням лопатей до корпусу може служити головка вітродвигуна (6-10-ти мм диск з м'якої сталі).
До нього необхідно приварити 5 сталевих смуг (товщина 12 мм, довжина 30см), із заздалегідь просвердленими отворами.
Кріплення відбувається з використанням болтів з контргайками.
Готове колесо необхідно отбалансировать: горизонтально закріпити його на висоті в закритому приміщенні і провести спостереження за поведінкою лопатей.
У разі самовільного руху лопаті, її необхідно сточити з кінця, тим самим врівноважити в будь-якому положенні.
Лопаті збалансованого вітроколеса повинні перебувати в одному положенні і мимоволі не повертатися.
Далі необхідно усунути перекіс лопатей, якщо такий є.
Щоб його визначити, необхідно заміряти відстань від однієї з лопатей до найближчого предмета, після чого, повертаючи колесо, заміряти відстань до предмета від кожної лопаті.
Похибка не повинна бути більше 2 мм.
Для усунення перекосу, слід підігнути сталеву смугу, до якої лопать кріпиться.
Кріплення веломотор до рами (відрізок швелера необхідної ширини) проводиться з двох сторін, що допоможе йому витримати значні навантаження при експлуатації.
Для запобігання прокручування вала в станині, його закріплюють гайкою з контршайбой.
Струмоприймач служить для запобігання обриву проводів.
Для його виготовлення необхідно на готовому поворотному механізмі розмістити мідні контакти з припаяними проводами, закрити їх невеликої пластикової ємністю і залити епоксидною смолою.
Після її затвердіння сточити деталь до появи контактів.
Поворотний вузол забезпечує вільний поворот вітрогенератора за вітром, сила якого не перевищує 8-10 м / с.
Надійної його захистом від ураганного вітру служить досить простий пристрій - бічна лопата.
Виготовляється вона, як і оперення, з профільної труби 20х40х2,5 мм і сталевого листа тощиной не більше 2 мм.
Електрична схема, яка використовується при створенні вітрогенератора, схожа з елетросістемой трактора чи автомобіля, її також нескладно зробити своїми руками.
Її потужність визначає експлуатаційні можливості вітрогенератора.
Щогла являє собою металеву трубу діаметром не менше 115 мм і довжиною понад 6 м для відкритої місцевості.
Якщо вітрогенератор встановлюється серед будинків, висота щогли, виготовленої своїми руками, повинна не менше, ніж на 1 м перевищувати їх висоту.
В іншому випадку, відчутно знизиться вироблення електроенергії.
Правила, яких потрібно дотримуватися для продуктивної роботи вітрогенератора:
- Після двох тижнів використання, необхідно опустити його і перевірити надійність кріплень.
- Двічі на рік змащувати всіх підшипників.
- Усувати виникаючі неполадки при перших їх появи.
- Кожні 2-3 роки фарбувати металевих деталей.
Усе! Вітряк готовий до роботи.
З його допомогою енергозабезпечення будь-якого домоволодіння може стати повністю автономним, причому, з досить великим електроспоживанням.