Головна »Будуємо дім» Електрика »Саморобний вітрогенератор: принцип роботи, як зробити своїми руками?
Саморобний вітрогенератор є установкою для вироблення електричної енергії за рахунок використання вітру. Подібні пристрої зазвичай використовуються в якості альтернативного джерела електроенергії. Саморобний вітрогенератор для будинку здатний повністю забезпечувати електрикою сім'ю з кількох людей. Такі установки є ефективним способом генерації електроенергії в населених пунктах, які віддалені від центральних енергомереж. Вітрогенератор приводиться в рух силою вітру, яка потім перетворюється в енергію обертального руху. Установки на 30 кВт здатні використовуватися в якості автономного джерела електрики для забезпечення потреб промислових і житлових об'єктів.
Особливості саморобних вітрогенераторів
Для того, щоб забезпечити електроенергією приватний будинок можна використовувати вертикальний вітрогенератор потужністю до 2 кВт. Принцип роботи вітроелектричної установки полягає в перетворенні кінетичної енергії вітряного потоку в механічну енергію лопатей. Механічна енергія в свою чергу обертає ротор і генерує електричний струм.
Стандартний вітрогенератор складається з наступних вузлів:
- обертові лопаті
- ротор турбіни
- генератор і його вісь
- інвертор, що перетворює змінний струм в постійний
- акумулятор
Вітрогенератор може бути додатково оснащений контролером. Саморобний контролер для вітрогенератора використовується для заряду акумулятора і контролю за станом батареї. При повному заряді акумулятора контролер зупиняє вітряк.
Робота вітряного генератора здійснюється наступним чином. При обертанні ротора генерується трифазний змінний струм, який прямує через контролер і потім заряджає батарею постійного струму. Після інвертор перетворює струм для споживання і пускає його для того, щоб забезпечити висвітлення і електроживлення для телевізора, холодильника та іншої побутової техніки.
види вітрогенераторів
Вітряки можуть відрізнятися за такими параметрами:
- кількість лопатей
- матеріали виготовлення
- орієнтація осі обертання відносно поверхні землі
- кроковий ознака гвинта
Багатолопатеву моделі більш ефективні в порівнянні з дво- або трилопатевими, оскільки вони наводяться в русі при найменших проявах повітряних потоків. Лопаті можуть бути жорсткими або вітрильними. Жорсткі зазвичай робляться з металу або склопластику. У напрямку осі обертання розрізняються вертикальні і горизонтальні модифікації.
Більш широке застосування отримали вітрогенератори з горизонтальною віссю обертання ротора. Такі установки відрізняються високим ККД, поліпшеним захистом від ураганних поривів вітру і простим регулюванням потужності. Вертикальні моделі прості в монтажі, безшумні і можуть працювати навіть при слабких поривах вітру.
Модель на неодімових магнітах
Саморобний вітрогенератор на неодімових магнітах стає все більш популярним у багатьох російських регіонах. В якості основи такого пристрою необхідно використовувати маточину від авто з гальмівними дисками. Деталь краще розібрати і перевірити на справність, змастивши підшипники і видаливши іржу.
Неодимові магніти наклеюються на диски ротора. Наприклад можна взяти двадцять магнітів невеликого розміру. При виборі кількості магнітів потрібно пам'ятати, що в однофазному генераторі кількість полюсів має збігатися з числом магнітних елементів. Для трифазного моделі це співвідношення може бути 2 до 3 або 4 до 3. У процесі установки магнітів потрібно чергувати їх полюса. Щоб не помилитися бажано використовувати прямокутні магніти. Для кріплення магнітів потрібно використовувати найнадійніший клей.
Ролик по збірці такого генератора можна подивитися тут:
Генератор на магнітах буде працювати ефективно, якщо статорні котушки будуть правильно розраховані. З досвіду відомо, що для зарядки акумулятора на 12 В, в котушках має бути порівну розподілено близько 1000 витків. Намотування котушок здійснюється товстими проводами, щоб знизити опір. Щогла вітрогенератора повинна бути висотою від шести і більше метрів. Під щоглу потрібно вирити яму з подальшою заливкою бетону. Лопаті для пристрою виготовляються з полівінілхлоридних труб.
Модель з автомобільного генератора
Саморобний вітрогенератор з автомобільного генератора необхідно робити з комплектуючих (акумулятор, реле та інше) з однієї машини. При цьому для створення вітряка краще використовувати автомобільний генератор від потужної техніки (наприклад від трактора).
Оскільки споживачам необхідний змінний струм, то необхідно передбачити інвертор або перетворювач. У регіонах з високою швидкістю вітру можна встановлювати вітрогенератори для вироблення великих потужностей.
Для складання такої моделі знадобиться наступне:
- автомобільний генератор на 12 В
- акумулятор
- вольтметр
- реле акумуляторної зарядки
- лопаті
- кріпильний матеріал
На початку робиться ротор. Оптимальним рішенням буде створення роторного колеса з чотирьох лопатей. Цей елемент робиться з листового заліза. При можливості можна використовувати залізну бочку.
Готовий вітряк з'єднується з віссю генератора. Для цього висвердлюється отвір, з'єднання фіксується болтами. Після цього збирається електрична схема і встановлюється щогла. Потім потрібно закріпити автомобільний генератор з проводами, які приєднуються до акумулятора і перетворювача напруги. Для правильного складання краще використовувати підготовлені креслення.
Подібна установка монтується досить швидко без особливих складнощів. Такий вітрогенератор хороший простотою, надійністю і безшумною роботою.
Модель з асинхронного двигуна
Саморобні вітрогенератори з асинхронного двигуна до 10 кВт знайшли широке застосування для побутових цілей. Для виготовлення такого пристрою в першу чергу необхідно підібрати електродвигун з низькими оборотами, у якого є три або чотири пари полюсів.
Для зміни двигуна під потреби генератора необхідно проточити ротор і приклеїти до нього магніти за допомогою епоксидного клею. Статор перемотано товщим проводом, щоб підвищити струм. Проточку ротора можна здійснити на токарному верстаті.
Перед тим, як наклеїти магніти ротор потрібно розмітити на полюса. Для того, щоб розрахувати необхідну кількість магнітів потрібно визначити довжину окружності ротора після проточки. Ця довжина відповідає висоті втулки. Товщина магнітів повинна знаходиться в діапазоні (0,1 0,15) D, де D - це діаметр кола ротора. Після цього розраховується число секцій, куди будуть приклеюватися магніти з одним полюсом. Число секцій складе L / p, де p - число полюсів електродвигуна, а L- висота втулки.
Магніти повинні розташовуватися під невеликим скосом. Полюса повинні чергуватися. Магніти розташовуються щільно один до одного і після приклеювання на епоксидку замотуються скотчем.
По завершенню збирання вітрогенератора його потрібно перевірити на вихідну потужність. Для цього ротор приводиться в обертанні зі швидкістю, яка відповідає номінальній швидкості модифікованого електродвигуна. Такі випробування можна зробити за допомогою дриля і лампочок з різною потужністю.
Оптимальний варіант вітрогенератора потрібно вибирати виходячи з необхідної потужності з кліматичних умов конкретного регіону.
