Как сделать ветряк своими руками. Ветрогенератор 200 Ватт своими руками

Для проверки функциональности готового устройства используется USB-тестировщик. При повороте ручки на дисплее тестировщика отображается величина электрического напряжения, что позволяет оценить работоспособность подключения.

Ветрогенератор мощностью 200 Ватт своими руками

Альтернативная энергетика сейчас активно развивается. На рынке уже представлены солнечные панели, подходящие под разные запросы, однако их цены зачастую довольно высоки. Недавно я нашел солнечную батарею мощностью 0.5 киловатта за 1000 долларов с характеристикой на 12 вольт. Возникает вопрос: стоит ли платить 1000 долларов за полкиловатта? Лично мне кажется, что это нецелесообразно, поскольку за такую сумму можно несколько лет покрывать расходы на электроэнергию. На данный момент более разумным вложением выглядят ветровые электростанции, которые могут стать источником электрической энергии. Именно поэтому у меня возникла идея создать ветрогенератор малой мощности своими руками. Изначально я планировал создать ветряную станцию на полкиловатта, но из-за нехватки ресурсов я решил остановиться на ветрогенераторе мощностью 200 Ватт. Поскольку у меня было ограниченное количество денег, вся работа должна была проводиться самостоятельно. Готовые устройства стоят довольно дорого, не говоря уже о стоимости преобразователя и аккумуляторов. Мне повезло найти двигатель постоянного тока на 24 вольта на рынке старых товарных запчастей всего за 20 долларов! К своему счастью, вал двигателя (ротор) вращался очень легко, а паспортная мощность составляла 300 Ватт. Главное — двигатель не нужно дорабатывать, так как готовый генератор уже присутствует в наличии! Следующей задачей было найти редуктор. Мы все знаем, что для генерации значительного тока, ротор должен вращаться со скоростью не менее 1000 об/мин, так что без редуктора не обойтись. Предварительные расчеты показали, что лопасть пропеллера вращается со скоростью 60 об/мин, и для эффективного использования нужно будет увеличить число оборотов.

Редуктор был снят с электродвигателя с редуктором, такие устройства встречаются довольно часто. Мой друг любезно подарил мне такой двигатель, на которых установлены небольшие мощности. Далее, ниже представлен список оборотов (на выходе редуктора) для различных моделей таких двигателей:

РД-09 1,75 об/мин.

РД-09 2,5 об/мин.

РД-09 4,4 об/мин.

РД-09 8,7 об/мин.

РД-09 15,5 об/мин.

РД-09 30 об/мин.

РД-09 76 об/мин.

РД-09 185 об/мин.

СД-54 2,24 об/мин.

СД-54 3,14 об/мин.

СД-54 5,59 об/мин.

СД-54 10,94 об/мин.

СД-54 19,59 об/мин.

СД-54 24 об/мин.

СД-54 38,4 об/мин.

СД-54 60 об/мин.

СД-54 96 об/мин.

Д-32 24 об/мин.

ДСМ-2-П-220

ДСМ-0,2-П-220

ДСМ-1/300-П-220

ДСОР-32-15-2.

Двигатель РД-09 с передаточным отношением 1/75 — это именно то, что нам нужно! Я сразу же разобрал этот двигатель. Электрическая часть мне не нужна, я использую только редуктор. Таким образом, у меня уже есть генератор с редуктором. На этом этапе я приостановлюсь и переключусь на создание электрической части ветрогенератора.

Генератор производит напряжение 24 вольта при оборотах не менее 2000 в минуту. Для проверки, ротор генератора подключили к ротору электромотора от пылесоса, однако его участку необходимо дополнением, регулятор оборотов. Нам нужно получить по меньшей мере 13 — 14 вольт для зарядки аккумулятора, учитывая постоянные и достаточно сильные ветры, эту задачу удалось решить с легкостью!

Преобразователь – это более сложная часть конструкции, необходимый для повышения напряжения аккумулятора до переменного 220 вольт (сетевое напряжение) при частоте 50 — 60 герц. В интернете доступно множество схем преобразователей на любой вкус. Изначально я планировал приобрести готовый преобразователь, но его цена оставляла желать лучшего. Непонятный преобразователь от неизвестного производителя мощностью около 300 Ватт стоил приблизительно 40 долларов. Поэтому я решил пожертвовать еще одним днем для сборки преобразователя. Хотя его максимальная мощность составит всего 200 ватт, для небольшой самодельной установки этого вполне достаточно. От него можно питать несколько светильников, телевизор, а также, заряжать мобильные телефоны и ноутбуки.

Схема была подобрана после долгих поисков. Она обеспечивает мощность до 400 Ватт, и вначале я сомневался в этом, но позже убедился в преимуществах конструкции на собственном опыте. Эта схема высокого качества, транзисторы не перегреваются, даже при максимальной нагрузке трансформатора. Температура радиаторов повышается всего на 5 — 10 градусов.

При конструировании использовались доступные элементы, и в целом на создание преобразователя было потрачено 10 долларов. Транзисторы обошлись 3 доллара каждый (2 штуки), микросхема — 1,5 доллара (1 штука), резисторы и конденсаторы обошлись в 3 доллара. В качестве трансформатора использовалась обмотка на Ш-образном сердечнике из компьютерного блока питания. Для этого необходимо снять все обмотки и намотать новые. Первичная обмотка намотана из 6 проводников диаметром 0.5 мм, и содержит 12 витков с отводом от середины. Обмотка удобно наматывается жгутом. На первичную обмотку устанавливается изоляция из конденсаторной бумаги, а затем выполняется намотка вторичной обмотки, которая осуществляется в том же направлении, что и первичная. Вторичная обмотка содержит 140 витков провода диаметром 0.7 мм.

Использовались полевые транзисторы типа IRL2505. Задающий генератор был реализован на микросхеме КР1211ЕУ1, частота преобразователя регулируется с помощью резистора R4 (переменный резистор на 1 мегаом).

Как выбрать аккумуляторную УШМ

Теперь давайте перейдем к механической части ветрогенератора. Лопасти (дальше – ротор) я изготовил из лыж, другого доступного материала у меня не было. Ротор выполнен в форме звезды. Длина каждой лыжи составляет 1.5 метра, но я укоротил ее на 10 см. Следовательно, параметры лопастей следующие: длина 1400 мм, ширина 100 мм, толщина 10 мм. Редуктор закреплен на роторе с помощью холодной сварки. Доски ротора прикреплены к оси с помощью той же холодной сварки, но для дополнительной прочности было сделано два отверстия на нижней стороне каждой доски. Каждая доска прикреплена к валу с помощью шурупов, а затем сверху дополнительно укрепилась холодной сваркой.

Вал ротора состоит из кусочка пластиковой трубы диаметром 0.5 дюйма. В этот вал входит вал редуктора и фиксируется сжиманием шурупами с обеих сторон. Вал последней передачи редуктора соединен с генератором. Передаточное отношение для редуктора необходимо подобрать, равное 1:60. При средней скорости ветра ротор вращается со скоростью 60 об/мин, что обеспечивает в среднем 1000 об/мин для генератора. Такие расчетные параметры были предусмотрены для среднего ветра с velocidad 5 — 8 м/сек, хотя ротор начинает вращаться даже при ветре со скоростью 2 м/сек.

Ветрогенератор получился довольно стабильным, и его работа не нарушается даже при сильном ветре. Постоянный ток от генератора заряжает автомобильную аккумуляторную батарею, параметры которой составляют 12 Вольт 60 Ампер. Генератор способен заряжать аккумулятор в течение 4 часов при среднем ветре. Такой ветрогенератор отлично подходит для жителей сельской местности, так как способен полностью удовлетворить энергетические потребности небольшой семьи. Разумеется, не стоит подключать обогреватели, но включить лампы накаливания, несколько телевизоров и DVD-проигрыватель будет вполне возможным. Кроме того, можно запускать компьютер, несмотря на то что максимальная мощность генератора составляет 200 Ватт. К тому же аккумулятор довольно мощный и может обеспечивать питание компьютера в течение 1.5 — 2 часов. Давайте подведем итог по расходам на создание ветрогенератора: генератор стоил 20 долларов, редуктор (который мне достался бесплатно) в среднем стоил 10 долларов, преобразователь — 10 долларов, а также несколько шурупов, гаек, втулок и прочего не более 10 долларов. Новый аккумулятор можно приобрести за 50 долларов, а покупки для ротора не потребуют никаких затрат — пара лыж найдет свою дорогу в любом хозяйстве. Таким образом, общая сумма получается: без аккумулятора — не более 60 долларов, с аккумулятором — не более 110 долларов. Стоит ли создавать подобный агрегат? Несомненно! Создание ветрогенератора своими руками — это уже значительное достижение!

В конечном итоге, ветрогенератор был установлен на крыше высотой 5 — 7 метров от земли и прекрасно функционирует уже год. Для этой статьи мне пришлось его разобрать, но думаю, что человек с хорошими нервами и всеми необходимыми материалами сможет собрать такую ветроэлектрическую станцию за 5 дней. Лично я собрал его за неделю, но два дня потратил только на создание проекта. Отсюда я представил полный проект станции, чтобы вам не пришлось делать дополнительные расчеты. Для защиты от влаги и увеличения прочности, на лопасти ротора был нанесен слой эпоксидной смолы. Генератор с редуктором уместился в пластиковом корпусе.

Оценить статью

Средний балл статьи: 0. Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (25)

Чтобы добавить вашу сборку, необходимо зарегистрироваться

Интересная статья, хотелось бы узнать эффективность преобразователя и причины выбора ферритового сердечника для трансформатора? Обычно для 50 Гц применяют шихтованную электротехническую сталь, тогда как феррит рассчитан на работу при более высоких частотах.

Пробовал, но все плюсы в этом случае заключаются только в автономности. Она никогда не оправдает себя.

Стоит добавить в схему заряда диод и стабилизатор на 12В, а также защиту от обратного пробоя. Однако такие устройства возможно использовать только в удаленных местностях, так как легкость их установки может быть подвергнута проверке. В противном случае могут наложить штраф в 5000 рублей, а затем даже посадить сроком на год за незаконное использование ветряной энергии. У нас на даче один человек поставил подобное устройство. Сначала пришел «добрый малый», все расспрашивал, фотографировал, потом пришла налоговая с ордером. Человек вскоре заплатил штраф, отключил электрическую схему, все провода порвал. С его конструкции остался только пропеллер, который стал декоративным элементом. Снова пришли и пригрозили, чтобы все убрал, чтобы другие не подумали, что он может, а другие – нет. Солнечные батареи пока что не запрещены, многие их покупают в центральных районах, но это может измениться при первых протестах в парламенте о «подобной экологии». Лично бы я приварил ось генератора к велосипеду вместо педалей и прикрепил бы лопасти к спицам. Скорость вращения можно регулировать переключением звездочек.

Интересный вопрос и с удовольствием на него отвечу. Дело в том, что под рукой не оказалось трансформаторов необходимых размеров, и у меня было множество импульсных трансформаторов. Мне показалось, что компактные трансформаторы способны развивать достаточную мощность и у всех современных преобразователей на выходе 12 — 220 В используются именно ферритовые магниты, и вполне подходят для работы на выходе 50 – 60 герц. Но есть одна проблема: частота нормальная, но импульсы квадратные и трансформатор может жужжать, получение синусоиды достаточно затруднительно.

Какую циркулярную пилу выбрать для дома

Таким образом, трансформатор будет жужжать, происходят потери. По данной схеме трансформатор должен состоять из стали? Безусловно! И конденсатор на вторичном выходе должен быть рассчитан на индуктивность вторички, это создает параллельный контур на частоту 50 Гц. У вас же получается ситуация, когда магнитная проницаемость ленточной стали составляет порядка десятков тысяч, а у ферритов всего несколько тысяч – огромные потери! В этом случае лучше менять феррит на ленточный магнитопровод.
Не истерся ли редуктор без смазки? Шестерни имею низкую прочность.

Достижение синусоидального напряжения возможно с использованием широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и микроконтроллера с выдачей низкочастотного фильтра. Суть в том, что для реализации синусоидального сигнала необходимы 4 мощных ключа на мосфетах, либо уже готовые микросхемы. Выходные сигналы подаются на трансформатор с магнитопроводом, выполненным из ленточной стали. Это обеспечит бесшумную работу, а также можно добиться коэффициента полезного действия, близкого к 0.9 и получить достаточно стабильные характеристики.

Самодельный ветрогенератор: принципы работы и как построить своими руками?

Самодельный ветрогенератор представляет собой устройство для выработки электрической энергии, основанное на использовании ветра. Подобные установки обычно служат альтернативным источником электроэнергии. Ветрогенератор, сделанный самостоятельно, способен полностью обеспечить электричеством семью из нескольких человек. Эти устройства выступают эффективным способом генерации электроэнергии в населенных пунктах, удаленных от централизованных энергосетей. Принцип работы ветрогенератора заключается в преобразовании силы ветра в механическую энергию вращающегося роторного механизма, который далее генерирует электрический ток. Ветрогенераторы мощностью 30 кВт могут использоваться как автономные источники электричества для решения потребностей как промышленных, так и жилых объектов.

Чтобы обеспечить электроэнергией частный дом, можно использовать вертикальный ветрогенератор мощностью до 2 кВт. Принцип работы ветроэлектрической установки заключается в преобразовании кинетической энергии воздушного потока в механическую энергию вращающегося ротора. Механическая энергия в свою очередь используется для генерации электрического тока.

Стандартный ветрогенератор состоит из следующих компонентов:

вращающиеся лопасти
ротор турбины
генератор и его ось
инвертор, преобразующий переменный ток в постоянный
аккумулятор

Ветрогенератор может быть дополнительно с оснасткой с контроллером, который предназначен для управления зарядом аккумулятора и контроля за состоянием батареи. При полном заряде аккумулятора контроллер останавливает вращение ветряка.

Работа ветряного генератора осуществляется следующим образом: вращаясь, ротор генерирует трехфазный переменный ток, который направляется через контроллер для подзарядки аккумуляторов переменного тока. После этого инвертор преобразует ток для использования в освещении и электропитании для телевизора, холодильника и другой бытовой техники.

Виды ветрогенераторов

Ветрогенераторы могут различаться по таким параметрам:

количество лопастей;
материалы изготовления;
ориентация оси вращения относительно поверхности земли;
шаг винта.

Многолопастные модели являются более эффективными по сравнению с двух- или трехлопастными, так как они способны работать даже при малом движении воздуха. Лопасти могут быть жесткими или парусными. Жесткие обычно изготавливаются из металла или стеклопластика. Лопасти могут различаться по направлению оси вращения, бывают вертикальные и горизонтальные модели.

Наиболее распространенными являются ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения ротора. Эти установки обладают высоким КПД, более защищены от ураганных ветров и имеют достаточно простую регулировку мощности. Вертикальные модели легки в монтаже, бесшумны и могут функционировать даже при слабых потоках воздуха.

Модель на неодимовых магнитах

Самодельный ветрогенератор на неодимовых магнитах становится все более распространенным в разных регионах России. В качестве основы такого устройства рекомендуется использовать ступицу от авто с тормозными дисками. Этот элемент желательно разобрать и проверить на исправность, смазывая подшипники и устраняя ржавчину.

Неодимовые магниты наклеиваются на диски ротора. Например, можно использовать двадцать магнитов небольшого размера. При выборе количества магнитов следует помнить, что в однофазном генераторе количество полюсов должно совпадать с числом магнитных элементов. Для трехфазной модели это соотношение может составлять 2:3 или 4:3. При установке магнитов их следует чередовать по полюсам, чтобы избежать ошибок; прямоугольные магниты в этом случае обеспечат большую надежность. Крепление магнитов рекомендуется выполнять с использованием самого надежного клея.

Ролик по сборке такого генератора можно найти тут:

Генератор на магнитах будет работать эффективно, если статорные катушки сделаны с правильными расчетами. По опыту известно, что для полноценной зарядки аккумулятора на 12 В, в катушках должно быть примерно 1000 витков, равномерно распределенных. Намотка катушек производится толстыми проводами с целью снижения сопротивления. Мачта ветрогенератора должна быть высотой от шести и более метров, для чего под основание необходимо вырыть яму с дальнейшей заливкой бетона. Лопасти для устройства изготавливаются из поливинилхлоридных труб.

Модель из автомобильного генератора

Создание самодельного ветрогенератора из автомобильного генератора требует использование комплектующих (аккумулятор, реле и другое) от одного автомобиля. Лучшая практика заключается в использовании мощных автомобильных генераторов, таких как установка от трактора.

Поскольку большинство потребителей нуждаются в переменном токе, необходимо предусмотреть инвертор или преобразователь. В регионах с повышенной ветровой активностью можно устанавливать ветрогенераторы, предназначенные для производства электроэнергии больших мощностей.

Как поменять, разобрать и снять с дрели без ключа разные виды патронов

Для сборки такого агрегата понадобятся следующие компоненты:

автомобильный генератор на 12 В;
аккумулятор;
вольтметр;
реле для зарядки аккумулятора;
лопасти;
крепежные материалы.

Классификация ветряных электростанций для частного использования

Агрегат, который преобразует кинетическую энергию направленного воздушного потока (ветра) сначала в механическую энергию вращающегося ротора, а затем в электрическую, имеет несколько названий – ветрогенератор, ветроэлектрическая установка (ВЭУ), бытовое название – ветряк. Существуют три основные категории таких устройств: промышленные (для работы на производственных предприятиях), коммерческие (вырабатывающие электричество для продажи) и быто́вые (для личного использования).

Изделия могут быть классифицированы в зависимости от расположения оси основного ротора. Существует два типа устройств – вертикальные и горизонтальные. У вертикальных установок ось турбины расположена вертикально относительно земли, что делает их менее зависимыми от направления ветра.

У устройств горизонтального типа ось ротора вращается параллельно поверхности земли, что обеспечивает их более высокую эффективность в преобразовании энергии ветра в электрическую. Их предшественники использовались не только для генерации электричества, но также могли молоть муку, качать воду и выполнять множество других полезных задач.

Ветрогенератор является оптимальным решением для обеспечения электроэнергией загородного дома. В некоторых случаях он оказывается единственным возможным источником электричества.

Общее устройство и принцип действия ветряков-генераторов

Любой ветрогенератор преобразует энергию воздушного потока в электроэнергию. Под воздействием ветра лопасти любого типа начинают вращаться. Последующее преобразование вращательного движения происходит через трансмиссию, которая передает его ротору электрической машины. В этой электрической машине уже происходит выработка электрического тока. Возможны различные типы электрических машин: можно скомпоновать ветрогенератор, например, с мотором от стиральной машины или построить самодельный генератор на неодимовых магнитах.

Штормовое предупреждение!

После сборки электронных компонентов генератора, всё готово для преобразования силы ветра в электроэнергию. Теперь перед вами открываются возможности владельца ветрогенератора.

Наш генератор является экспериментальным устройством, недорогая практическая демонстрация принципов работы ветряных турбин, которые могут быть применены, например, в школах. Эта турбина не предназначена для работы при сильном ветре. Когда турбина не используется или если ветер превышает 6 по шкале Бофорта, всю конструкцию необходимо разобрать и спрятать.

Велосипедное колесо и лопасти из труб не предназначены для постоянного использования, особенно при сильных порывах ветра. Если вы хотите, чтобы ветрогенератор работал непрерывно, потребуется усилить конструкцию. Однако, следует отметить, что моя конструкция оказалась более прочной, чем я ожидал. Я оставил её в саду, и она функционировала без перебоев при любой погоде, пока одна из растяжек не сдала. В итоге мачта рухнула, и сломалась одна из лопастей турбины.

Если вас интересует информация о ветрогенераторах, ознакомьтесь с дополнительными ресурсами и просмотрите видео на эту тему. Заходите на сайт, посвященный генератору Chispito, который содержит много полезной информации.

Хотите создать собственный ветрогенератор?

Мини ветрогенератор своими руками

В местах, где отсутствует доступ к электричеству, нередко возникает проблема с зарядкой смартфонов и прочих гаджетов. Использование павербанка — это лишь временное решение, в то время как гораздо надежнее будет обзавестись альтернативным источником энергии, способным функционировать безвозмездно. Таким источником может стать самодельный мини-вентилятор — его производительности вполне достаточно для подзарядки смартфона.

Необходимые материалы:

Бесщеточный генератор на 220 Вольт (это действительно не опечатка);
Трехфазный выпрямительный диодный мост;
Понижающий преобразователь напряжения с USB-выходом;
ПВХ труба диаметром 32 мм;
ПВХ труба диаметром 50 мм;
Переходник с 32 на 50 мм;
Два червячных хомута;
Отрезок листа ПВХ или оргстекла;
Болт М10 длиной 80 мм;
Две гайки М10;
Подшипник с внешним диаметром 32 мм;
Лопасти от бытового вентилятора;
Цементно-песчаная смесь.

Сначала поясню о сердце нашего ветрогенератора, которым будет служить купленный мною на онлайн-магазине мотор-мини генератор на 220 вольт.

Это трехфазный бесщеточный электродвигатель (мощностью 50 Вт), который способен вырабатывать порядка 220 Вольт трехфазного напряжения при номинальных оборотах (10000 об./мин.). Но с учетом того, что достигнуть таких оборотов за счет ветра невозможно, мы можем ожидать лишь слабое вращение, что обеспечит получение напряжения порядка 12-20 Вольт. Этого будет вполне достаточно для наших нужд.
Переходим к ПВХ трубе.

На конец канализационной ПВХ трубки диаметром 32 мм с помощью термоклея приклеивается моторчик. Для надежности его фиксируем двумя червячными хомутами.

Отступив 50 мм от двигателя, в трубе необходимо сделать сквозное отверстие диаметром 10 мм, как показано на фото. Размеры самой трубки нужно отрегулировать, оставив длину 35-40 см.