Вітрогенератор своїми руками

Зміст:

  • Складові компоненти і принцип роботи вітрогенератора
  • Потужність і тип вітряного генератора
  •  Інструменти та комплектуючі для будівництва вітрогенератора
  •  Встановлення щогли
  •  Конструювання лопатей
  • Створення ротора
  •  Збірка всіх елементів
  •  Захист від сильних поривів вітру
  • Як доглядати за саморобним вітрогенератором?

Вітрогенератор (вітряна електростанція) – особливий пристрій, що дозволяє отримувати енергію для зарядки акумуляторів і електроприладів при повній відсутності електрики. Такий агрегат стане ідеальним рішенням для дачних ділянок і глухій місцевості, а змайструвати його можна без праці в домашніх умовах з підручних будівельних матеріалів. З нашої статті читачі зможуть дізнатися, як самостійно побудувати найпростіший вітрогенератор.

Складові компоненти і принцип роботи вітрогенератора

Вітрогенератор своїми руками

 

Перш, ніж починати будівництво вітряка, нам потрібно ознайомитися зі складовими елементами пристрою та особливостями його функціонування. Отже, вітряні електростанції складаються з колеса з лопатями, настановної щогли, редуктора (перетворювача і передавача крутного моменту), інвертора (перетворювача отриманого від вітру постійного струму в змінний) і акумуляторної батареї.

Безперебійна робота даного пристрою забезпечується за рахунок енергії вітру. Вплив вітряного потоку приводить в рух лопаті механізму. Потім крутний момент через редуктор поступово передається на генераторний вал. На даному етапі механічна енергія вітру перетворюється в електричну. Кількість одержуваної енергії безпосередньо залежить від потужності вітрогенератора, висоти щогли (на якій встановлено пристрій), інтенсивності і швидкості вітру. Щоб отримувати більше електроенергії від вітру, слід оснащувати вітряк лопатями великого діаметру.

до змісту ↑

Потужність і тип вітряного генератора

Вітрогенератор своїми руками

Перед початком будівництва вітряної електростанції необхідно вибрати тип пристрою. Такі конструкції можуть бути горизонтальними і вертикальними (роторними). Кращим вибором, звичайно, буде вертикальний вітродвигун. Його монтаж виконується простіше, та й коефіцієнт ефективного впливу вітру буде вище (а балансування буде виконуватися легше).

При конструюванні вітряка потрібно звертати увагу і на такий параметр, як потужність. Рівень потужності такого приладу залежить від ваги та розміру вітряка. Чим більше вони будуть, тим вище потужність і складніше загальна конструкція.

до змісту ↑

 Інструменти та комплектуючі для будівництва вітрогенератора

Вітрогенератор своїми руками

Якщо ви вирішили спорудити вітряну станцію самостійно, то обов’язково повинні мати під рукою наступний набір інструментів:

  • Кусачки
  • Викрутка
  • Дриль з набором свердел
  • Ключі різного розміру

Також вам знадобляться комплектуючі:

  • Акумулятор і генератор (12 V);
  • Металева ємкість (бочка або відро), бажано з алюмінію або нержавіючої сталі;
  • Ротор розміром 1.5-2 м;
  • Реле для заряду лампи та акумулятора;
  • Вольтметр і вимикач (напівгерметичний);
  • Розподільна коробка;
  • Болти М6 (4 штуки);
  • Щогла (для її створення можна використовувати метал і труби ПВХ). Висота щогли повинна бути 2-10 метрів;
  • Провід, дріт з нержавіючої сталі (для кріплення щогли), 2 хомута.

до змісту ↑

 Встановлення щогли

Вітрогенератор своїми руками

На етапі встановлення щогли вітрогенератора обов’язково проводяться попередні земляні роботи і заливається фундамент (його розміри повинні дорівнювати обсягу перетину і діаметра підстави труби). При виконанні таких робіт потрібно обов’язково звертати увагу на кліматичні умови та характеристики ґрунту на обраному ділянці. Щогла повинна бути встановлена через тиждень після заливки бетону (за цей час суміш добре затвердіє). Можна встановити конструкцію і без бетонування, просто зануривши щоглу вглиб ґрунту на півметра (такий варіант менш надійний, але використовується не менш часто).

до змісту ↑

 Конструювання лопатей

Вітрогенератор своїми руками

Лопатки для вітряка можна виготовити з металевої бочки (відра). Для цієї роботи знадобляться ножиці по металу (або болгарка), рулетка і маркер. На зовнішній поверхні залізної ємності роблять розмітку, розділивши її на чотири рівні частини (чотирилопатевий вітряк). Потім вирізують лопаті, прикріплюють їх до генератора і шківа за допомогою болтів. Особливу увагу в ході виконання таких робіт потрібно приділяти місцем розташування болтів. Тут важлива точність і якщо цим умовою знехтувати, то надалі доведеться постійно регулювати інтенсивність обертання. Лопаті на металевій ємності відгинаються (але не занадто сильно, щоб уникнути різких поривів вітру).

Треба сказати, що найбільш популярними на сьогоднішній день вважаються вітрогенератори з двома або трьома лопатями. Однак у них, незважаючи на велику затребуваність, є багато недоліків. В результаті більших обертів підвищується навантаження на щоглу і сам генератор, зростає ризик механічного пошкодження лопатей під впливом відцентрових сил. З цієї причини виготовлені для вітряка лопаті повинні відповідати вимогам аеродинаміки. Навіть незначна помилка, допущена при конструюванні цих елементів вітряка, призведе до скорочення коефіцієнта корисної дії пристрою.

Вітрогенератор своїми руками

Саморобні вітряки з швидким ходом занадто гучні (з-за сильних стрибків тиску в певних аеродинамічних зонах). Чим більшого розміру будуть лопаті, тим сильніше буде шуміти вітряна станція. Саморобні вітряні станції, до того ж, створюють певний рівень вібрації, яка тим сильніше, чим менше у них лопатей. Найбільший рівень вібрації і шуму видають вітрогенератори з двома лопатями (їх складніше всього збалансувати).

Таким чином, виготовляючи вітряну станцію будинку, краще віддавати перевагу конструкціям з 5-6 лопатями. Це дозволить знизити окружну швидкість, регулювати діаметр колеса в меншу чи більшу сторону, зменшити навантаження на вісь вітрогенератора.

до змісту ↑

Створення ротора

Вітрогенератор своїми руками

При виготовленні роторного механізму потрібно правильно підібрати його діаметр, враховуючи при цьому середню швидкість вітру (зазвичай для таких розрахунків беруть середньорічний показник). На цьому етапі робіт також переробляють шків генератора (по якому потік повітря передається приводного ременя).

до змісту ↑

 Збірка всіх елементів

Вітрогенератор своїми руками

До вітрогенератору під’єднують дроти, що з’єднують в дозі ланцюг. Після цього вітряна станція прикріплюється до щогли, проводиться фіксація проводів. Далі генератор з’єднується в ланцюг, туди ж під’єднують акумулятор. За допомогою проводів підключається навантаження. Потрібно відзначити і те, що швидкість у такого саморобного пристрою може бути різною і залежить від ступеня вигину лопатей. Вітрогенератор, виготовлений за описаною схемою, зможе забезпечити електроенергією заміський будинок або дачу невеликих розмірів. До речі, рівень вироблення електричної енергії завжди можна збільшити, піднявши щоглу на 20-25 м (на такій висоті кількість отриманої енергії збільшитися в 1,5 рази, а крім того, повністю усунутися вплив дерев і цегляних споруд).

до змісту ↑

 Захист від сильних поривів вітру

Вітрогенератор своїми руками

Споруджуючи саморобну вітряну станцію, необхідно враховувати той факт, що при збільшенні швидкості вітру інтенсивність обертання крильчатки вітрогенератора зростає, що спричиняє сильне збільшення навантаження між рамою і вітряним колесом. Вісь генератора часто не витримує таких навантажень і ламається. Крім того, високий аеродинамічний опір 6-лопатевого колеса провокує збільшення навантаження на щоглу в разі сильної швидкості вітру. Щоб збільшити термін експлуатації саморобного генератора, потрібно завчасно подбати про його захист від сильного вітру.

Для цієї мети багато можна використовувати звичайну бічну лопату, що дозволяє знизити тиск вітру і запобігти складання вітряка. Тиск спеціальної пружини при збільшенні інтенсивності вітру зростає і спрацьовує захист. В результаті цього відбувається поступове складання вітряка і зменшення його потужності. Якщо швидкість вітру занадто сильна, то вітряк складається і перестає функціонувати повністю.

Вітрогенератор своїми руками

Деякі майстри радять для більшої стійкості вітряка сконструювати йому металевий складаний хвіст.

до змісту ↑

Як доглядати за саморобним вітрогенератором?

Вітрогенератор своїми руками

Самостійно побудований вітряний генератор буде працювати ефективно тільки в тому випадку, якщо забезпечити йому необхідний догляд. Так, через два тижні після установки потрібно обов’язково зняти і перевірити всі кріплення (робити це потрібно при відсутності вітру, щоб не отримати травми). Раз на півроку необхідно проводити змащування поворотного вузла і підшипників вітрогенератора. Якщо сталася розбалансування колеса (про це свідчить сильне тремтіння на лопатей вітром), то необхідно негайно зняти його і усунути несправність. З такою ж періодичністю перевіряють і щітки системи струмоприймача. Також потрібно дбати про металевих частинах вітрогенератора. Хоча б раз у п’ять років їх фарбують захисними антикорозійними складами. Важливе значення має і стан самого генератора. Пристрій потребує регулярних перевірок на предмет нагріву. Якщо прилад нагрівається сильно, то краще віддати його в ремонт. Крім того, необхідно стежити за чистотою деталей і контактів. При сильних забрудненнях проведіть чистку колектора і щіток, інакше робота генератора буде малоефективною.

Відео «Робимо вітрогенератор своїми руками»:

Сподобалася стаття? Поділитися з друзями:
Залишити відповідь