Ветряки для дома своими руками (ветряные генераторы): как сделать?

Как установить ветрогенератор?

Совет! Для защиты от холода, установку можно покрыть смазкой на силиконовой основе.

• Силовая установка крепится на рейку подвижным шарнирным механизмом.
• Мачта крепится на бетонное основание при помощи 4-х болтов.
• По мачте проводится провод от генератора до распределительного щитка.

Установку ветрогенератора проводят в безветренную погоду

• После этого подключаются контроллер напряжения, аккумулятор и инвертор.
• Установка подключается к тестовым приборам, при нормальной работе ее переподключают к сети.

Ветрогенератор – это экологически безопасный вариант получения электроэнергии. Небольшие ветрогенераторы отлично подойдут для дачных хозяйств или как дополнительный источник питания в частных домах при отсутствии света. Для того чтобы сделать его самостоятельно, нужно иметь элементарные знания в электрике и электронике. Желательно ознакомиться с видео инструкцией, для получения дополнительной информации.

Типы ветрогенераторов и принцип их работы

Как промышленные, так и самодельные ветрогенераторы бывают разными. Их классифицируют по нескольким признакам:

• Особенности вращения ротора с прикрепленными к нему лопастями – вертикального или горизонтального. Первые меньше реагируют на негативные факторы окружающей среды, а вторые отличаются более высоким КПД.
• Количество лопастей. Самыми практичными считаются трехлопастные установки, но лопастей может быть больше или меньше.
• Материал. Для изготовления лопастей используют различные материалы – жесткие или парусные. Первые обычно долговечнее, а вторые дешевле.
• Шаг лопастей. Он может быть фиксированным или изменяемым.

При изготовлении ветрогенератора своими руками приходится самостоятельно определяться с конструкцией. При этом следует рассчитать необходимую мощность и учитывать условия эксплуатации установки.

Проще всего изготовить горизонтальный ветрогенератор. Люди без особого опыта выбирают именно такую конструкцию, однако некоторые умельцы предпочитают приложить на изготовление малошумной и эффективной вертикальной установки

Горизонтальные ветряки удобны тем, что для их создания не нужны высокоточные расчеты, сама конструкция проще в изготовлении и запускается при малейшем ветре.

Минусы – сильный шум при работе и громоздкость. Вертикальный ветрогенератор подойдет людям, готовым тратить время и силы на сборку и обслуживание сложной, зато компактной конструкции.

Преобразующие устройства ветрогенератора трансформируют электрический ток, что приводит к большим потерям энергии. В зависимости от особенностей приборов эти потери могут достигать 15-20%

Работает ветрогенератор за счет вращения лопастей, прикрепленных к ротору. Сам ротор зафиксирован на валу генератора, который вырабатывает электроток. Энергия передается в аккумуляторы. Здесь она накапливается и питает бытовые электроприборы.

Ветряную установку оснащают контроллером, который преобразует переменный трехфазный ток в постоянный и управляет зарядкой аккумулятора. В схеме установки обязательно учитывают, что после аккумулятора должен быть подключен инвертор.

Используем старый компьютерный кулер

Для изготовления ветряка нужен большой кулер, он выдает лучшие результаты и удобен в работе. Прежде всего, надо его разобрать. Снимается наклейка, удаляется заглушка и стопорное кольцо. После этого кулер легко разбирается по оси вращения на две примерно одинаковые по размерам половины.

Одна из них — ротор, лопасти которого придется изменить на более крупные. Для этого аккуратно обламываются или отрезаются старые лопасти, из пластиковой бутылки делаются новые, длиной примерно раза в 4 больше прежних. Удобнее всего сделать три штуки, они будут иметь достаточную площадь основания для прочного приклеивания.

На статоре имеются четыре обмотки. Их можно оставить в неприкосновенности, или изменить число витков. Берется более тонкий провод и наматывается на все катушки по очереди, причем, в разном направлении. Катушки соединяются соответствующим образом.

После этого необходимо изготовить выпрямитель, для чего понадобятся четыре диода. Они парами соединяются последовательно, затем параллельно. Присоединяются провода, устройство готово. Для установки его на ветер понадобится подставка или небольшая мачта, которую проще всего изготовить из обрезка металлической трубки. Для того, чтобы ветряк самостоятельно наводился на ветер, понадобится хвостовой стабилизатор, наподобие самолетного хвоста.

Для проверки работоспособности присоединяется тестер или светодиодный фонарик.

Целесообразность изготовления

Ответить на вопрос нужен или не нужен ветрогенератор, каждый должен для себя сам. Но вот если вопрос стоит остро и существует лишь дилемма покупать ветряк или делать, мы приведем вам конкретные цифры. Ветрогенератор китайского производства в сборе «со всеми потрохами» и монтажом (что называется «под ключ») обойдется вам в 75 000 рублей и это по докризисным ценам. Ветрогенератор из стиральной машины, сделанный своими руками обойдется в среднем в 3500 рублей (может быть чуть дороже, если есть «напряг» с металлоломом). Как говорится, почувствуй разницу.

Разумеется, дело не только в деньгах, чтобы «довести до ума» самодельный ветрогенератор, потребуется немало времени, смекалка и «золотые руки», но в целом результат стоит того, ведь на выходе вы получите стабильное устройство мощностью 2,5 кВт. Этого хватит, чтобы по минимуму электрифицировать небольшую дачу. В частности, наш ветряк обеспечивает освещение двух комнат дачного домика, работу компьютера и небольшого переносного телевизора.

Преимущества самодельного ветрогенератора

Основным преимуществом, определяющим выбор большинства пользователей, является разница в стоимости заводского комплекта и самодельного ветряка. Для равноценных по мощности и производительности комплектов она может составить 10- и даже 20-кратное значение. Если относительно недорогой китайский ветрогенератор обойдется в 75000 рублей, то самодельный ветряк потребует около 3500, или немного больше. Разница настолько значительна, что долго раздумывать над выбором не приходится.

Кроме того, самодельные устройства обладают рядом значительных преимуществ, незаметных на первый взгляд, но значительно облегчающих эксплуатацию и увеличивающих срок службы установки:

• высокая ремонтопригодность. Для человека, своими руками изготовившего сложное устройство, никаких проблем с ремонтом, настройкой или какими-либо конструктивными изменениями быть не может
• возможность изменения рабочих параметров. Созданное устройство не удовлетворяет потребности пользователей? Причины этого вполне понятны изготовителю, который всегда может изменить характеристики установки, добавив нужные элементы или детали
• срок службы самодельных установок практически неограничен. Любой узел, выработавший свой ресурс, заменяется на более свежий или мощный по необходимости. Установка, подвергающаяся постоянной модернизации и обновлению, в любом случае будет служить столько, сколько понадобится ее владельцу.

Часто звучат доводы о больших затратах времени и непредсказуемых результатах изготовления ветряка своими руками. Время уходит, это бесспорно. Результат полностью предсказать тоже невозможно, так как в расчет надо принимать совершенно неизвестные величины, а поведение воздушных потоков предсказать пока никто не в состоянии. Но большинство этих вопросов открыты и для купленного ветрогенератора, и, если его мощность окажется подобрана с ошибками, то деньги будут потрачены напрасно, чего не случается с самодельными комплектами.

Процесс установки

Первым делом необходимо выбрать подходящее место под ветрогенератор. Опору желательно установить на открытой местности, лучше всего для этого подойдет вершина холма. Многие опытные мастера считают, чем выше опорная конструкция, тем лучше. Пошаговые действия:

1. Установить мачту на опорную конструкцию, закрепить ее в местах фиксации. В процессе установки желательно пользоваться монтажными когтями.
2. Закрепить на мачте предварительно собранную крыльчатку с редуктором. Затем нужно проверить функционирование редуктора.
3. Следующим этапом нужно подключить вал к основной шестерне. Последняя расположена на основании редуктора.
4. Зафиксировать вал в крепежи.
5. Соединить вращающийся вал с генератором, который уже зафиксирован на металлическую конструкцию из уголков. Ее устанавливают вертикально строго напротив вала.

Специалисты не советуют сразу подключать к ветряку дорогую и мощную бытовую технику. Сначала необходимо протестировать конструкцию на зарядке для телефона или других простейших устройствах.

Ветрогенератор — оптимальный вариант в качестве альтернативного источника энергии, но он может стать и основным для небольших построек или дачных домов. Самодельно изготовленное устройство будет работать не один год. Кроме того, сделанное своими руками изделие значительно сэкономит семейный бюджет. Главное, тщательно изучить информацию и не бояться экспериментов.

Парусники

Парусные ветряки существуют с незапамятных времен. Они представляют собой устройства с большой площадью контакта лопастей и потока ветра, но с малой массой крыльчатки. Это дает существенное уменьшение инерции покоя, позволяющие стартовать при слабых ветрах.

Промышленные ветряки, качающие воду, известны уже более 100 лет. Они имели парусные лопасти с жестким заполнением, обладавшие низким КПД. Со временем были разработаны конструкции с мягким парусом, представляющие собой жесткую рамку с натянутой плотной тканью, одна сторона которой свободна и образует естественным образом специфический профиль. В результате получается крыльчатка с большой площадью, малым весом, простая в изготовлении и удобная в эксплуатации. Парусные конструкции успешно используются в разных условиях и обеспечивают энергией различные типы потребителей.

Сравниваем плюсы и минусы установки

Ветрогенераторы используют уже многие годы, их конструкции постоянно совершенствуются, а ветер – легкодоступный источник энергии. Устройства, работающие от него, абсолютно безопасны для экологии и удобны, т.к. располагаются на мачтах и не занимают полезную площадь. Их просто обслуживать и ремонтировать.

Из-за нестабильности работы ветрогенераторов приходится изобретать способы обеспечения домов дополнительной энергией. Хороший вариант – сочетание ветряных и солнечных установок

Ветряки шумят при работе. Звук может быть громче или тише, но есть он всегда. Иногда это мешает владельцам домов и даже соседям.

Можно отметить и другие неудобства. Ветер – непредсказуемая стихия, поэтому работа генераторов нестабильна и приходится аккумулировать энергию, чтобы не остаться без электричества в периоды штиля.

Выгоден ли ветряк из стиральной машины?

Для создания самодельного ветряка из двигателя стиральной машины требуется приобрести несколько деталей. Некоторые из них наверняка найдутся в старых бытовых приборах, а какие-то придется купить:

• ротор с лопастями;
• редуктор, который будет регулировать скорость вращения ротора ветряка;
• кожух, предназначенный для защиты элементов ветряка от влаги и других негативных факторов среды;
• аккумулятор, функция которого заключается в накоплении энергии и питании электроприборов, когда лопасти не вращаются;
• инвертор для трансформации тока;
• хвостовая часть, с помощью которой установка поворачивается по ветру;
• мачта, на которой будет крепиться конструкция.

Все эти детали по отдельности стоят денег, а чтобы собрать их в целостную конструкцию, придется потратить немало времени. Не проще ли сразу купить готовую ветроустановку? Да, это проще, но обойдется в десятки раз дороже, чем самодельный ветряк.

Галерея изображений
Фото из
Для ветряка потребуется двигатель из обычной стиральной машины. Также придется покупать неодимовые магниты или готовый магнитный ротор. Стоимость этой детали колеблется в пределах 2.5-3 тысяч рублей. Если потребуется, такой ротор можно будет установить в стиральную машину без каких-либо переделок или усовершенствований

Неодимовые магниты – недешевое удовольствие, а их установка – долгая и кропотливая работа, поэтому имеет смысл подсчитать возможные расходы и сразу купить правильный ротор. Китайская модель обойдется в те же деньги, что и комплект магнитов

Чтобы самостоятельно изготовить ротор для ветряной установки, потребуется сделать специальную форму, рассчитать правильный угол расположения магнитов и позаботиться об их сверхнадежной фиксации. Если деталь собрана с ошибками, ветрогенератор не будет работать вовсе или его эффективность сильно снизится

Для самостоятельной сборки ветряной энергоустановки используют шаблоны. Рисовать его от руки – тяжелая работа, а ошибки почти неизбежны. В решении этой задачи поможет обычный принтер. Распечатанный шаблон будет более точным. Если же вкрадется ошибка, чертеж легко исправить на компьютере

Двигатель для изготовления ветряка

Неодимовые магниты для сборки ветряка

Сборка ротора самодельного ветрогенератора

Шаблон для крепления катушек

Если заказать готовую ветряную станцию с монтажом, придется заплатить 70-80 тысяч рублей. Зато ветрогенератор, собранный из двигателя стиральной машины, будет стоить не больше 3.5 тысяч рублей.

Разница в цене настолько ощутимая, что решение заняться самостоятельной сборкой и установкой ветряка кажется целесообразным. В результате можно получить прибор мощностью 2,5 кВт, и этого вполне достаточно для работы домашней техники.

Ветрогенератор как источник электроэнергии

Ветрогенераторы редко используют в качестве главных источников электроэнергии, а вот как дополнительные или альтернативные они идеальны.

Это хорошее решение для дач, частных домов, расположенных в местностях, где часто бывают проблемы с электричеством.

Сборка ветряка из старых бытовых приборов и металлолома – это реальные действия для защиты планеты. Мусор – настолько же актуальная экологическая проблема, как и загрязнение окружающей среды продуктами сгорания углеводородов

Самодельный ветрогенератор из шуруповерта, автомобильного генератора или двигателя стиральной машины обойдется буквально в копейки, зато поможет сэкономить приличные суммы на счетах за энергоресурсы. Это неплохой вариант для рачительных хозяев, которые не хотят переплачивать и готовы приложить некоторые усилия для сокращения расходов.

Нередко для изготовления ветряков своими руками используют автомобильные генераторы. Они не так привлекательно выглядят, как конструкции промышленного производства, зато вполне функциональны и покрывают часть потребностей в электроэнергии

Стандартный ветрогенератор состоит из нескольких механических устройств, функция которых заключается в преобразовании ветровой кинетической энергии в механическую, а после – в электрическую. В большинстве своем современные модели оснащены тремя лопастями для увеличения КПД и начинают работать, когда скорость ветра достигает хотя бы 2-3 м/с.

Скорость ветра – принципиально важный показатель, от которого напрямую зависит мощность установки. В технической документации к ветрогенераторам промышленного производства всегда указываются номинальные параметры скорости ветра, при которых установка работает с максимальным КПД. Чаще всего этот показатель составляет 9-10 м/с.

Главные достоинства ветра как источника энергии – возобновляемость и неичерпаемость. Люди издавна изобретают различные приспособления, позволяющие рационально использовать силу стихии, и ветрогенератор – одна из удачных попыток обуздать ветер

Есть также и параметры предельно допустимой скорости ветра – 25 м/с. При таких показателях КПД ветряка уже существенно снижается, т.к. лопасти установки меняют положение. Если речь идет о самодельной конструкции, трудно определить ее технические характеристики.

Имеет смысл ориентироваться на усредненные показатели и рассчитать количество энергии, необходимое для основных нужд.

Пошаговая инструкция

Подбираем материалы

Основа будущей конструкции – электродвигатель стиральной машины мощностью не ниже 1,5 кВт. Речь идет об исправной конструкции, а не о сгоревшем моторе. Также потребуются:

• Ротор с лопастями, которые будут вращаться благодаря силе ветра. Конструкцию лопастей несложно изготовить собственными руками из подручных материалов: фанеры, листового металла и т. д.
• Набор неодимовых магнитов – 32 шт. по 0,5, 1 или 2 см.
• Редуктор, «отвечающий» за скорость вращения генератора.
• Защитный кожух, исключающий любое климатическое воздействие на внешние элементы конструкции.
• Аккумулятор, заботливо собирающий и накапливающий энергию для работы бытовой техники в безветренный период.
• Инвертор для трансформации постоянного тока в переменный.
• Мачта для установки конструкции на открытом пространстве.

Если вы надумали удивить родных собственноручно изготовленным ветрогенератором из мотора от стиральной машины, не спешите бежать на ближайший рынок за покупками. Большую часть перечисленных устройств и материалов легко найти в старой бытовой технике, вышедшей из употребления и пылящейся в подвале или на балконе. Это экономит ваше время и дополнительно снижает себестоимость будущего генератора. Исключение – неодимовые магниты, заказать которые лучше на Алиэкспресс или в обычных магазинах по продаже электротехники и радиотоваров. Инструменты, что должны быть под рукой во время работы: отвертка, ножницы и плоскогубцы, а также дрель или шуруповерт, которые во время тестирования устройства будут играть роль ветра.

Собираем каркас

С ротора двигателя снимаются сердечники, на которых прорезают пазы на 5 мм вглубь. Затем сердечники закрывают жестяным покрытием и приступают к укладке неодимовых магнитов. Вначале их необходимо разметить и затем – последовательно разложить на полосе жести с учетом взаимного притяжения соседних магнитов. Крепление осуществляется с помощью подходящего суперклея, гарантирующего надежное соединение металлических элементов.

Над созданием крыльчатки с хвостовиком и лопастями придется потрудиться. Главное – правильно изготовить лопасти, чтобы они легко вращались под воздействием ветра. Отличным решением будет стеклопластик – плотный и легкий материал, отличающийся долговечностью и не боящийся климатических сложностей российской погоды.

После укладки и приклеивания жестяной лист с магнитами укладывают на ротор, заполняя промежутки холодной сваркой или эпоксидной смолой. Окончательное шлифование поверхности наждачной бумагой – и каркас генератора полностью готов.

Моделируем редуктор

Для ветрогенератора из помпы от стиральной машины рекомендован вертикальный редуктор. Его главное достоинство – способность свободно вращаться на мачте вместе с лопастной конструкцией. Конечно, вес дополнительного устройства несколько замедлит скорость вращения. Зато редуктор, ограничивающий число оборотов лопастей, «позаботится» о том, чтобы во время ураганного ветра пропеллер не вышел из строя.

Согласно приведенной схеме:

• на мачту 7 надета основная шестерня 5;
• по кругу приварены арматурные отрезки С;
• подшипники с шестернями Б надеты на арматуру;
• малая шестерня А контактирует с шестернями Б;
• шестерни Б контактируют с зубцами корпуса редуктора 11.

Мачта

Мачту можно изготовить из подручных материалов. Отлично подойдет длинная труба, но если таковой нет, можно использовать отрезки различных труб. Их нужно сварить между собой, чтобы получить мачту длиною десять метров. Изготовленную мачту нужно окрасить в белый цвет и установить в вертикальном положении. В качестве опоры можно использовать столб или другой предмет. Единственное условие – она не должна препятствовать вращению ветряка.

Проверяем работоспособность устройства

Два провода, ведущие к обмотке двигателя, подключают к выпрямителю, а выпрямитель – к контроллеру, к которому подсоединен аккумулятор. С помощью дрели или шуруповерта устройство запускают в работу на скорости около 1000 оборотов в минуту. Щупы вольтметра подводят к аккумулятору и измеряют полученное напряжение. Показатель в 200-300 В свидетельствует об отличной работоспособности устройства.

Как сделать ветрогенератор

Чтобы собрать своими руками ветрогенератор из двигателя стиральной машины, нужно внимательно следовать пошаговой инструкции.

• Сначала необходимо поставить опору и мачту. Делать это нужно на открытой местности, предпочтительно – на холме. Установку ветряка нужно проводить в тихую безветренную погоду.
• После установки опоры следует закрепить на ней пропеллер и редуктор.
• Иногда на ветряках монтируют хвост. Он изготовлен из легкого материала и дает возможность конструкции поворачиваться в зависимости от направления ветра.
• К основанию редуктора следует прикрепить длинный вал. Он должен быть надежно зафиксирован, чтобы не вывалиться, но в то же время беспрепятственно вращался.
• Из металлических уголков сконструировать опору для генератора.
• Установить генератор и соединить с валом.
• Чтобы на генератор и ротор не попадала влага, необходимо сконструировать для них защитный кожух. Чтобы техника не повредилась под воздействием мороза, требуется на зиму покрыть ее смазкой из силикона.
• Теперь можно подключать генератор к электросети, чтобы протестировать, как он работает.

При первых запусках не нужно экспериментировать и тестировать работу ветрогенератора на дорогих приборах. Лучше использовать простейшие устройства, например, зарядку и т.д. Также рекомендуется всю технику подсоединять к генератору через инвертор.

Стоит понимать, что от больших ветряков может исходить значительный гул и вибрация.

Если все сделано правильно, ветрогенератор из мотора стиральной машины станет надежным запасным источником питания. В качестве основного он может использоваться только на дачах или в маленьких домах с небольшим количеством устройств, потребляющих электроэнергию.

Ветряк из двигателя от стиральной машинки

Одним из наиболее ответственных узлов ветрогенератора является генератор, устройство, превращающее вращательное движение вала в электроэнергию. Основные затраты времени и труда приходятся как раз на долю этого устройства. Для ускорения и получения более качественного результата большинство мастеров прибегают к небольшим хитростям — используют готовый генератор от автомобиля или электродвигатель.

Имеющиеся устройства подвергают некоторой модернизации, призванной увеличить производительность и адаптировать устройство к низким скоростям вращения. Необходимые конструктивные изменения сделать намного проще, чем собирать генератор полностью «с нуля» из подручных средств.

Из множества различных вариантов нередко используется двигатель от стиральной машинки. Такие устройства часто попадаются у домашних мастеров, привыкших сохранять исправные узлы от вышедшей из строя техники. Двигатель способен выдать около 2,5 кВт электроэнергии, надо лишь подвергнуть его некоторой модернизации, а именно — установить на ротор сильные неодимовые магниты. Эта процедура многократно увеличивает производительность, адаптирует генератор к низким скоростям вращения.

Для тех, кому не под силу такие операции, можно предложить другой вариант — покупку готового китайского магнитного ротора на 2,5 кВт. Он идеально подходит для статора двигателя от стиральной машинки, избавляет пользователя от трудоемкой процедуры установки магнитов. Наконец, покупка готового ротора гарантирует отсутствие ошибок, которые по неопытности допускают практически все новички.

Получается, что время на пересылку практически одинаковое, затраты те же, но в результате получаем либо готовый ротор, либо набор магнитов, требующий установки. Решать, что удобнее, предстоит пользователям.

Особенности сборки своими руками

Кроме генератора для установки потребуются и другие элементы:

• крыльчатка
• мачта
• узел вращения вокруг вертикальной оси для настройки на ветер

Эти узлы изготавливаются из подручных материалов, имеющихся в распоряжении мастера. Для изготовления некоторых из них потребуется некоторая техническая база (например, узел вращения вокруг вертикальной оси лучше всего заказать у токаря). Крыльчатку и хаб обычно собирают самостоятельно, используя оранжевую наружную канализационную трубу на 16. Шаблоны для изготовления лопастей имеются в сети, поэтому отдельно останавливаться на этом вопросе незачем.

Высота мачты должна обеспечивать максимальную эффективность использования потока ветра. Для установки рекомендуется выбирать место на возвышении — холме, пригорке или подходящем сооружении. Предварительно надо уточнить, нет ли ограничений по высоте мачт в данном регионе, чтобы избежать штрафных санкций.

Проверка работоспособности

Чтобы проверить работу собранного ветрогенератора, понадобятся дополнительные приборы. Среди них:

• выпрямитель;
• тестер;
• аккумулятор;
• контроллер.

Эти проводники необходимо подключить к выпрямителю. Последний подключается к контроллеру, который подсоединен к аккумулятору. Система готова для проверки.

Мощность ветряка проверяется следующим образом: к аккумулятору подносят вольтметр, а собранный агрегат раскручивают обычной дрелью или шуруповертом. Следует отметить, что скорость последних должна быть не менее 800 оборотов в минуту, оптимальный вариант — 1000. Нормальными показателями считается 200−300 В.

При сборке ветрогенератора из стиральной машины могут возникнуть трудности с изготовлением крыльчатки. Нужно выбрать легкий, но в то же время прочный материал. Неплохое решение — лопасти из стеклопластика. Они имеют небольшой вес, но очень надежны и износоустойчивы. Для мачты вполне достаточно труб из стали диаметром 32 мм.

Рекомендации

Перед тем как приобретать установку или пытаться ее собрать самостоятельно, следует оценить экономический эффект от ее применения.

Кроме этого, перед установкой ветрогенератора рекомендуется проводить аэрологию места установки.

На карте скорости ветров имеется три зоны, каждой из которых соответствуют свои типы установок:

1. Для зоны ветров со скоростями менее 3 м/с рекомендуется использование устройств с парусными рабочими колесами. Эти установки способны работать при малом ветре и обеспечивать мощность до 2-3 кВт.
2. При ветре до 5 м/с возможно применение фабричных установок или самодельных вертикальных конструкций.
3. В районах со скоростями ветра более 5 м/с оправдано применение любых установок. Все зависит от бюджета и необходимой мощности.

Карта скорости ветров

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin