Вітряк своїми руками або як отримати світло за допомогою вітру - Rmnt.ru

1. Принцип роботи вітрогенераторів
2. Як самостійно виготовити вітрогенератор вертикального типу
3. збираємо ротор
4. Виготовляємо статор
5. збірка генератора
6. Виготовляємо лопаті
7. Збірка конструкції вітрогенератора
8. електрична частина
9. Результат роботи вітряка: розрахунок ефективності

Тепер отримати безкоштовну електроенергію за допомогою вітру цілком можливо. Існує кілька варіантів вітряків: з вертикальної і горизонтальної віссю. Зібрати вертикальний вітрогенератор своїми руками може практично кожна людина, як правильно це зробити, читайте в нашій статті.

Принцип роботи вітрогенераторів

Принцип роботи у всіх модифікаціях вітряків однаковий. У процесі обертання лопатей утворюється три види фізичного впливу: підйомна, імпульсна і гальмує сили. В результаті дії цих сил статор приходить в рух, а ротор на нерухомої частини генератора починає створювати магнітне поле і електричний струм рухається по дротах.

Варіантів виконання вітрогенераторів велика кількість, відрізняються вони не тільки потужністю, але і своїм зовнішнім виглядом. Структура більшості вітряків включає в себе: генератор, лопаті, інвертор, мультиплікатор. Інвертор використовується для перетворення отриманого заряду в постійний струм. Мультиплікатор - це редуктор, який призначений для збільшення числа оборотів валу. Встановлюють редуктори не на всі вітряки, в основному тільки на великі і потужні вітрові установки.

Трифазний змінний струм утворюється завдяки обертанню ротора. Отримана енергія спрямовується через контролер до акумуляторної батареї. Далі інвертор перетворює струм і робить його стабільним, саме в такому вигляді його можна подавати для живлення побутових приладів або освітлення.

Як самостійно виготовити вітрогенератор вертикального типу

Виготовити вітряк можна самостійно в домашніх умовах. Для початку потрібно визначитися з видом вітрогенератора. Залежно від своєї конструкції вітроустановки бувають:

• з вертикальною віссю обертання: ротор Дарині, вітрогенератор Савоніуса;
• з горизонтальною віссю обертання: паралельної або перпендикулярної потоку вітру.

деякі моделі вітряків поєднують в собі кілька типів установок. Розглянемо приклад створення гібридного вітряка, який поєднує в собі конструкцію вітрових генераторів типу Савоніуса і Дарії.

збираємо ротор

Щоб зібрати ротор, необхідно придбати:

• 6 неодімових магнітів D30хH10 мм;
• 6 феритових кільцевих магнітів D72xd32xh15 мм;
• 2 металевих диска D230хH5 мм;
• епоксидної смоли або клей.

Замість металевих дисків можна використовувати пильні диски відповідного розміру. На одному диску розміщують 6 неодімових магнітів, чергуючи їх полярність, кут між ними повинен бути 60 градусів на діаметрі 165 мм.

На другому диску за таким же принципом у своєму розпорядженні ферритові кільцеві магніти.

Щоб магніти не зрушили під час роботи вітряка, їх потрібно хоча б до половини залити епоксидним клеєм.

Виготовляємо статор

Спочатку необхідно намотати 9 котушок по 60 витків, для цього використовують емальований мідний дріт діаметром 1 мм.

Далі котушки споюють між собою: початок першої котушки з кінцем четвертої, четверта з сьомої. Друга фаза точно так же з'єднується через дві котушки, тільки споювати починають з другої котушки. З'єднання третьої фази починається з третьої котушки.

З фанери виготовляється форма, в неї укладають пергаментний папір, зверху якої кладуть шматок скловолокна та котушки.

Все це заливається епоксидною смолою. Через 24 години з форми витягується готовий статор.

збірка генератора

Всі частини генератора готові, залишилося їх тільки зібрати.

Сам генератор буде кріпитися до кронштейну з хабом за допомогою шпильок. Детальніше розглянемо процес складання.

Етапи складання генератора:

• в верхньому роторі проробляється 4 отвори з різьбленням під шпильки. Вони необхідні для того, щоб ротор плавно «сідав» на своє посадочне місце;
• в статорі проробляється 4 отвори під кріплення кронштейна;
• на кронштейн укладається нижній ротор магнітами вгору, в ньому також просверливается 4 отвори під різьблення для шпильки;
• на нижній ротор кладуть статор;
• зверху укладають другий ротор магнітами вниз. Все це фіксується між собою і кронштейном з хабом шпильками і гайками.

Хаб (фланець з підшипниками) потрібно придбати окремо: нижня частина хаба повинна бути діаметром під 1,5 дюймову трубу.

Черговість кріплення всіх деталей більш детально представлені на схемі нижче:

1 - з'єднувальний елемент; 2 - опора лопатей; 3 - верхня частина ротора; 4 - магніт; 5 - втулка; 6 - статор; 7 - нижня частина ротора; 8 - гайка; 9 - шпилька; 10 - хаб; 11 - вісь; 12 - кронштейн для кріплення статора

Виготовляємо лопаті

Лопаті можна виготовити з дерева, склотканини та інших матеріалів. Швидше і легше цю частину вітрогенератора змайструвати з каналізаційної ПВХ труби. Краще використовувати труби оранжевого кольору, так як вони мають гарну щільністю і не бояться попадання прямих сонячних променів.

Для вертикального вітрогенератора знадобиться 4 лопаті з ПВХ труби і 2 ортогональні (вигнуті) лопаті з оцинкованої бляхи. Така конструкція дозволить обертатися вітряка навіть в умовах слабкого вітру зі швидкістю 2-3 м в секунду. Беремо метрові відрізки ПВХ труби і розрізаємо їх уздовж на 2 рівні частини. З жерсті вирізаємо півкола за розмірами майбутньої лопаті і кріпимо їх за допомогою болтів по краях труби.

Щоб виготовити ортогональні лопаті, вам знадобиться стандартний оцинкований лист сталі товщиною 0,75 мм. Спочатку ножицями по металу вирізається два відрізки розміром 1х0,4 м і чотири відрізка у вигляді крапельки. Потім відрізки стали потрібно зігнути і по краях прикріпити відрізки «крапельки».

Кріплять лопаті по колу на каркас, його можна зварити з профільної квадратної труби 20х20 та куточків 25х25. Розміри каркаса і відстань між лопатями можна побачити на схемі нижче:

Збірка конструкції вітрогенератора

З водопровідних труб різного діаметру зварюється щогла, висота її залежить від місцевості, де буде розташовуватися вітрогенератор, і умов його експлуатації, але в будь-якому випадку він повинен бути вище даху будинку.

Заздалегідь під секційну щоглу потрібно підготувати триточковий армований фундамент. До готової щоглі на землі прикручується генератор. Далі до генератора прикріплюється болтами каркас з лопатями. Щогла з вітряком кріпиться до фундаменту за допомогою двох шарнірних опор і за допомогою лебідки піднімається у вертикальне положення. Після підйому щогли третя опора за допомогою болта прикручується до основи вітряка. Додатково щоглу потрібно зафіксувати за допомогою розтяжки.

електрична частина

Вітряк видаватиме 3-х фазний змінний струм. За допомогою мостового випрямляча, що складається з 6 діодів, перетворюємо його в постійний струм.

Це дає можливість заряджати акумулятор на 12 В. Для контролю зарядки акумулятора і запобігання його перезарядки використовують стандартне реле зарядки автомобіля РР-380.

До акумулятора підключають інвертор, який дозволяє перетворити отримані 12 В постійного струму в 220 В змінного частотою 50 Гц.

Результат роботи вітряка: розрахунок ефективності

Тестові випробування вітрогенератора при різній швидкості вітру показали наступні результати:

• при швидкості вітру 5 м / с отримуємо 60 об / хв - 7 В і 2,3 А = 16 Вт;
• при швидкості вітру 10,6 м / с отримуємо близько 120 об / хв - 13 В і 3,4 А = 44 Вт;
• при швидкості 15,3 м / с приблизно 180 об / хв - 15 В і 5,1 А = 76,5 Вт;
• при швидкості вітру 18 м / с отримуємо 240 об / хв - 18 В і 9 А = 162 Вт.

В основному вітряк видає 16-45 Вт, так як вітер більше 15 м / с буває рідко. Однак, якщо поставити швидкісний гвинт, тоді можна отримати більш високі результати.

рмнт.ру

15.03.17