Самодельный ветряк из автомобильного генератора
Автора уже давно интересовала идея использования альтернативной энергии. Поискав информацию о различных устройствах на эту тему, автор нашел для себя модель ветряка, которая легка в исполнении и не сильно затратная по деньгам.
Материалы использованные автором для создания ветряка:
1)провода 3\8-16
2)электронный контроллер зарядки
3) генератор GM 7127 от компании AutoZone
4) набор для усовершенствования статора — MTM cientific,
5) углеволоконные лопасти и ступица — Picou Builders Supply, Co Inc.,
6) трубы водопроводные
7) лентопротяжный мотор DC Ametek мощностью 38 В
Рассмотрим этапы создания ветрогенератора.
Для начала автор приобрел все необходимые комплектующие. В строительном магазине были куплены трубы и несколько метров проводов. Через интернет магазины были заказаны высоковольтные катушки статора и трансмиссия. Для индикации зарядки аккумулятора был приобретен электронный контроллер.
После этого автор приступил к сборке основной конструкции ветрогенератора.
Генератор был установлен на стойку, и на верхушку стойки турбины был установлен небольшой диод, который был присоединен проводами к катушке генератора. Так как это не генератор с постоянным магнитом, то лампочка позволяет катушке самовозбуждаться и покажет момент, когда генератор не выдает заряд, а следовательно может быть отключен от аккумулятора.
Затем были изготовлены лопасти из углеволокна. После чего автор приступил к покрасочным работам. сам генератор автор покрасил в красный цвет, а ступицу и крепежи лопастей в белый.
Первые тесты показали надежность конструкции. При сильном ветре около 35 миль\час генератор начинал шуметь, но крепления выдерживали. Однако в ходе испытаний был выявлен главный недостаток данного генератора, который упустил автор. дело в том, что автомобильный генератор не начинает вырабатывать ток пока ветер не достигнет 12 миль\час
Прошлой ночью дул достаточно сильный ветер, но турбина “была на высоте”. Временами порыв ветра достигал 35 — 40 миль/час. При таком ветре турбина создавала шум, но главное, что она выдержала такое испытание. Из-за заводского ограничения автомобильный генератор не начинает вырабатывать ток, пока сила ветра не достигнет 12 миль/час, а при нулевых оборотах он не вырабатывает энергию и не показывает напряжение. При ветре меньше 12 миль\час и низких оборотах генератора, он до момента начала выработки тока сам потребляет энергию аккумулятора, что практически испортило его. Поэтому для того чтобы исправить систему, и сберечь аккумуляторы автор решил модернизировать генератор таким образом, чтобы сделать из него генератор переменного тока с постоянным магнитом.
Обмотка статора была перемотана. Первоначально на статоре было 4 витка провода №14, они были заменены на 10 витков провода №18. Уложить последние 4 провода в последнем слое оказалось сложной задачей, автор даже попробовал при помощи пресса сделать углубления в статоре, однако это не принесло результатов.
Поэтому автор просто выточил карман глубиной в палец для нового магнита.
По итогу вся затея с перемоткой статора провалилась, так как некоторые кольца обмотки соприкасались с металлическим сердечником и создавали короткое замыкание. Поэтому автор отбросил эту затею и приобрел лентопротяжный мотор DC Ametek мощностью 38 В. Автор пометил капы и развел их для большего удобства. Купленный ротор со скошенными пазами давал довольно неплохой пусковой момент, при испытаниях на ручной тяге вольтметр показывал чуть более 9 В.
Новый статор относительно меньше своего предшественника в размерах, но зато начинает работать уже при самом слабом ветре. Для того, чтобы преодолеть сопротивление аккумулятора и начать зарядку достаточно силы ветра в 7-8 миль\час. При этом установленный диод не дает генератору перейти в режим мотора.
А вот фотография аккумуляторного блока системы.
Источник
Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора?
Ветрогенераторы (ветряки, ветроэлектрические установки) сегодня считаются одними из самых дешевых источников альтернативной электроэнергии. Они менее распространены, чем солнечные панели. Однако производимая батареями солнечных элементов электрическая энергия выходит в разы дороже. Значит, ветряк в личном хозяйстве способен оказаться очень эффективным и полезным источником дополнительной электрической энергии. В особенности он может стать выгодным, если не приобретать заводскую установку, а сделать ее своими руками из автомобильного генератора. Самодельный ветрогенератор выйдет гораздо дешевле, чем заводское устройство.
Устройство ветряного генератора
Существует большое количество разновидностей ветровых генераторов и чертежей их создания. Но несмотря на многообразие видов, все конструкции имеют в своей структуре следующие неотъемлемые компоненты:
- электрический генератор;
- ротор с лопастями;
- аккумуляторную батарею;
- мачту (бывает с растяжками и без них);
- преобразователь электрической энергии (инвертор);
- электронный блок (контролер заряда);
- проводку, по которой проходит электрическая энергия.
Помимо этого, требуется заблаговременно обдумать систему управления и распределения электрической энергии, набросать схему установки.
Инструкция по созданию
Подготовка
Прежде чем приступить к работе следует определиться, какое конкретно устройство желаете изготовить, поскольку практикуется несколько типов ветровых генераторов, например, роторный, аксиальный (осевой) на магнитах и так далее.
Существует 2 варианта размещения оси:
- горизонтальное – наиболее распространенное, коэффициент полезного действия у данного типа вдвое больше;
- вертикальное – монтируется внизу, поскольку обладает большой массой. Так как ветер внизу слабее вдвое, стало быть, мощность установки понижается примерно в 8 раз. Из плюсов – низкий уровень шума и удобство эксплуатации.
Вне зависимости от модели конструкции, для создания самодельного ветрового генератора необходимо подготовить:
- автомобильный генератор;
- вольтметр;
- реле зарядки аккумуляторной батареи;
- регулятор напряжения для переменного электротока;
- материал для создания лопастей;
- аккумуляторную батарею (гелиевую либо кислотную);
- короб для закрывания проводки;
- емкость (некорродирующая кастрюля либо алюминиевое ведро);
- выключатель на 12 В;
- электрический 3-жильный кабель (сечением не менее 2,5 мм2);
- старую водопроводную трубу (диаметром не менее 15 миллиметров, длиной 7 метров);
- лампочку-зарядку;
- 4 болта с шайбами и гайками;
- железные хомуты для фиксации.
Наряду с этим, нужно иметь для работы специализированный инструментарий:
- шлифмашину с дисками;
- маркер;
- шуруповерт;
- электродрель со сверлами;
- ножницы по металлу;
- комплект накидных ключей;
- газовые ключи различных номеров;
- кусачки;
- рулетку.
Ротор
При создании ветроэлектрической установки следует принять в расчет, что ротор любого автомобильного генератора, даже от ВАЗ, имеет обмотку электромагнитного возбуждения. Если все выполнять собственными силами, его конструкцию можно сделать проще. Следует удалить коллектор, перемотать статорную обмотку, что даст возможность переделать устройство в тихоходное. Желательно переделать железный ротор.
На ось ротора в обязательном порядке вытачивается не подверженная влиянию магнитного поля насадка из алюминия. На нее помещают специализированный бандаж из металлической трубы.
Это следует делать с незначительной натяжкой. На поверхности бандажа производят разметку и посредством суперклея ставят прямоугольники из магнитов, изготовленных из неодима. Их приклеивают на агрегат с незначительным перекосом, что не допускает залипания, соблюдая чередование полюсов. Между этих элементов заливают эпоксидку, что дает возможность сровнять поверхность.
Такая ветроэлектрическая установка будет производить удовлетворяющее потребности количество электроэнергии лишь при частоте вращения 6000 об\мин. Чтобы сделать его производительным и при 600 об/мин, нужно увеличить статорную обмотку в 5 раз. Параллельно следует сделать меньше и само сечение силового привода.
Лопасти данной ветроэлектрической установки должны быть большого размера. Для понижения магнитного поля желательно перебрать пластинки статора, выровнять их, после чего смонтировать обратно.
Ветровое колесо
Лопасти, наверное, самая значимая часть ветроэлектрической установки. От их конструкции напрямую зависит работа других узлов установки. Делают их из различных материалов, порой даже из канализационной полипропиленовой трубы.
Лопасти из трубы несложны в создании, стоят недорого и не подвергаются воздействию влажности.
Последовательность изготовления лопастной системы следующая.
- Требуется произвести расчет длины лопасти. Диаметр трубы должен составлять 1/5 от совокупного метража. Например, если лопасть будет равняться метру, то подойдет труба диаметром 20 сантиметров.
- Разрезаем трубу посредством лобзика по длине на 4 отрезка.
- Из одного отрезка делаем крыло, которое будет служить образцом для вырезания остальных лопастей.
- Заусенцы на концах обрабатываем абразивом.
- Лопасти закрепляем к диску из алюминия с приваренными полосками для фиксации.
- Затем к этому диску прикрепляем электрогенератор.
По окончании сборки лопастной системе требуется балансировка. Ее фиксируют на треноге в горизонтальной позиции. Мероприятие проводят в закрытом от ветра помещении. Если балансировка выполнена правильно, колесо должно быть неподвижно. Когда же лопасти крутятся самостоятельно, то их необходимо подточить до придания баланса всей структуре.
Лишь при успешном завершении этой операции необходимо перейти к испытанию точности вращения лопастей, они должны вращаться в одной плоскости без нарушения баланса. Допустимо отклонение в 2 миллиметра.
2-лопастной винт на электрогенератор без переделки
По большому счету если на электрогенератор установить скоростной 2-лопастной винт диаметром 1-1,2 метра, то подобные обороты свободно достигаются при скорости ветра 7-8 м/с. Следовательно, можно изготовить ветрогенератор и без переделки электрогенератора, только функционировать он станет при скорости ветра от 7 м/с.
Изготовление мачты
Для создания мачты подойдет водопроводная труба диаметром не меньше 15 сантиметров, длиной приблизительно 7 метров. Если в границах 30 метров от намечаемого места установки имеются сооружения, то в высоту устройства вносят коррективы в сторону увеличения.
Для продуктивного функционирования ветроэлектрической установки лопастник поднимают выше преграды по меньшей мере на 1 метр.
Основу мачты и колья для фиксирования растяжек заливают бетоном. К колышкам варят хомуты с болтами. Для растяжек используется 6-миллиметровый трос, покрытый цинком.
Сборка
Для сборки ветроэлектрической установки требуется изготовить поворотную ось. Ее можно создать из подшипников и колена 15-сантиметровой трубы с гайками и резьбой. Следует залить трубу эпоксидкой в теле подшипника, а его залить на куске пластиковой трубы, диаметром 50 миллиметров. В результате получится подвижная ось.
Последовательность монтажа ветрогенератора:
- из профиля 50×25 миллиметров изготовить 60-сантиметровую балку;
- зафиксировать ее на балку электрогенератора;
- зафиксировать хвост;
- проделать отверстия для фиксации вращающейся оси;
- установить лопасти;
- зафиксировать готовый ветряк на мачте;
- подключить маленький аккумуляторный блок;
- подключить мультиметр.
Ветроэлектрическая установка смонтирована и готова к эксплуатации. Этот ветрогенератор при маловетреных погодных условиях в силах без труда гарантировать светодиодное освещение, работу телевизионного приемника с ноутбуком и иные мелочи. Но это исключительно при маловетреных погодных условиях. При мощном ветре получение электроэнергии увеличивается в разы.
Советы по обслуживанию
Ветряк, как и всякий механизм, требует технического контроля и обслуживания.
- В особом внимании нуждается токосъемник. Щетки электрогенератора чистят, смазывают и регулируют раз в 2 месяца.
- При первых симптомах неполадки лопастника (вибрация и разбаланс колеса) ветряк опускают на землю и чинят.
- Раз в 3 года стальные элементы покрывают противокоррозионной краской.
- Постоянно обследуют крепления и натяжку тросов.
Когда монтаж окончен, можно подключать аппаратуру и пользоваться электричеством.
Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора смотрите далее.
Источник