Генератор своими руками для вертикального ветрогенератора своими руками

Ветрогенератор своими руками

Вертикальный ветрогенератор своими руками

Эту подробно описанную конструкцию роторного ветрогенератора типа Савониус я обнаружил на этом замечательном сайте вот здесь http://mirodolie.ru/node/2372 После прочтения материала решил написать о этой конструкции и о том как все делалось.

С чего все начиналось

Идея построить ветрогенератор зародилась еще в далеком 2005-м году, когда был получен участок в родовом поместье Миродолье. Там не-было электричества и каждый решал эту проблему по своему, в основном за счет солнечных панелей и бензогенераторов. Как только был построен домик, то первым делом надо было подумать о освещении, и была приобретена солнечная панель 120 ватт. Летом она хорошо работала, но зимой её эффективность сильно упала и в пасмурные дни она давала ток всего 0,3-0,5А/ч, это никак ни устраивало, так-как даже на свет еле хватало, а еще надо было питать ноутбук и другую мелкую электронику.

Поэтому было решено построить ветрогенератор чтобы использовать еще и энергию ветра. Сначала было желание построить парусный ветрогенератор. Такой тип ветрогенераторов очень понравился, и после некоторого времени проведенного в интернете в голове и на компьютере накопилось много материалов по этим ветрогенераторам.Но строить парусный ветрогенератор довольно затратное дело, так-как такие ветрогенераторы маленькие не строят и диаметр винта для ветрогенератора такого типа должен быть как минимум метров пять.

Большой ветрогенератор не было возможности потянуть, но все-таки очень хотелось попробовать сделать ветрогенератор, хотя бы небольшой мощности, для зарядки аккумулятора. Горизонтальный пропеллерный ветрогенератор сразу отпал так-как они шумные, есть сложности с изготовлением токосьемных колец и защитой ветрогенератора от сильного ветра, а так-же трудно изготовить правильные лопасти.

Хотелось чего-то простого и тихоходного, посмотрев некоторые видеоролики в интернете очень понравились вертикальные ветрогенераторы типа Савониус. По сути это аналоги разрезанной бочки, половинки которой раздвинуты в противоположные стороны.

Как сделать ветряной генератор своими руками

В поисках информации нашел более продвинутый вид этих ветрогенераторов — ротор Угринского. Обычные Савониусы имеют очень маленький КИЭВ ( коэффициент использования энергии ветра), он обычно всего 10-20%, а ротор Угринского имеет более высокий КИЭВ за счет использования отражённой от лопастей энергии ветра.

Ниже наглядные картинки для понимания принципа роботы данного ротора

Схема разметки координат лопастей

КИЭВ ротора Угринского заявлен аш до 46% , а значит он не уступает горизонтальным ветрогенераторам. Ну а практика покажет что и как.

Изготовление лопастей.

Прежде чем приниматься за изготовление ротора, сначала были изготовлены модельки из пивных банок двух роторов. Одна моделька классического Савониуса, а Вторая Угринского. На модельках было заметно что ротор Угринского работает заметно на более высоких оборотах в сравнении с Савониусом, и было принято решение в пользу Угринского. Решено было сделать двойной ротор, один над вторым с разворотом под 90 градусов чтобы добиться более ровного крутящего момента и лучшего старта.

Материалы для ротора выбраны самые простые и дешовые. Лопасти сделаны из алюминиевого листа толщиной 0,5мм. Из фанеры толщиной 10мм вырезаны три круга. Круги были расчерчены по рисунку выше и были сделаны бороздки глубиной 3 мм для вставки лопастей. Крепление лопастей сделано на маленьких уголочках и стянуто на болтики. Дополнительно для прочности всей сборки фанерные диски стянуты шпильками по краям и в центре, получилось очень жёстко и прочно.

Размер получившегося ротора 75*160см, на материалы ротора потрачено примерно 3600 рублей.

Изготовление генератора.

Перед тем как делать генератор было много поисков готового генератора, но их в продаже почти нет, а то что можно заказать через интернет стоило приличных денег. У вертикальных ветрогенераторов небольшие обороты и в среднем для этой конструкции около 150-200 об/м. А для таких оборотов трудно найти что-то готовое и не требующее мультипликатора.

В поисках информации на форумах оказалось многие люди делают генераторы сами и в этом нет ничего сложного. Решение было принято в пользу самодельного генератора на постоянных магнитах. За основу была взята классическая конструкция аксиального генератора на постоянных магнитах, сделанная на автомобильной ступице.

Первым делом были заказаны неодимовые магниты шайбы для этого генератора в количестве 32 шт размером 10*30мм. Пока шли магниты изготавливались другие детали генератора. Вычислив все размеры статора под ротор, который собран из двух тормозных дисков от автомобиля ВАЗ на ступице заднего колеса, были намотаны катушки.

Для намотки катушек сделан простенький ручной станочек. Количество катушек 12 по три на фазу, так-как генератор трехфазный. На дисках ротора будет по 16 магнитов, это соотношение 4/3 вместо 2/3, так генератор получится тихоходнее и мощнее.

Для намотки катушек сделан простой станочек.

На бумаге размечены места расположения катушек статора.

Для заливки статора смолой изготовлена форма из фанеры. Перед заливкой все катушки были спаяны в звезду, а провода выведены наружу по прорезанным канальцам.

Катушки статора перед заливкой.

Свеже залитый статор, перед заливкой на дно был постелен кружок из стеклосетки, и после укладки катушек и заливкой эпоксидной смолой поверх них был уложен второй кружок, это для дополнительной прочности. В смолу добавлен тальк для крепкости, от этого она белая.

Так-же смолой залиты и магниты на дисках.

А вот уже собранный генератор, основа тоже из фанеры.

После изготовления генератор сразу был покручен руками на предмет вольт-амперной характеристики. К нему был подключен мотоциклетный аккумулятор 12 вольт. К генератору была приделана ручка и смотря на секундную стрелку и вращая генератор были получены некоторые данные. На аккумулятор при 120 об/м получилось 15 вольт 3,5А, быстрее раскрутить рукой не позволяет сильное сопротивление генератора. Максимум в холостую на 240 об/м 43 вольта.

Электроника

Для генератора был собран диодный мост, который был упакован в корпус, а на корпусе были смонтированы два прибора это вольтметр и амперметр. Так-же знакомый электронщик спаял простенький контроллер для него. Принцип контроллера прост, при полном заряде аккумуляторов контроллер подключает дополнительную нагрузку, которая съедает все излишки энергии чтобы аккумуляторы не перезарядились.

Первый контроллер спаянный знакомым не совсем устраивал, по этому был спаян более надежный программный контроллер.

Установка ветрогенератора.

Для ветрогенератора был сделан мощный каркас из деревянных брусков 10*5 см. Для надежности опорные бруски были вкопаны в землю на 50 см, а так-же вся конструкция была дополнительно усилена растяжками, которые привязывались к уголкам вбитым в землю. Такая конструкция очень практична и быстро устанавливается, а так-же в изготовлении проще чем сварная. Поэтому было принято решение строить из дерева, а металл дорого и сварку некуда включать пока.

Вот уже готовый ветрогенератор.На этом фото привод генератора прямой, но в последствии был сделан мультипликатор для поднятия оборотов генератора.

Привод генератора ременной, передаточное соотношение можно менять заменой шкивов.

В последствии генератор был соединен с ротором через мультипликатор. В общем итоге ветрогенератор выдает 50 ватт на ветру 7-8 м/с, зарядка начинается на ветру 5 м/с, хотя начинает вращаться на ветре 2-3 м/с, но обороты слишком маленькие для зарядки аккумулятора.

В будущем планируется поднять ветрогенератор по выше и переработать некоторые узлы установки, а тск-же возможно изготовление нового более большого ротора.

E-VETEROK.RU Энергия ветра и солнца

Добро пожаловать на сайт о самодельных ветрогенераторах, солнечных панелях, электричестве от ветра и солнца. Меня зовут Алексей, я автор данного сайта. Моё увлечение альтернативной энергией началось с переезда и жизни на даче, где электросети нет совсем.

Всё началось и изготовления первого ветрогенератора небольшой мощности. Далее я начал всё изучать и появлялись новые ветряки, потом приобрёл солнечные батареи, аккумуляторы и ветро-солнечная электростанция стала расти, развивается она и сейчас потихоньку.

На страницах сайта есть много информации о том как в домашних условиях сделать ветрогенератор своими руками, начиная от генератора, и заканчивая подключением, контроллером, и аккумуляторами.

Так-же в разделе Мой небольшой опыт я выложил фото отчёты о своих ветрогенераторах, и о солнечных батареях. Вы я думаю найдёте ответы на все вопросы начиная от намотки катушек генератора, и до расчёта лопастей, и многое другое. Так-же на сайте есть информация о аккумуляторах, контроллерах, схемах защиты и т.д.

Ветрогенератор своими руками

Фото-отчёт о изготовлении ветрогенератора своими руками. Этот ветрогенератор я сделал осенью 2016-го года. Начну с описания и фотографий генератора. Генератор дисковый аксиальный, он не имеет залипания, по-этому винт стартует при ветре 2 м/с. Диски сделаны из железа толщиной 8 мм, сначало были вырезаны заготовки из металла болгаркой, и потом обработаны на токарном станке. Диаметр дисков 220 мм.

Магниты я использовал размером 50*30*10 мм, покупал 16 штук (supermagnet.ru), разместил по 8 штук на каждом диске. Статор имеет 12 катушек , они намотаны проводом 1.06 мм по 75 витков каждая. Генератор трёхфазный, сопротивление одной фазы получилось 0.95 Ом. Диаметр готового статора 280 мм.

Ступица генератора сделана у токаря, покупал я подшипники от полуоси ВАЗ, и под них токарь выточил мне готовую ступицу для дисков. Более подробно я описал начало строительства этого ветряка здесь — Детали генератора и чертежи.

Статор генератора я заливал эпоксидной смолой. Я делал форму для заливки из старых мебельных щитов и фанеры, ниже фотография статора перед заливкой. Более подробно и больше фотографий статора перед заливкой в этой статье Намотка катушек — изготовление статора генератора

Ниже фото готового статора. Заливка эпоксидной смолой оказалась не совсем качественной, были воздушные пузыри и не пролитые места. Это я просто поторопился и не пропитал статор качественно. Но потом где мог я исправил недочёты, а так в общем статор получился нормальный и прочный. С двух сторон в статор были уложены два круга из стеклоткани. Более подробно и другие фото статора в этой статье Готовый статор и рама ветряка

Далее начался процесс изготовления рамы ветрогенератора. Делал я всё из б/у металла, который у меня был, сварочные работы тоже делал сам, варил от аккумуляторов. Ось генератора смещена относительно поворотной оси на 30 мм. Это сделано для того чтобы реализовать защиту ветрогенератора от урагана складывающимся хвостом. Хвост подвижный, угол поворотного узла хвоста имеет наклон 20% назад и вправо. Для ограничения хода хвоста сделаны упоры. Ниже фото где видно как приварен хвост, но упоров пока нет, они появятся позже.

Ниже собственно сам генератор уже полностью собранный. Покрутил я его шуруповёртом и при 310 об/м генератор выдал при соединении звездой 42 вольта, а напряжение одной фазы при 310 об/м составило 22 вольта. В звезде при 60 об/м получилось 8 вольт, то-есть зарядка АКБ начинается уже при 90 об/м. При соединении трёх фаз в параллель зарядка АКБ начинается при 200 об/м. Более подробно и больше фото в этой статье Дисковый генератор

Винт ветрогенератора сделан из рыжей трёхслойной пластмассовой трубы диаметром 250 мм, толщина стенки этой трубы 8 мм. Ниже на фото ветрогенератор с винтом диаметром 2,6 метра, но потом я уменьшил диаметр винта до 2,2 метра.

Ветрогенератор получился номинальной мощностью 300 ватт при ветре примерно 10-12 м/с. Максимально я видел 476 ватт, но ветер был наверно метров 15 в секунду. Винт стартует от любого ветерка, но зарядка начинается при ветре примерно 3,5 м/с. Фазы генератора сейчас соединены в параллель, так ветряк выдаёт гораздо больше мощности. При соединении обмоток генератора звездой зарядка АКБ начинается уже при ветре 2,5-3 м/с, но винт не осиляет тянуть генератор так-как не может раскрутится, и максимальный ток заряда даже в сильный ветер не превышает 3 ампера.

В общем при звезде ветряк хорошо работает на АКБ 24 вольта, а при параллельном соединении фаз работает хорошо на АКБ 12 вольт. На моём youtube канале есть видео про этот ветрогенератор. На 12 вольт при параллельном соединении фаз ток заряда доходит при сильном ветре до 17-25 ампер. А так при среднем ветре 6 м/с ток заряда 1-4 А, и временами до 7-10 А.

За ноябрь ветрогенератор выработал более 6 кВт энергии, для меня это большая прибавка, в это время когда нет солнца и солнечные панели дают мало энергии.

Вертикально ориентированные ветрогенераторы своими руками

Получается как-раз когда нет солнца приходит ветер и ветрогенератор в такие дни за сутки вырабатывает по 0.5-1 кВт и более.

На строительство этого ветрогенератора ушёл примерно месяц работы. По деньгам потрачено на его изготовление более 17000 рублей, только одни магниты обошлись с доставкой в 7500 рублей, плюс медный провод на 1500 рублей, и там по нарастающей труба для лопастей 2000 рублей, работа токаря, железо и подшипники обошлись в 3500 рублей. Ну и там краска, эпоксидная смола, болтики и гаечки, всё это тоже в общем стоит немалых денег.

Более подробно о моих ветряках смотрите в разделе Мой небольшой опыт

E-VETEROK.RU энергия ветра и солнца — 2013г. Почта: e-veterok-ru@mail.ru Google+

Главная → Электричество → Самодельные небольшие ветрогенераторы →

вернуться к первой части в начало

Верогенератор своими руками для дачи или дома

После окончательной пакраски мачты я установил лопасти на мотор-генератор и поднял всю ветроустанову в «боевое» положение. Ветрогенератор сразу ожил и начинал вращаться от небольшого верерка.

Далее я решил поскорее подключить провода и посмотреть что он даёт на практике

Для удобства я разместил всю электронику вместе с аккумуляторами в таком вот пластмассовом ящичке. Внутри находится аккумуляторная батарея, которую параллельно питают генератор и солнечная батарея. Я просто взял два используемых на катерах 12 В аккумулятора, которые можно найти в любом магазине, торгующем автомобильными аккумуляторами. По бокам ящика я сделал два отверстия под 12-ти вольтовые вентиляторы, вынутые из старых компьютеров Mac G4s (на фото не показаны).

Для того чтобы генератор не переходил в режим мотора я поставил диод, который запирает возможность потребления така мотор-генератором, ток в этом случае течёт только от генератора на аккумулятры, а обратную связь блокирует диод встроеный в силовой кабель питания идущий от мачты.

Вертикальный ветрогенератор своими руками

Далее я начил экспериментировать с лапастями, пробывал различные вареанты. Ставил даже два комплекта лопастей, но ветряк работал на очень маленьких оборотах и ничего не вырабатывал. Так-как всё-таки этот мотор не рассчитан на работу в качестве генератора, он не хотел генерировать ток на небольших оборотах, и я продлжил далее.

Поискав инфу по этим вопросам я узнал, что узкие лопасти более оборотистые, и попробывал сдлать уже комплект белых лопастей, которые были по длиньше и это дало свои результаты, теперь ветрогенератор набирает значительно больше оборотов и начинает давать достаточно хорошее напряжение для зарядки аккумуляторов.

Единственный минус в том, что он не работает на малом ветру. Вероятно чтобы его одаптировать надо ставить мультипликатор.

Ниже список всех использованых материалов при построени ветрогенератора

Стальной лист размером 254 ? 356 мм
Стальная трубка диаметром 6.3 мм, длиной 254 мм

Фланец 1-1/4″ Стальная труба прямоугольного сечения 25 мм, длиной 910 мм
Диск от циркулярной пилы с внутренним отверстием 12.7 мм
Оправка 15.9 мм ? 12.7 мм для соединения диска с валом мотора
Два металлических автомобильных хомута
Отрезок ПВХ трубы диаметром 100 мм, длиной 200 мм
Отрезок ПВХ трубы диаметром 200 мм, длиной 760 мм (подойдет и труба диаметром 160 мм)
Мотор постоянного тока с постоянными магнитами (предпочтительно мотор от бегущей дорожки 30 В или 260 В, 5 А)
Восемь 6 мм болтов с гаками и шайбами
Два самореза по металлу диаметром 6.3 мм
Выпрямительный диод на 10…40 А (чем мощнее, тем лучше)

Большинство перечисленных выше деталей (за исключением мотора) можно за один раз приобрести в магазине «Все для дома». Что касается моторов, самыми популярными типами считаются старые моторы, выпускавшиеся фирмой Ametek. Впрочем, подойдет практически любой коллекторный двигатель постоянного тока. Единственное что нужно требовать это чтобы он довал не менее 1 вольт на каждые 25об/м.

Таким образом мотор при 300об/м сможет давать более 12-ти вольт и заряжать аккумулятор. Так-же можно повысить скорость вращения генератора поставив мультипликатор 1:3 или 1:4, но это усложнит процесс изготовления и приведёт к существенному увеличению диаметра лопастей. Обычно для таких мультипликаторов используют готовые редукторы от отрезных машинок.

вернуться к первой частив начало

Мало кто знает, что в нашей стране в 1913 г существовали сотни тысяч деревянных ветряных мельниц, а по некоторым данным около миллиона, от которых, после коллективизации, не осталось даже следов. Сегодня интерес к ветроагрегатам появляется и в России. Однако, промышленные ветрогенераторы, а тем более импортные очень дороги. Государственной поддержки ветроэнергетическим разработкам не существует. Поэтому, в нашей стране ветрогенератор остается заморской диковиной, а увидеть живьем можно скорее самодельные ветрогенераторы.

К сожалению, в русском языке слово «самодеятельность» приобрело несколько ироничный, негативный оттенок. Но самодельщиками, были, например, К.Циолковский, Г.Форд, С.Королев и, даже, — Б.Гейтс. Самодеятельность — основа основ бизнеса в странах, которые принято теперь называть цивилизованными. Впрочем самодеятельность важна не только в бизнесе, но и в общественной жизни, творчестве, благотворительности и т.д.

Идея построить ветрогенератор пришла внезапно. Изучив множество информаци в сети, порой однотипной и просто скопированной с первоисточника, я принял решение строить вертикальный ветряк.

Аксиомы ветроенергетики: А) ветер до 1 м/с —> ветряк бУхает в холостую, за КПД его не винить или даже останавливают чтоб не скрипел.

Ветряки своими руками 5 квт

Б) ветер 2-3-4м/с. —> ветряк подает признаки жизни, обезпечивает мин режим основной нагрузки (подзаряд акумулятора) и никто ему не ворчит. В) ветер 5-8 м/с. —> основной режим, основная нагрузка обезпечена электронами, можно разговаривать о КПД. Г) ветер 9-12 м/с. —> в самий раз подключить доп. нагр на 50%. Д) ветер 13-17м/с —> ветряк пашет в поте лица на 110%, вода в бойлере кипит, начинает работать ветрозащита. Е) ветер 18-22 м/с —> тоже самое, но уже ветрозащита в » поте лица «. Ж) ветер 23-27м/с. —> молимся богу или пьем ракию, меж стаканчиков укоряем себя за просчеты и недоделки. З) ветер 28 — 33 м/с и выше —> сидим в подвале, бухаем ракию и всем глаголим какие ми везунчики.. И) ветер утих, солнишко, идем смотреть на металлолом, глаголим о женской природе .. Й) доводим до ума что скорость ветра не подвласна ТВ-синоптикам, а измеряется анемометрами. оказивается тоже самое и с оборотами вертушки — измеряются тахометрами и независят от цвета глаз конструктора. Почти шутка 🙂

Преимущества вертикального ветряка довольно убедительны 🙂 такие как: не требует ориентации по ветру, установка такого оборудования не требует высокого его расположения, а это значит, что вертикальный ветряк своими руками будет легче обслужить, конструкция содержит меньше движущихся деталей, что повышает ее надежность, идеально подходят для генераторов прямого двигателя, которые обходят проблемы надежности преобразователей данных скорости при большой мощности, низкая стартовая скорость ветра. Вращение вне зависимости от направления ветра, и начало вращения с самого тихого бриза, Нет ограничений по защите расстоянием при установке системы, шумовая нагрузка в пределах 20 ДБ, магнитное излучение и вибрация отсутствуют, нет нужды в использовании дополнительных устройств запуска системы, система абсолютно безвредна для птиц, пчел и окружающей среды, требует минимум места для размещения, тяговитый, НО тихоходный.

Ветровой генератор (ветрогенератор, ветряк) – это устройство преобразующее энергию ветра в электрическую. Ветровой генератор это одно из важных областей развития альтернативной энергетики, ведь с каждым днём, цены на электроэнергию растут, а сторонники экологии выступают против АЭС, хотя они являются основными производителями электроэнергии в наше время.

Современные ветровые генераторы имеют самую различную форму и размеры. Небольшие ветряки, используются в быту, на небольших судах и т.д. При этом их мощности хватает, как правило, на освещение. Мощность же промышленных ветрогенераторов может достигать 7,5 МВт! Размеры лопастей таких генераторов могут достигать 74,5 метров в длину!

Как сделать ветрогенератор своими руками: 5 этапов

Для того чтобы обслуживать такой ветряк, на нем предусмотрена вертолетная площадка.

Цены на ветровые генераторы варьируются, но в России небольшой ветряк мощностью 1 кВт обойдется не менее 35-40 тыс. рублей.

Плюсы и минусы

Одним из важных факторов, которые влияют на развитие ветровых генераторов, является то, что энергия ветра возобновляемая. Ветер есть повсюду, конечно, где-то сильнее, где-то слабее, но он есть. Не нужно жечь топливо, использовать уран или загрязнять реки. Кроме того, установка промышленного ветрогенератора занимает всего около 10 дней.

Помимо всех этих очевидных плюсов у ветровых генераторов имеются и существенные минусы. Главным минусом является невысокий КПД. Максимальный КПД по закону Беца – 59.3 %. Еще одним минусом является шумность ветровых установок, лопасти ускоряемые ветром, создают шум, что вредит экологии. Лопасти ветрового генератора подвержены обледенению, что несколько сужает область их применения.

Пожары редко, но все же случаются на ветровых генераторах. Они происходят из-за сильного трения генератора, в случае утечки масла или при ударе молнии. Они могут нанести значительный урон ветряку, так как добраться до очага возгорания бывает сложно из за большой высоты.

Устройство

Простейший ветровой генератор состоит из ветрового колеса, которое приходя в движение при воздействии ветра, с помощью трансмиссии, передаёт вращение ротору электрического генератора. Электрический генератор вырабатывает электроэнергию и передаёт её аккумулятору. Обычно это аккумуляторы напряжением 24 В, для дальнейшего использования необходимо преобразовать его с помощью инвертора напряжения из 24 В в 220 В. Только после этого энергия поступает в сеть.

Виды ветровых генераторов

В основном распространены два вида ветровых генераторов

• с вертикальной осью вращения (роторные)
• с горизонтальной осью вращения (крыльчатые)

Наибольшее распространение получили ветряки с горизонтальной осью. Это связано с их повышенным КПД, по сравнению с вертикальной осью.

Ветровые генераторы с горизонтальной осью, сложнее в обслуживании так как, генератор расположен сверху. Кроме того, таким ветрякам нужно поворачиваться по направлению ветра. Генераторы с вертикальной осью вращения лишены этих недостатков, они работают при малом ветре, вне зависимости от его направления.

Итак, несмотря на кажущуюся дороговизну такого вида получения энергии, ветровые генераторы развиваются с каждым днем все больше, и прочно занимают свою позицию в современной энергетике.

Рекомендуем прочесть статью — солнечные батареи.

Источник