Ветрогенератор для похода своими руками

Изготовление переносного (походного) ветрогенератора своими руками

Дата публикации: 5 июля 2019

Переносной ветрогенератор – устройство, без которого современному путешественнику сложно отправиться в длительный поход, имея в распоряжении разнообразную портативную технику. Этот прибор хорошо справится с задачей постоянной подзарядки аккумуляторных батарей мобильных телефонов, смартфонов, mp3-плееров, электрических фонариков и многих других гаджетов. При его создании за основу берется конструкция стационарного промышленного ветрогенератора и адаптируется к применению в походных условиях.

Основы функционирования устройства

Ветрогенераторы любых моделей и конструкций, вне зависимости от габаритов и назначения, работают на основании следующих принципов:

• наличие постоянного ветра;
• поворачивание флюгера согласно направлению ветра;
• преобразование вращения лопастей под действием силы ветра в движение генератора;
• вырабатывание электрического тока вследствие вращения генератора.

Инструментарий и детали для изготовления ветрогенератора

Переносной ветряк изготавливается с помощью обычных инструментов, чаще всего нет необходимости в использовании специализированного оборудования. Для его создания потребуются:

• пила (ножовка);
• дрель с набором сверл;
• рулетка;
• разводной ключ;
• транспортир;
• несколько видов наждачной бумаги.

Непосредственно для конструкции ветрогенератора потребуются следующие детали:

• металлический лист 250х350 мм;
• труба квадратного сечения (сечение 20-25 мм, длина 1 м);
• алюминиевый шкив;
• ПВХ-труба 8”x4”;
• стойка;
• генератор;
• набор болтов, гаек и шайб;
• саморезы для металла;
• набор диодов, конденсаторов;
• микросхема KIA 7805 A.

Данные детали без труда можно найти в строительных магазинах, магазинах радиодеталей.

Генератор

В качестве генератора может использоваться шаговый двигатель ИЗОТ СДХ 1,8/40 с напряжением 12 В, силой тока 1,8 А и частотой вращения 400 об/мин.

Пульт управления и зарядки

Пульт управления и зарядки аккумуляторов изготавливается из платы на основе фольгированного текстолита (70х30 мм) со следующими элементами:

• Диодный мост, преобразовывающий переменный ток в постоянный.
• Конденсаторная батарея (2х2200 мкФ), представляющая собой сглаживающий фильтр и емкость для частичного накопления энергии.
• Микросхема KIA 7805 A, подключаемая в соответствии с типичной схемой, для регулирования и стабилизации напряжения 5 В 1,5 А.
• USB-порт для присоединения мобильных устройств через USB-кабель.

Лопасти (крыльчатка)

Одна из важнейших составляющих походного ветряка – лопасти. Зачастую они бывают деревянными или композитными, но также могут изготовляться из водопроводной ПВХ-трубы, ничем не уступая более популярным моделям.

Скорость вращения лопастей напрямую зависит от их длины (чем больше длина, тем меньше скорость вращения). На концах лопастей скорость вращения выше, чем у основания, вследствие чего нужно рассчитывать соотношение скорости вращения лопастей к скорости ветра. Высота, на которой располагается ветрогенератор, влияет на его мощность, так как на возвышенностях ветер сильнее.

Процесс изготовления лопастей достаточно прост. Необходимо разрезать трубу из ПВХ на 3 секции (2 секции – 150 ⁰, 1 секция – 60 ⁰). По красным линиям делаются разрезы. Из сегмента трубы 150 ⁰ получаются широкие лопасти, которые вращаются даже при минимальном ветре с небольшой скоростью. Опытным путем подбирается необходимый угол и ширина лопастей. При необходимости они подрезаются, делаются более узкими.

У готовых лопастей скругляются края для улучшения их аэродинамических свойств.

Изготовление винтовой ступицы – хаба (узла крепежа лопастей)

Есть несколько вариантов изготовления конструкции ступицы. Проще всего ее сделать из диска пилы. С помощью электродрели просверливается 3 пары отверстий под углом в 120 ⁰. Расстояние между каждым из отверстий пары составляет 1 дюйм.

После просверливания отверстий в ступице к ней прикручиваются лопасти. Рекомендуется установить граверную шайбу или гайку с уплотнителем для предотвращения случайного раскручивания конструкции.

Изготовление флюгера и поворотного шарнира

Далее нужно подготовить поворачиваемую платформу для установки на нее ветрогенератора. Понадобятся труба квадратного сечения, стойка и металлический лист небольших размеров.

Сначала из листа вырезается хвостовая часть генератора – флюгер. Его определенная форма не является обязательным условием, в основном выполняет эстетическую функцию.

Затем в задней части трубы делается пропил в диапазоне 200-250 мм (проще всего использовать для этого болгарку). В полученную прорезь вставляется флюгер. Труба и лист скрепляются болтами через предварительно просверленные отверстия.

Для того, чтобы защитить ветрогенератор при неблагоприятных метеорологических условиях, нужен специальный чехол. Можно использовать короб, обтянутый карбоновой пленкой.

Мачта

Для удобного расположения ветряка на местности нужна специальная мачта или стойка. Для ее изготовления потребуются трубы и фурнитура. С помощью креплений ветрогенератор устанавливается в горизонтальном положении, в котором может выполнять свои основные функции.

Таким образом, отправившись в поход с переносным ветрогенератором, можно не беспокоиться о том, на какое время хватит заряда аккумуляторов. Вся необходимая техника будет под рукой и в любой момент будет возможность ею воспользоваться.

• Для чего вам нужен ветрогенератор?
• Ветер как источник энергии
• Самодельный ветрогенератор из асинхронного двигателя
• Ветрогенератор Онипко своими руками: под грифом «совершенно секретно»

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Источник

Портативный Ветрогенератор своими руками

Данное весьма полезное приспособление сможет быть полезным вам в походе, на охоте или рыбалке. Оно позволяет пополнить заряд батареи на вашем мобильном телефоне телефон, плеере или фонарике. Так же данная модель ветрогенератора достаточна легка и компактна, что делает ее чрезвычайно мобильной и незаменимой в путешествиях.

Набор материалов, полезных для разработки нашего портативного ветрогенератора:
1) Шаговый двигатель( автор использовал из старого сканера)
2) Выпрямляющие диоды (понадобилось 8 диодов 1N4007 для реализации задумки)
3) Конденсатор 1000 мкФ
4) LM7805 (это стабилизатор, он же регулятор напряжения)
5) Обыкновенная труба на основе ПВХ
6) Некоторое количество пластиковых деталей (более подробное описание будет в процессе создания ветрогенератора)
7) Так же будут необходимы пластины из алюминия или другого метала (желательно полегче весом).

Собственно начнем с шагового двигателя. Автор достал такой из обычного старого сканера, который уже отслужил свое и в принципе был ему не нужен. Собственно его вы и можете лицезреть на фотографии, которая предоставлена ниже. Вот он — четырехфазный шаговый двигатель.

Кстати подобный агрегат можно получить не только из старого сканера, но так же и из дисковода магнитных дисков например. Так что, если у вас завалялся ненужный дисковод, искать сканер не обязательно.

Собственно получив необходимые компоненты из списка материалов указанного в статье, вы смело можете приступать к полномасштабной сборке выпрямителя. Как уже было сказано нам потребуется восемь диодов, то есть по две штуки на каждый шаг двигателя.

Источник

ПОХОДНАЯ ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ

Автолюбители-путешественники, выезжающие на природу с прицепами-кемперами или жилыми модулями, установленными в кузов полноприводного пикапа (мы не раз рассказывали подробно о таких конструкциях, сделанных самодельщиками – см., например, «М-К» № 1-2018 и № 5-2019), очень скоро с сожалением начинают понимать, что забыть о бензиновом перегаре даже в райском уголке им вряд ли удастся. Дело в том, что мы стали настолько зависимы от электричества, что не можем обойтись без него даже в самом глухом «таежном тупике». Нам ежедневно требуется подзаряжать аккумуляторы телефонов и планшетов, фотокамер и квадрокоптеров (куда ж сегодня без них!). Нужно смотреть телевизор или портативный видеопроектор на стоянке, слушать музыкальный центр, серфить по Интернету и готовить пищу в электромультиварке или в портативной «микроволновке». А еще хранить продукты в холодильнике, пользоваться душем «не из бутылки» и электрическим чайником, – зачем отказываться от благ цивилизации? Но все они требуют источника электрической энергии.

Простейшие мобильные варианты обеспечения электричеством в походных условиях: использование автономного бензогенератора или преобразователя 12/220 В (они бывают самой разной мощности), подключенного к АКБ автомобиля. Но и тот, и другой требуют дополнительного топлива, что в режиме удаленного от сервисных инфраструктур маршрута бывает организовать крайне сложно. Нужны дополнительные канистры с бензином или ДТ, место в машине для их перевозки, да и сама возможность такой перевозки, не превращаясь в «танкер на колесах». А с инвертором всегда существует риск, забыв отключить от него потребителей, проснуться однажды поутру с «пустым» аккумулятором или сухим баком и, соответственно, обездвиженным автомобилем. Да и разве это отдых, если весь вечер на стоянке тарахтит ДВС, выделяя отработавшие газы и шумовые децибелы, – о каком единении с природой может идти речь в таких условиях! Не случайно поэтому большинство современных путешественников смотрит в сторону альтернативной энергетики. Использования, например, солнечной энергии. Солнце освещает, согревает нас и дает нам электричество. Практически без затрат с нашей стороны (если не считать первоначальные вложения в дополнительное оборудование), без шума и вредных выбросов, – это очень удобно! Однако стоит светилу скрыться за горизонтом, как сразу приходится переключаться на резервы, запасенные ранее. А если непогода, весь день тучи, например? Или, того хуже, дождь идет целую неделю и «подпитаться от космоса» не удается? Ведь, согласитесь, это вполне обычная ситуация в путешествии. А как быть зимой, когда световой день исчисляется в лучшем случае несколькими часами? В сумерках же все эти солнечные панели становятся похожими на «чемодан без ручки», который и нести неудобно, и выбросить жалко…

Впрочем, есть еще одна стихия. Ее давным-давно приручили мореплаватели и воздухоплаватели, а сегодня она во многих регионах земного шара вполне реально и с большой пользой эксплуатируется в промышленных масштабах. Это ветер. Тот самый, о котором еще Пушкин писал: «Ветер, ветер! Ты могуч…».

Возможно, именно эти строки и сподвигли читателя нашего журнала Владимира Куклина к созданию походной портативной ветровой электростанции. Часто путешествуя с семьей на автомобиле по побережью Азовского моря, он неоднократно оказывался перед выбором: либо комфортный отдых, либо строжайшая экономия топлива и электроэнергии на борту автомобиля, чтобы уехать с места ночевки, не прибегая к помощи спасателей. С изготовлением же ветряка все эти страхи остались в прошлом, а в лагере появилось освещение, телевизор, холодильник и все остальные «33 удовольствия». А случись что в дальней дороге со штатным аккумулятором машины – всегда есть резервная возможность зарядить его энергией ветра. Кстати, не окажется лишней такая установка в качестве аварийной и на дачном участке в местах, где бывают перебои в работе электросети.

Походная ветроэлектростанция: 1 – рама; 2 – генератор; 3 – пластина; 4 – вал; 5 – спица; 6 – лопасть; 7 – стабилизатор; 8 – мачта; 9 – растяжки; 10,11 – звездочки цепной передачи

В качестве генератора ветроэлектростанции используется электродвигатель постоянного тока (U = 48 В, I = 15 А, п = 1200 об/мин). Ротор вращается с частотой менее 500 об/мин, причем по мере усиления ветра частота его вращения не возрастает, а увеличивается лишь ток заряда.

Привод генератора – с применением цепной передачи. Для этого на валу генератора устанавливлена звездочка Z = 10, а на валу ветряка звездочка Z = 48. Вместе с подшипниковым узлом каретки и частью рамы эти детали были приобретены в магазине мотовелотоваров. Чтобы превратить велораму в основание электростанции, ее пришлось распилить, придать нужную форму, а потом стыки заварить. Генератор крепится к раме болтами М8.

А вот велосипедную цепь для привода генератора лучше не использовать, а взять роликовую цепь с шагом 12,7 мм от скутера или другой легкой мототехники: ее прочность и надежность гораздо выше. Перед установкой цепь рекомендуется в течение нескольких минут проварить в моторном масле, а затем, дав маслу стечь, насухо вытереть ветошью.

Для каретки необходим новый, более длинный вал, который можно выточить на токарном станке. При сборке кареточного узла нужно заложить в подшипники консистентную смазку типа «Литол» или ЦИАТИМ. Затем на вал навинчивается до упора гайка М16, надевается фланец и зажимается другой гайкой. К фланцу восемью болтами М6 крепится диск таким образом, чтобы выступ фланца диаметром 40 мм вошел в отверстие диска.

Фланец изготавливается следующим образом. На токарном станке из стали вытачивается диск. Затем от торцевого ключа «на 24» со стороны держателя по высоте до 20 мм отрезается головка. Обе эти детали совмещаются друг с другом соосно и привариваются. Если ветродвигатель планируется двухлопастным, то диск и фланец можно заменить стальной пластиной.

Лопасти ветродвигателя можно сделать из листового дюралюминия толщиной 2 мм. После обрезки по контуру лопасти профилируются: им придается форма цилиндрического сегмента радиусом около 400 мм. Обратите внимание, что линия центров радиусов не совпадает с продольной осью лопасти, а проходит так, как показано на чертеже. Чтобы придать лопасти необходимую кривизну, нужно положить ее на стальную трубу диаметром около 800 мм, совместив штриховую линию (см. чертеж) с продольной осью трубы, и обогнуть заготовку по трубе.

Готовая лопасть крепится шестью шурупами к деревянной спице из струганого бруска размером 36x55x500 мм. Каждая спица, в свою очередь, двумя болтами М8 монтируется на диске или пластине.

Рама ветрогенератора Принципиальная схема пульта контроля зарядки аккумулятора Фланец: 1 – диск; 2 – стакан (головка торцевого ключа «на 24») Стабилизатор: 1 – киль (пластина дюралюминиевая толщиной 1-1,5 мм); 2 – балка (дюралюминиевый уголок 25×25 мм, длина 1500 мм, 2 шт.)

Если преобладающая скорость ветра в местности, где вы планируете пользоваться ветровой станцией, составляет не более 5-8 м/с, то имеет смысл установить на ней шестилопастное ветроколесо. При более сильных ветрах достаточно двух лопастей. Впрочем, даже при небольшом равномерном ветре двухлопастное колесо обеспечивает ток 4 – 6 А при напряжении 14 В.

К нижней части рамы приварен штырь – кусок трубы длиной 120 -150 мм, который с небольшим зазором входит в трубчатую мачту. Перед монтажом его необходимо смазать и надеть на него латунную шайбу, на которой весь узел будет легко вращаться в горизонтальной плоскости и при помощи съемного стабилизатора самоориентироваться против ветра.

Мачта длиной 3 – 3,5 м изготовлена из водопроводной трубы диаметром около 40 мм. К нижней части с торца приварена опора площадью 2-3 дм 2 . А к ней, в свою очередь, приварен штырь диаметром 12-15 мм и длиной 150 мм. При установке мачты штырь просто втыкается в землю. На расстоянии 1 м от верхнего конца мачты приварены четыре гайки М10 – это ушки для крепления растяжек. В качестве последних лучше всего использовать стальной трос диаметром 1,5 – 2 мм – в отличие от капроновых шнуров и веревок он не тянется. Болтами с гайками оттяжки крепятся к колышкам – стальным «уголкам» 30×30 мм.

Мачта походной ветростанции – составная, из двух частей – так ее удобнее перевозить в багажнике легкового автомобиля. В случае же стационарной установки ветряка на дачном участке ее можно изготовить и из других материалов, и более длинную. Да и смонтировать чуть по-другому, вкопав и забетонировав шпор мачты, на который будет насаживаться ее нижнее колено. Так будет надежнее, поскольку вращающийся пропеллер – это потенциальный источник опасности. Сорвавшись с места при недостаточной прочности мачты или ее установки, он способен принести много бед – не забывайте об этом!

Теперь несколько слов о пульте контроля и зарядки аккумулятора. В него входят амперметр и вольтметр постоянного тока. Они могут быть любого типа, но для мобильной версии ветряка лучше подобрать приборы небольших размеров. Амперметр на максимальный ток 20 – 30 А, вольтметр – на 15 – 30 В из расчета того, что бортовая сеть автомобиля 12 В. Развязывающий диод – любого типа на ток 20 А. В качестве реостата можно использовать проволочное сопротивление ППБ-50Г на 5 – 10 Ом мощностью 50 Вт с доработкой: с левого края нужно снять несколько витков провода, чтобы в рабочем положении цепь разрывалась. Подойдет и любой другой резистор, выдерживающий ток 20 А в течение нескольких секунд. Если аккумулятор заряжен полностью и напряжение на нем достигло 14 – 14,5 В, то «закорачиваем» генератор этим резистором на три секунды, тем самым останавливая его, ток при этом в 3 – 4 раза меньше рабочего. Затем одна из лопастей ветряка фиксируется (привязывается) к мачте. Но резко «закорачивать» генератор нельзя, так как может произойти поломка механизма. И ни в коем случае даже при среднем ветре не допускается останавливать ветроколесо вручную – это очень опасно!

Также следует иметь в виду, что уменьшать с помощью «тормозного» резистора ток заряда не стоит, так как он выйдет из строя (попросту выгорит) через несколько десятков секунд. Лучше сделать это с помощью подключения одной или нескольких ламп. Токоведующий провод – любой мягкий кабель (лучше обрезиненный) сечением 3-4 мм 2 , пропущенный внутри трубы мачты.

Источник