Ветрогенератор с двигателем от шуруповерта

Создание ветрогенератора из шуруповерта своими руками: инструкция по сборке ротора

Обновлено: 5 января 2021

Ветряк своими руками

Наряду с мощными ветрогенераторами, предназначенными для выработки энергии в промышленных масштабах и способных обеспечивать целые районы, существуют небольшие установки. Они используются для электроснабжения отдельных домов, усадеб или групп потребителей. Ценность таких устройств состоит в создании автономно существующего дома, не зависящего от ресурсоснабжающих компаний.

Кроме того, существуют регионы, где нет возможности подключения к сети и приходится выходить из положения на месте, используя различные электростанции, чаще всего дизельные или бензиновые. Они требуют наличия топлива, запчастей и прочих расходников, что делает себестоимость энергии довольно высокой.

Использование частных ветрогенераторов также обходится в солидные суммы. Цены на оборудование весьма высоки, что резко снижает возможность приобретения собственной установки у сельских жителей. Решением вопроса становится самостоятельное изготовление ветряка, обходящееся намного дешевле. Созданные из подручных материалов без особых затрат, ветряки зачастую имеют лучшие характеристики, чем устройства, приобретенные за немалые деньги.

Перед монтажом собственного ветрогенератора рекомендуется собрать мини-ветрогенератор, чтобы получить некоторые навыки и практический опыт запуска установки. Ветряк не будет ценным устройством в плане обеспечения энергией, так же как и ветряк из компьютерного кулера, но сможет проиллюстрировать массу важных моментов. Кроме того, создание такой модели совместно с детьми поможет развить у них любовь к техническому творчеству и ветроэнергетике.

Ветрогенератор из шуруповерта

Старый шуруповерт с вышедшей из строя батареей может стать превосходным сырьем для изготовления ветрогенератора. Большой энергетической ценности такое устройство не представляет, но как наглядное пособие или действующая модель вполне сгодится. Наиболее ценным является то обстоятельство, что конструкция шуруповерта имеет все необходимые элементы для создания основного узла ветряка, дополнительных деталей надо немного и они вполне доступны. Рассмотрим порядок сборки поэтапно:

Подготовительные работы

Перед началом сборки понадобится приготовить нужные инструменты. Пригодятся:

• набор отверток
• пассатижи
• паяльник с припоем
• ножницы
• электродрель
• крепежные детали (болты с гайками, стремянки и т.п.)

В процессе изготовления ветряка могут понадобиться и другие инструменты или приспособления, так как создание установки — процесс творческий, мастера могут посетить различные идеи, требующие соответствующего технического сопровождения.

Из разобранного шуруповерта извлекается электродвигатель и патрон вместе с осью и шестеренкой. Они являются основными частями ветрогенератора, практически не нуждаются в конструктивных изменениях. Единственная операция, необходимая на данном этапе, состоит из просверливания нескольких (обычно четырех) отверстий в шестеренке. Они впоследствии послужат гнездами для болтов, фиксирующих хаб с лопастями.

Сборка ротора

Процесс сборки прост. В патрон зажимается ось двигателя, а на шестеренку устанавливается хаб с лопастями. В этом отношении изготовление ветряка из шуруповерта представляет собой весьма простую операцию. Несколько сложнее выглядит монтаж на опорную конструкцию. Для этого проще всего использовать неширокую доску. На ее конец устанавливается двигатель при помощи хомута или стремянки.

Этот вариант самый простой, но имеет существенный недостаток — вся установка зафиксирована в одной точке, что вскорости вызовет расшатывание конструкции. Решить вопрос можно, установив второе крепление между патроном и шестеренкой, несущей крыльчатку. Две точки крепления позволят создать надежную конструкцию, не боящуюся нагрузок.

Изготовление лопастей

Для изготовления лопастей понадобится легкий и достаточно прочный материал. Обычно используют полосы листового алюминия или отрезки канализационных полипропиленовых труб. Алюминиевые лопасти нуждаются в придании соответствующей формы и обеспечения абсолютного совпадения всех размеров, что непросто. Лопасти из труб имеют правильную с точки зрения аэродинамики конфигурацию, но потрудиться над ними придется немало. При этом, обеспечить одинаковую форму проще именно при использовании трубы.

Отрезок трубы разрезается в продольном направлении на четыре одинаковые части. С одной стороны куска сверлятся отверстия под болты, вторая сторона обрезается по форме лопасти. Такая операция проделывается со всеми заготовками.

Хаб представляет собой обычный кусок листового металла круглой формы. На нем сверлятся отверстия для крепления к шестеренке патрона и для установки лопастей. Необходимо соблюдать соосность и правильную центровку детали, чтобы при вращении не было биений.

Установка и запуск ветряка

Собранный ветряк устанавливается на высокую мачту. Размеры произвольные, поскольку поднять установку слишком высоко все равно не получится. Главным условием является подъем не менее 3 м над землей (если возможно, лучше повыше). Для самостоятельного наведения на ветер понадобится создать хвостовой стабилизатор, который будет ориентировать устройство на поток. Хвост представляет собой пластинку из любого листового материала, установленную по оси вращения на опорную планку.

Готовое изделие устанавливается на возвышении и испытывается на работоспособность. Ветряк готов, можно производить эксперименты и опыты.

Источник

Ветрогенератор из шуруповёрта своими руками

Безудержный рост цен на электроэнергию от традиционных поставщиков привел к тому, что все больше потребителей стали задумываться об альтернативных источниках энергии. Люди неоднократно пытались и не без успеха преобразовать силу ветра в механическую, тепловую и в электрическую форму энергии. Поэтому неудивительно, что в наши дни существуют мощные ветрогенераторные установки, способные вырабатывать электроэнергию в промышленных масштабах. Проблема в том, что современное оборудование такого типа стоит очень дорого и окупается крайне медленно. Поэтому подавляющее большинство домовладельцев, особенно из сельской или труднодоступной местности, если и решаются на альтернативный переход снабжения электроэнергией, то пытаются самостоятельно изготовить ветрогенератор. Пользы от мини-ветрогенератора, собранного на основе обычного шуруповерта, будет немного (максимум – дополнительное освещение участка), но зато его конструкция практически ничем не отличается от современных ветрогенераторных установок.

Необходимые материалы и инструменты

Попробовать собрать такой мини-ветрогенератор может каждый мастер, который не хочет выбрасывать старый шуруповерт с вышедшим из строя аккумулятором. Кроме того, начинающему конструктору потребуется:

• обрезок трубы не менее 3 метров для мачты;
• пара кусков доски, фанеры или пластика под основание и для хвостового оперения;
• жестяная банка из-под кофе для корпуса;
• стальная пластина под основу крыльчатки;
• отрезок напорной канализационной пропиленовой трубы для лопастей;
• крепежные элементы (шайбы, гайки, болты, хомуты, стремянки и т.д.).

Набор инструментов потребуется самый простой: электродрель, набор отверток, паяльник с припоем и флюсом, пассатижи, ножницы, ножовка или электролобзик, шлифмашинка и изолента.

Как сделать своими руками

Сборка мини-ветрогенератора в нашем случае начинается с разборки шуруповерта, из которого нужно достать электродвигатель и патрон с осью и шестеренкой.

Дальше работаем по следующей схеме:

Просверливаем от трех до четырех (в зависимости от количества лопастей) отверстий в шестеренке.

«Намертво» зажимаем в патроне вал двигателя.

Устанавливаем и закрепляем собранную конструкцию на один конец неширокой доски, которая должна свободно помещаться в банку из-под кофе. Электродвигатель при этом крепится при помощи подходящего хомута или стремянки, а вторую опору в виде самодельного подшипника из распиленной пополам металлической трубки подходящего диаметра и крепежных элементов нужно установить между патроном и шестеренкой. Можно конечно обойтись и без второго крепления, но самоделка в этом случае будет очень неустойчивой и быстро развалится.

Распиливаем канализационную трубу в продольном направлении на три или четыре одинаковые части, чтобы изготовить лопасти. Дальнейшая обработка будущих лопастей сводится к сверлению отверстий под болты с одной стороны и обрезке по особой форме (ищите в интернете) с другой стороны. Завершаем эту работу обработкой краев и углов каждой лопасти, которые нужно сгладить при помощи шлифмашинки.

Выпиливаем из стальной пластины диаметром от 3 до 5 миллиметров небольшой круг, который будет основанием для крыльчатки. Просверливаем в полученной детали три отверстия для закрепления ее на шестеренке и еще по два отверстия для крепления каждой из 3-4 лопастей.

Собираем крыльчатку и закрепляем ее на шестеренке при помощи болтов с гайками. Проводим тонкую центровку, чтобы снизить биение до минимального уровня, и переходим к следующему этапу сборки;

Защищаем электродвигатель кожухом из жестяной банки из-под кофе, которую надеваем на основание, фиксируем саморезами и изолируем оба конца при помощи изоленты.

Выпиливаем хвостовое оперение и при помощи саморезов закрепляем его на другом краю доски, где предварительно нужно сделать аккуратный пропил.

Проводим центровку всей конструкции для того, чтобы найти место под отверстие для мачты.

Просверливаем отверстие в доске-основании и закрепляем мачту таким образом, чтобы собранная конструкция могла свободно вращаться.

Устанавливаем собранный мини-ветрогенератор в подходящем месте и переходим к испытаниям.

В заключение хотелось бы особо отметить, что ожидать особых чудес от такой ветрогенераторной установки не стоит, так как ее мощности будет достаточно только для создания дополнительной диодной подсветки земельного участка или подзарядки аккумулятора мобильного телефона. При этом специалисты не рекомендуют пробовать второй вариант, так как при сильном порыве ветра девайс может попросту сломаться из-за резкого скачка напряжения. Однако в целом это вполне работоспособный ветрогенератор, который поможет начинающему конструктору собрать более мощную установку или познакомить своих детей с основами ветроэнергетики.

Источник

Как сделать простой ветрогенератор из шуруповерта

Дата публикации: 2 августа 2019

Как добыть бесценную электроэнергию буквально из воздуха? Очень просто, для этого нужен только старый шуруповерт (можно сломанный) и всякий хлам из мастерской.

Это будет максимально простая модель ветрогенератора. Никаких специальных навыков или знаний не потребуется. Самая сложная часть – просверлить дырки в шестерне. Но об этом чуть позже, а сейчас немного теории, чтобы четко понимать, как все работает.

Принцип работы

Суть в том, чтобы преобразовать механическую энергию в электрическую.

Поток ветра вращает лопасти ветрогенератора. Лопасти вращают ротор, то есть двигатель шуруповерта. Ротор генерирует электричество. Вот, собственно, и все.

Расчеты

Отправная формула: P=0.6⋅S⋅V³

Работающая формула: P=(0.6⋅S⋅V³⋅0.4⋅0.8-20%)/2

S – площадь ометания или круга лопастей. Высчитывается по отдельной формуле: S=πr² (r – радиус, π – число Пи, 3.14)

V – скорость ветра. Измеряется специальным прибором – анемометром. .Его тоже можно собрать своими руками.

Отправная формула показывает мощность ветреного потока. Однако даже заводской ветрогенератор не может всю эту мощность преобразовать в электроэнергию. Самодельный ветрогенератор из шуруповерта, собранный своими руками, совсем далек от этого значения.

Куда девается энергия?

Лопасти, выпиленные в гараже на глазок, могут принять только 40% от мощности ветряного потока.

Эти 40% поступают в генератор. Но он может обработать только 80% от них. Цифра зависит от КПД конкретно вашего двигателя.

Еще примерно 20% потеряются на проводке и аккумуляторе.

А уже финальную цифру нужно поделить еще на 2. Только так получится пессимистичный, но приближенный к показателям вольтметра ответ.

На примере это выглядит так.

1. Лопасть 97 см. От конца лопасти до центра винта 3 см. Значит, площадь ометания высчитывается как – 3.14 ⋅1²=3.14 м².
2. Скорость ветра, скажем, 10 м/с.
3. Отправная мощность – 0.6⋅3.14⋅10³=1884 Вт.
4. От этой цифры оставляем только 40%, которые захватит винт – 1884⋅0.4=753.6 Вт.
5. А от этой оставляем только 80%, которые усвоит двигатель – 753.6⋅0,8=602.88 Вт.
6. От сюда еще минус 20% – 602.88-120.576=482.304 Вт.
7. И финальные сокращения – 482.304/2=241.152.
8. Итого: 0.6⋅3.14⋅10³⋅0.4⋅0,8-20%=482/2=241.

Так получается честная цифра, на которую вы можете рассчитывать.

Конечно, можно идеально рассчитать угол лопастей, провести проводку как надо, припаять контроллер и компенсировать потери. Но это статья о том, как без заморочек собрать ветрогенератор своими руками из двигателя шуруповерта. Чтобы почувствовать свою власть над природой и понять, как это в принципе работает.

Если хотите смастерить более мощный ветрогенератор, тогда лучше забыть о шуруповерте и найти двигатель помощнее. Ну а пока, работаем с тем, что имеем.

План работы

Подготовка

Гвоздь программы – шуруповерт. Нам понадобится зажимной патрон и двигатель от шуроповерта. Остальные части пока не нужны.

Выпиливаем лопасти из ПВХ труб или чего-нибудь еще. Подойдут: алюминиевый лист, плотная пластмасса или пластиковые бочки. Главное, чтобы лопасти были прочными и легкими. В длину около метра. Если есть желание, можно покорпеть над формой. Скопируйте пропорции с заводского ветрогенератора. Тогда лопасти будут поглощать больше воздуха и вертеться даже без сильного ветра. Но вообще-то можно сделать и на глазок, лишь бы крутились.

Выпиливаем пластину для их крепления. Пластина должна выйти прочной. Материал: стальной лист, диск от фрезы или кусок дерева. Она сильно влияет на сбалансированность, поэтому делайте впритык. Должно быть место для надежного крепления лопастей, но ничего сверх этого.

Сверлим отверстия в пластине и шестерне. Количество отверстий определяйте сами. Как минимум два отверстия под каждую лопасть на краю пластины и три в центре, столько же в шестерне.

Делаем корпус по диаметру подшипников для места сцепления. Бутылочные крышки, баночки, трубки, да все что угодно. Корпус необязателен, он нужен только для защиты ротора от пыли.

Сборка

Намертво зажимаем вал двигателя в зажимной патрон и проверяем, чтобы ось двигателя крутилась.

Крепим лопасти к пластине, а пластину к шестерне, желательно болтами. Если делали форму по чертежам, тогда побольше внимание уделяйте месту крепления. Это сильно влияет на баланс винта и может свести все усилия, потраченные на правильную форму, к нулю.

Чтобы вся конструкция выглядела более цельной, можно притянуть ее зажимами к деревянному бруску.

В принципе все готово. Перед нами ветрогенератор из шуруповерта. Осталось его установить и подключить.

Установка

Сильнее дует ветер – больше вырабатывается энергии, а ветер дует на высоте. Поэтому чем выше, тем лучше. Уже на высоте 5 метров порывы ветра будут достаточными, но если у вас завалялась десятиметровая матча было бы просто прекрасно. Из возможных вариантов: голое дерево, крыша домика или ПВХ труба, вогнанная в землю.

Подключение к электроприборам

От обмотки двигателя уже отходят два проводка: плюс и минус. Что-нибудь простое, например, лампочку можно подключить к ним напрямую. Главное – соблюдать полярность.

Для более сложной техники мощность должна быть постоянной. Чтобы сгладить перепады, нужен аккумулятор и контроллер. Они уже есть в шуруповерте, поэтому просто восстанавливаем родную цепь. От двигателя длинные провода идут к контроллеру, а контроллер соединяется с аккумулятором. А уже от аккумулятора можно подключать к технике.

Как использовать такой ветрогенератор

Для зарядки телефона или планшета. Хотя затея опасная, перепады мощности могут сломать зарядное устройство или сжечь телефон.

Для работы светодиодного освещения. Хватит на 15 таких лампочек.

Для гирлянд. У всех шторм, а у вас праздник.

И других мелочей: фонариков, лампочек, вывесок, вентиляторов…

Стоит делать или нет?

Теперь вы умеете собирать простенький ветрогенератор из шуруповерта своими руками. В штормовую погоду он выдаст 200-240 Вт. С экономической точки зрения такой ветряк оправдает себя, только если все запчасти достались даром или валялись в гараже никому ненужные.

Но все мы понимаем, что дело тут не в деньгах, а в том, чтобы создать нечто самому. Добыть энергию из ничего при помощи старого хлама. Это ли не чудо.

Вероятно, после этого захочется собрать агрегат посерьезнее, который обеспечит светом весь дом. Это сложнее, но базовый принцип вам уже известен, так что дерзайте.

• Выбираем ветрогенератор
• Ветровая энергетика дешевле, чем атомная
• Как сделать горизонтальный ветряк своими руками: рекомендации экспертов
• Что такое ротор Дарье и как сделать его своими руками

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Источник