Как сделать ветрогенератор и генератор с чего начать

В статье о том как можно сделать ветрогенератор, в общем о изготовлении и частых ошибках и заблуждениях. Ниже на фото пара ветряков изготовленных мной, я тогда тоже думал что все просто. > Сделать ветрогенератор вроде и просто, но в тоже время для того чтобы построить такое устройство нужны хотя бы минимальные знания по генераторам, лопастям, и других немаловажных деталям ветроустановки. Если вы до этого никогда в жизни не сталкивались с подобными устройствами то эта статья для вас. Я сам когда начинал то всему учился методом проб и ошибок, а информацию черпал из интернета. Я конечно далеко не знаток в этом деле, но собрав три ветрогенератора я постиг азы так сказать, которыми хочу поделиться с вами. > Прежде чем делать самодельный ветрогенератор нужно конечно определиться с чего начать и какой мощности в итоге нужен генератор для вашего ветряка. Когда ищешь в интернете по запросу ветрогенератор своими руками, то обычно первыми всплывают так называемые аксиальные или дисковые генераторы, которые подкупают своей простотой и легко повторяемые в домашних условиях. Если нужен ветрогенератор мощностью до 500 ватт, то аксиальный генератор хороший выбор, ну а более мощные дисковые генераторы делать можно, но это дорого, так-как понадобятся килограммы магнитов. Да в таких генераторах магнитов приходится использовать по массе в 4 раза больше чем в классических со статором из электротехнической стали, но цены на магниты сейчас приемлемые, поэтому в принципе можно. Плюсом аксиальных генераторов является отсутствие магнитного залипания, поэтому такие генераторы хорошо стартуют на малом ветру.

Так-же часто генераторы делают из автомобильных генераторов и асинхронных двигателей. Ну автогенераторы я пропущу, так-как они переделываются по сути как асинхронные двигатели, но они маленькие, поэтому много энергии с них не получишь, максимум 300 ватт/ч.

Асинхронные двигатели бывают любых размеров и чем больше двигатель, тем мощнее в итоге генератор.

> На самом деле переделать асинхронный двигатель в генератор намного проще чем создавать с нуля аксиальный генератор, так-как здесь уже готовый корпус, и надо всего лишь проточить ротор под магниты и перемотать статор. А так-же в сравнении с аксиальным на лицо экономия магнитов. Так-же если отыскать многополосной асинхронный двигатель, например 12-ти полюсной низко оборотистый с оборотами менее 1000об/м, то его можно и не перематывать, просто переделать ротор под неодимовые магниты.Так-же подойдут и другие асинхронные двигатели с меньшим количеством полюсов, самое главное чтобы обороты были как можно меньше, хотя-бы менее 1500об/м, тогда их можно не перематывать. Конкретно как все это делается смотрите на страницах этого сайта, здесь есть все что нужно и информация постоянно пополняется. > Кроме асинхронных двигателей, автогенераторов и дисковых генераторов так-же часто применяют в качестве генератора низковольтные двигатели постоянного тока. Это двигатели от беговых дорожек, низковольтные приводы и т.д., но их трудно найти на мой взгляд. Плюс в том что генератор уже готовый, правда как правило они все высоко-оборотистые и к ним приходится приделывать мультипликатор чтобы поднять обороты, а это усложняет конструкцию, снижает надежность и КПД ветроустановки.

Если вас волнует цена магнитов, то лучше переделывать асинхронный двигатель, ну а залипание не так страшно, обычно чтобы его снизить магниты клеют со скосом зуб+паз и это как правило помогает. Ну а если вы хотите не залипающий генератор, который будет стартовать от любого ветерка, то лучше делать дисковый генератор с беселезным статором.

Для дачи например в большинстве случаев хватает 300ватт/ч ветрогенератора. Это конечно пиковая мощность ветряка, которая достигается при 12 м/с, а реальная отдача например как у меня при среднегодовой скорости ветра 2,4м/с в среднем 10-50ватт/ч, это в сутки около 800 ватт/ч, ну а в месяц 20-30Кв/ч. Этого количества энергии конечно на многое не хватит, но по крайней мере как у меня на освещение и телевизор хватает с запасом, а так-же иногда пользуюсь насосом и электроинструментом.

Если же планируется питать к примеру еще холодильник, микроволновку или еще что по мощнее, то тут уже нужен ветрогенератор на несколько киловатт и солидная аккумуляторная батарея чтобы накапливать энергию и потом отдавать потребителям.

Ветрогенератор своими руками – подробное описание как сделать ветряк

В этой статье я хочу расписать в общих чертах как можно сделать ветрогенератор из самых доступных и легко находимых материалов. Сам я имею опыт изготовления и успешного использования небольших ветрогенераторов на даче, как раз изготовленных из автомобильных генераторов, поэтому хочу рассказать что и как делается. Конечно большую мощность с такого ветрогенератора ожидать не стоит, так как он маленький и легкий, но 2-2,5ампер на ветру 5м/с это реальность, и 10ампер при ветре 10м/с. Если вас устраивает мощность такого ветрячка 10А*14V=140Watt, то идем дальше. Кстати на 24 вольта максимум с ветрогенератора видел 370ватт, поэтому можно и больше выжать если надо.

>

Генератор

Конечно первым делом понадобится автомобильный генератор и токарь чтобы выточить новый ротор. Ротор генератора нужно выточить новый так как генератор будет переделываться на магниты, по другому с родной катушкой никак. Конечно можно запитать катушку и вклеить пару магнитиков для самовозбуждения генератора, но катушка ротора сама потребляет около 2-3Ампера, поэтому всю энергию она будет кушать и в аккумулятор будет попадать что-то лишь на сильном ветре. В общем на магниты из-за того чтобы избавится от этой катушки и сэкономить 2-3 ампера зарядного тока, который пойдет на зарядку аккумулятора!.

>

У токаря нужно будет по размерам заказать новый ротор. Точится новый ротор под имеющиеся магниты, магниты отлично подойдут размерами 20*10*5мм, больше и мощнее не надо. Токарю нужно принести старый ротор и оба подшипника, передний и задний, и сказать что мол так и так под магниты делаю и диаметр ротора должен быть такой то.

Диаметр нужно определить из толщины магнитов, скажем у вас генератор от классики и его диаметр 89мм, а магниты толщиной 5мм, тогда 89-5-5-1,5-1,5=76мм, на зазор нужно оставить примерно 1,5мм, меньше не надо, так как уголки магнитов не плотно прилегают к ротору и будут немного торчать.

Магниты

Ширина статоров автомобильных генераторов обычно составляет 25мм, поэтому магниты длинной 20-30мм отлично подходят. А вот количество зубов на статоре может быть разным, от грузовых машин и тракторов обычно генераторы на 18 зубов, а на статорах генераторов от легковых обычно 36 зубов. Лучше если будет статор на 36 зубов, так как из моей практики магнитное залипание получается меньше, а следовательно потом винту будет легче стартовать. Количество магнитов для генератора на 36 зубов нужно 24шт (24полюса), а для генератора на 18 зубов, магнитов нужно 12шт(12полюсов), или 24 шт(по два магнита на полюс).

Магниты на роторе располагаются через равные расстояния с чередованием полюсов (SN). Если зубов на статоре 36, то на роторе должно быть 24 полюса, если к ним поднести магнит, то магнит должен отталкиваться и притягиваться поочередно от каждого полюса. Магниты нужно располагать прямо, без всяких скосов. Магниты ставят под скосом чтобы снизить залипание, но статор короткий и залипание вы не снизите, а вот эффективность магнитов упадет из-за замыкания магнитного поля через кончики полюсов.

Если статор на 18 зубов, то полюса можно составлять из нескольких магнитов, например по два на полюс, тогда два (S) а два (N). Чтобы точно разместить магниты нужно разметить ротор по кругу, а далее магниты обматываются обычным скотчем и внутрь заливается эпоксидная смола. Чтобы было надежнее можно магниты предварительно приклеить и потом сверху обмотать тонкой нитью, и заливать эпоксидной смолой, но я вообще сейчас не заливаю магниты эпоксидкой, обматываю нитками ровненько в один слой и несколько раз обматываю скотчем и все отлично и надежно держится.

Статор

Статор генератора придется перемотать так как лопасти не смогут крутить генератор как двигатель автомобиля под 2000-4000об/м, следовательно генератор будет давать очень низкое напряжение 2-5вольт, которого для зарядки аккумулятора на 12(14)вольт не достаточно. Перемотка только на первый взгляд страшна, а на самом деле все проще. Для перемотки нужно раздобыть более тонкий провод диаметром 0,6-1мм, но не толще и не тоньше, иначе будет не совсем то что нужно. Перемоткой генератора мы добьемся что уже при 200-300об/м генератор будет давать напряжение больше 14вольт, а значит сможет заряжать аккумулятор, а штатная обмотка достигает начала зарядки при примерно 1000об/м, то-есть мы поднимем напряжение генератора в четыре-пять, а то и шесть раз, зависит от толщины провода и количества витков.

Перематывается генератор так, сам генератор изначально имеет трехфазную обмотку, преимущество перед однофазной в том что нет вибраций при вращении ротора под нагрузкой и мощность выше. И мы тоже намотаем новую трехфазную обмотку. Сначала надо удалить старую обмотку, для этого можно бросить статор в костер, обмотка и лак обгорят и все легко удалится, далее можно почистить статор от сажи и промыть (можно и покрасить).

Для перемотки понадобится эмаль-провод диаметром 0,6-1мм и пленкоэлектрокартон. Пленкоэлектрокартон нужен в качестве прокладок между проводом и железом статора чтобы не-было замыкания на железо. Из него нарезаются бумажки и вставляются в пазы между зубами статора, кстати если не найдете, то можно использовать и обычный картон, но когда мотаете каждую катушку проверяйте на замыкание на железо, контакта с железом не должно быть.

Перемотка статора

Намотка начинается с первой фазы, мотается через каждые два зуба, эти зубы остаются для второй и третей фазы. Намотать катушки можно двумя способами. Первый это так называемая всыпная обмотка, когда катушки сначала наматываются на оправке, а потом заправляются в пазы. Второй способ, это намотка прямо на зубы, он предпочтительней, так как укладка провода плотнее виток к витку, витков входит больше, значит и напряжение будет выше. Так же при намотке прямо на зубы уходит провода меньше так как лобовые части катушек не длинные, а меньше провода, меньше сопротивление фазы, больше ток отдаваемый генератором.

Начинаете мотать с любого первого зуба в любую удобную сторону, хоть по часовой стрелке, хоть против. На первый зуб тоже без разницы в каком направлении, главное начинаете накручивать виток к витку от корня к кончику зуба. Когда пройдете ряд до кончика, то обратно второй слой к корню, главное плотненько и ровно. Если статор у вас от классики на 36 зубов, то должно получится на зубе три ряда по 12-13 витков, всего 36-39витков. Если будет чуть больше или меньше, то не страшно, можно мотать не считая витки, прошли ряд от корня до кончика и обратно. Если провод 1мм, то два ряда витков получится.

Намотав первый зуб чтобы катушка не разматывалась на нее можно капнуть супер клеем и приклеить кусочек бумаги там где кончается и выходит провод. Дальше пропустив два зуба так же и в том же направлении мотаем следующую катушку. Если мотаете против часовой стрелки, то и все катушки в фазе так же в одном направлении, это важно. Когда намотаете все катушки одной фазы, то у вас будет на выходе два провода, начало и конец фазы. Когда намотаете три фазы, то на выходе будет шесть проводов, которые потом перед диодным выпрямительным мостом нужно соединить звездой или треугольником. После намотки статор нужно пропитать лаком или эпоксидной смолой чтобы обмотка уже больше не двигалась (можно пропитать краской).

Соединение фаз треугольником дает больше силы тока Амперы, но напряжение ниже, поэтому лучше соединять звездой, она дает больше напряжение, а значит и начало зарядки аккумулятора раньше.

Треугольником соединяется так, начало первой фазы с концом второй, начало второй с концом третье, а начало третьей с концом первой. Три эти соединения и есть выход на диодный мост, а после него уже два провода (+-).

Звездой соединяется так, все концы фаз или начала фаз соединяются вместе (три провода), а три свободных конца на диодный мост. Ниже на картинке изображено соединение звездой и треугольником, U1, U2, U3 это концы на диодный мост.

>

Когда генератор будет готов естественно его нужно покрутить и узнать что он выдает. Это можно сделать например шуруповертом или дрелью. Если при 300об/м генератор после диодного моста выдает 20-30вольт, значит все нормально, если очень мало, то что-то вы сделали не так, но не будем о грустном. Еще желательно измерить сопротивление фаз по отдельности в Омах. Сопротивление будет 2-3 Ома и это нормально, можно даже высчитать какой ток будет идти на зарядку аккумулятора при разных оборотах.

Например у вас при 300об/м 25вольт, тогда 25вольт минус напряжение аккумулятора 14вольт и разделить на сопротивление фазы, 25-14:2=5,5Ампер, но у нас соединение звездой значит разделить 5,5:1,7= 3,2А, значит при 300об/м вы получите 3,2Ампер ток зарядки, но есть потери на диодном мосту и в проводах, поэтому реально будет меньше, около 2-2,5А. Так как напряжение растет в линейной зависимости от оборотов то ток зарядки можно посчитать на любых оборотах. Например при 900об/м будет 75-14:2=30Ампер, но надо учитывать что КПД генератора упадет из за реактивного внутреннего сопротивления и возрастут потери в проводах и пр, и останется примерно половина, а остальное потратится на нагрев катушек генератора и проводов. Провода кстати надо потолще, как минимум 2,5квадрата, а если ветряк очень далеко от аккумулятора, более 20 метров, то провод нужен сечением потолще.

Рама и ось

После того как генератор готов можно придумывать как сделать раму. Сначала нужно сделать поворотную ось, проще ее заказать у токаря. Ось не обязательно делать там с токосъемниками, достаточно сделать простую ось с отверстием для кабеля внутри (полая ось). Я не использую токосьемные кольца со щетками, провод проходит внутри поворотной оси и ничего не перекручивается, поэтому не замарачивайтесь ненужными сложностями.

Раму для крепления генератора, хвоста и поворотной оси придется наверно делать металлическую и понадобится сварка, отрезная машинка (болгарка) и дрель. Ниже вариант изготовления рамы, сделана из подручного металлолома, для крепления генератора приварены две трубки, ну в общем понятно, размеры примерные.

>

Ветроколесо

После рамы остается самое сложное, это винт ветрогенератора. Самое простое из чего его можно сделать это обыкновенные канализационные трубы диаметром 110мм и 160мм, лучше из доступного 160мм. Трубы большего диаметра сложнее найти, поэтому 160мм, кстати трубы только оранжевые, серые не пойдут, они после резки сворачиваются, деформируются.

Лопасти это сложная часть, так как должна быть правильная аэродинамика лопасти, то-есть лопасть нужно рассчитывать чтобы получить нужную быстроходность и КИЭВ. Для расчета винта есть специальная программа в виде таблицы эксель, там можно вводить данные и получить готовые размеры для вырезания лопасти, подробнее здесь – Расчёт лопастей из ПВХ труб.

Там кстати уже есть скриншоты готовых винтов, например Лопасть 3D1500Z5T160 хорошо подойдет если генератор перемотан проводом 0,6-0,8мм. А если проводом 0,9-1,2мм, то Лопасть 3D1500Z6.5T160.

Для новичков эти расчеты могут оказаться сложными, тогда есть еще вариант. Вот здесь – Универсальная лопасть я в программке просчитал универсальные координаты, которые высчитываются самостоятельно исходя из диаметра трубы. В программе эксель я проверил лопасть при разной длинне и на разных диаметра и результаты хоть и разнятся, но примерно одинаковы и средний КИЭВ 0,3. Можно ставить от трех до шести лопастей, изменяется быстроходность, но мощность остается одинаковой. Эта универсальная лопасть опробована мной на ветряке из автомобильного генератора, делал четыре лопасти диаметром 1,3м.

>

Рассчитывается лопасть очень просто, диаметр трубы нужно разделить на пять, к примеру 160мм/5=32мм, Эти 32 миллиметра нам и нужны. Далее отрезаете кусок трубы нужной длинны и чертите линию вдоль. Далее от корня лопасти по линии делаете две отметки, первая на длинне 15%, вторая на длинне 50%.

На картинке обозначены буквы, это размеры от линии до точек. Длиннна лопасти 75мм под винт 1,6м, который хорошо подойдет для переделанного автогенератора.

Точка А, 32*2=64мм, корень лопасти
ТочкаБ, 32*4=128мм, длинна 15%
ТочкаВ, 32*2,5=80мм, длинна 50%
ТочкаГ, 32*2=64мм, кончик лопасти

Точки Д-Е это прямая линия, на которой свелятся отверстия для крепления лопасти, точки Д,Е отмечаются на расстоянии 32, мм, тоесть умножаются на 1.

То есть первый размер умножаем всегда на 2 (А), второй на 4(Б), третий на 2,5(В), четвертый на 2(Г), и линия для крепления на 1(Д-Е). По этой методике можно делать лопасти из труб любого диаметра и лопасти делать любой приемлемой длинны. Например из 110-й трубы делать лопасти длиннее 55см смысла нет, они слишком жидкие получаются и на сильном ветре будут прогибаться, сильно шуметь и флаттировать. Из 160-й до 80см, и тд. br>
>

Кстати после вырезания нужно обработать кромки лопасти. Фронт лопасти надо закруглить, а тыл заострить. фронт это передняя кромка, которой она вращается вперед, а задняя кромка это тыл.

Контроллер

Контроллер конечно проще купить готовый, тем более что они не так дороги, правда в основном нужно заказывать в иностранных интернет магазинах, так как наши перекупщики накручивают как минимум двойную цену. Но контроллер можно изготовить самостоятельно. В этой статье подробно про это описано Балластный регулятор для ветряка, подробнее смотрите в разделе “Мой небольшой опыт”, так три статьи про контроллер.

Вот наверное все, надеюсь ничего не упустил, если есть вопросы остовляйте комментарии или пишите вконтакте.

Как сделать ветрогенератор своими руками » сайт для электриков

Что нужно знать до начала сборки ветрогенератора?

Перед началом сборки ветрогенератора вам нужно определиться с рядом основных моментов.

Первый шаг. Выберите подходящий тип конструкции ветродвигателя. Установка может быть вертикальной и горизонтальной. В случае самостоятельной сборки лучше отдавать выбор в пользу именно вертикальных моделей, т.к. они более просты в изготовлении и балансировке.

Второй шаг. Определите подходящую мощность. В этом моменте все индивидуально – ориентируйтесь на собственные потребности. Для получения большей мощности нужно увеличивать диаметр и массу рабочего колеса.

Третий шаг. Подумайте, сможете ли вы самостоятельно изготовить все элементы ветрогенератора. Каждая деталь должна быть точно просчитана и сделана в полном соответствии с заводскими аналогами. При отсутствии необходимых навыков лучше купите готовые элементы.

Четвертый шаг. Выберите подходящие аккумуляторные батареи. От автомобильных аккумуляторов лучше отказаться, т.к. они недолговечны, взрывоопасны и требовательны в уходе и обслуживании.

Конструктивные особенности и механика ветряного генератора

Принцип действия ветрогенератора заключается в преобразовании кинетической энергии в электроэнергию. Устройство состоит из ряда системных элементов, у каждого из которых имеется своя функция. Попытаемся с этим разобраться.

Опора (ее еще называют мачтой). На нее крепится пропеллер, поскольку на высоте большая вероятность «поймать» хороший ветер

Следовательно, изготовлению опоры следует уделить особое внимание, ведь данный элемент должен выдерживать требуемые нагрузки.

Лопасти. Они «ловят» воздушные массы, вследствие чего вращаются сами и вращают вал.

Вал. На него можно устанавливать сразу несколько генераторов, а также угловой редуктор, благодаря которому движение будет передаваться ниже, на кардан. Применение редуктора заметно повышает обороты.

Анемоскоп. Специальное устройство, которое применяется в мощных ветряных установках. Собирает сведения о направлении/скорости движения воздуха. В ветряках, сделанных своими руками, почти не используется – вместо него, как правило, устанавливают флюгер с поворотным механизмом.

Генератор. Он как раз и превращает кинетическую энергию в электроэнергию. Если то, производимый генератором, стабилен, то элемент можно подключить к аккумулятору.

Инвертор. Дает напряжение требуемой величины – к примеру, 220 вольт. Необходим, прежде всего, для удобства, поскольку большая часть современных приборов рассчитана именно на такое напряжение. Но заметим, что инвертор включают далеко не во все схемы, ведь предназначение ветряков может быть разным.

Аккумулятор (один или сразу несколько). Обеспечивает стабильность работы, подзаряжаясь в ветреное время и расходуя накопленную энергию после того, как ветер утихает.

Стоит заметить, что вертикальные ветряки необходимо поворачивать к ветру, ведь функционировать при боковом потоке они попросту неспособны. У горизонтальных же генераторов есть и другие преимущества. Ознакомимся с ними.

1. Турбины роторных устройств будут «ловить» ветер вне зависимости от того, с какой стороны он дует. Что крайне удобно в случае нестабильного/переменного ветра в регионе.
2. Соорудить горизонтальный ветряк гораздо проще, чем горизонтальный.
3. Конструкция может располагаться непосредственно на земле, но при условии, что ветра там достаточно.

Что же касается недостатков, то у горизонтального ветрогенератора он всего один – достаточно низкий коэффициент полезного действия.

Электрическая схема

Рассмотрим подробнее электрическую схему. Понятно, что ветер может в любую минуту прекратиться. Поэтому ветрогенераторы не подключают напрямую к бытовым приборам, а вначале заряжают от них аккумуляторные батареи, для обеспечения сохранности которых, применяется контроллер заряда. Далее, учитывая то, что АКБ дают постоянный ток малого напряжения, в то время как практически все бытовые приборы потребляют переменный ток напряжением 220 вольт, устанавливается преобразователь напряжения или, как его ещё называют, инвертор и только потом подключают всех потребителей.

Для того чтобы ветрогенератор обеспечивал работу персонального компьютера, телевизора, сигнализации и нескольких энергосберегающих ламп достаточно установить аккумулятор ёмкостью 75 ампер/час, преобразователь напряжения (инвертор) мощностью 1,0 кВт, плюс генератор соответствующей мощности. А что ещё нужно, когда отдыхаешь на даче?

Простейшая ветроэлектрическая установка

Для изготовления ветрогенератора прежде всего понадобятся чертежи с указанием размеров установки.

Роторный ВЭУ с вертикальной осью вращения и мощностью, не превышающей 1,5 кВт, сможет обеспечить электрической энергией небольшой дом, а также осветить садовый участок.

Что нужно для изготовления такого ветрогенератора? Лопасти этой ветроэнергетической установки изготовляются из ведра, небольшой металлической бочки либо кастрюли из не поддающихся коррозии металлов.

• Кроме этого следует приготовить:
• Автомобильный генератор с напряжением на выходе 12В – 1 шт.;
• Автомобильный аккумулятор — шт.;
• Кнопочный выключатель 12 В, полугерметичный;
• Конвертор, преобразующий напряжение 12 В в напряжение 220 В, мощностью 0,7 – 1,5 кВт;
• Автомобильное реле индикаторной лампы заряда аккумулятора;
• Болты, шайбы, гайки;
• Хомуты – 2 шт., для крепления генератора;
• Мультиметр;
• Электропровод сечением 2,5 кв. мм и 4 кв. мм;
• Ножницы для резки металла или болгарка;
• Дрель;
• Слесарные инструменты и принадлежности.

Как, затратив незначительные средства, своими руками сделать несложный ветрогенератор. На ведро, небольшую бочку либо кастрюлю нанесем разметку, поделив имеющуюся емкость на 4 одинаковые части. Затем вырезаем лопасти ВЭУ, используя болгарку либо ножницы.

В шкиве и дне емкости следует высверлить отверстия для болтов. При большом разнообразии существующих конструкций лопастей, выбирается наиболее доступная.

Используя хомуты, генератор крепится к мачте. Затем в соответствии со схемой монтируется электрическая цепь, и провода закрепляются на мачте.

При подключении аккумулятора используются провод длиной 1 м и сечением 4 кв. мм. Для потребителей сети достаточно проводов сечением 2, кв. мм.

• При мощности конвертора 1 кВт и аккумуляторе емкостью 75 А-ч установка обеспечит работу сигнализации, видеонаблюдения и освещение участка.
• Не требует крупных капиталовложений.
• Детали конструкции легкодоступны и в случае поломки их несложно заменить на новые.
• Не требует систематического обслуживания, не издает излишнего шума, достаточно надежна.

Принцип действия

Устройство и принципиальная схема работы ветрогенераторов. Поток ветра заставляет лопасти вращаться, а те, в свою очередь, приводят в движение ротор генератора, который вырабатывает ток. Его сила прямо пропорциональна скорости ветра.

Закрепленные на роторе магниты, вращаясь в статоре, создают переменный ток. Такой ток необходимо выпрямить, то есть преобразовать в постоянный, поскольку только постоянным током можно зарядить аккумуляторы.

Электроэнергия сохраняется в аккумуляторе и расходуется при отсутствии ветра.

Стабильностью тока заряда батареи управляет устройство, которое регулирует скорость вращения лопастей в зависимости от величины заряда аккумулятора.

Финальная сборка

Как сделать ветрогенератор своими руками

Ветряные генераторы с давних пор использовались людьми в качестве недорогих и удобных источников электроэнергии, отличающихся простотой своего изготовления и высокой экологичностью. Ряды так называемых «ветряков», картинно раскинувших свои лопасти на фоне природных ландшафтов, украсили в своё время многие уголки нашей планеты, а их промышленное производство было налажено в кратчайшие сроки. И в наши дни ветрогенераторы промышленного изготовления широко применяются в тех регионах России, где эффект от их использования вполне оправдан.

Конечно же, самодельным ветряным генератором сегодня никого не удивишь. Но перед тем как сделать ветрогенератор своими руками, следует тщательного изучить данную инструкцию.

Конструкция

Конструкция ветрогенератора

Предполагается, что рассматриваемая нами конструкция генератора будет состоять из следующих основных частей:

• собственно ветрогенератор, собранный на базе двигателя промышленного изготовления;
• электронный блок управления зарядкой;
• комплект соединительных проводов;
• крепёжная мачта;
• растяжки.

В качестве электрического привода в рассматриваемой конструкции используется двигатель постоянного тока, которым комплектуются некоторые модели так называемых «бегущих дорожек» (260V, 5A). При этом обратный (генераторный) эффект мы получим за счёт того, что любое устройство подобного типа в отношении формируемого им электромагнитного поля является обратимым. При наличии вращательного усилия на валу двигатель автоматически превращается в генератор.

Используемые материалы

Материалы для ветряка Большую часть материалов, используемых в этом изделии, вы сможете приобрести в любом хозяйственном магазине. Помимо двигателя от дорожки вам потребуется следующий набор комплектующих изделий и расходных материалов:

• специальная нарезная втулка;
• мост диодный на токи 30-50A;
• кусок полихлорвиниловой трубки.

Кроме того, для изготовления хвостовика и корпуса генератора необходимо подготовить следующие детали и расходный материал:

• Труба квадратная 25х25 мм;
• Фланец маскирующий;
• Патрубок;
• Саморезы;
• Болты;
• Шайбы;
• Скотч.

Сборка

Сборка ветрогенератора

Изготовление ветрогенератора начинаем с подготовки лопастей, которые можно вырезать из тонких полосок дюралюминия. Примерная форма лопастей генератора приведена ниже.

Перед креплением заготовки следует тщательно обработать шкуркой до получения необходимого профиля, таким образом, чтобы передняя кромка была закруглена, а задняя – оставалась заостренной.

Хвостовик делаем из жести, причём его размер и форма не играют решающей роли – главное, чтобы он был достаточно жёстким.
Затем берём снятый с беговой дорожки двигатель с прикрепленной к нему втулкой и отмечаем на нём места расположения трёх отверстий на расстоянии примерно 10 см от центра (на равном удалении друг от друга). Затем просверливаем по получившейся разметке отверстия и нарезаем резьбу под крепёжные болты.

Рекомендуем пометить место крепления каждой лопасти к втулке, что позволит вам не спутать их при сборке.

Монтаж

Монтаж ветрогенератора

Окончательную сборку ветрогенератора проводим в следующей последовательности:

1. Разрежьте трубку ПВХ на две части и проложите полученным материалом то место на квадратной трубе, куда вы собираетесь крепить ваш двигатель. Расположите диодный мостик неподалёку от двигателя и закрепите его при помощи саморезов.
2. Соедините выходящий из двигателя провод черного цвета с «плюсом» диодного моста.
3. Присоедините выходящий от двигателя провод красного цвета к «минусу» моста.
4. Положение хвостовика настройте таким образом, чтобы плоскость всей системы была параллельна земле. Прилаживаем хвостовик к трубе и крепим его на ней при помощи заранее приготовленных саморезов.
5. Размещаем помеченные ранее лопасти на свои места и крепим их болтами с шайбами на втулку, причём на ближние к оси отверстия устанавливаем по две шайбы (с каждой стороны основания лопасти). Для трех наружных отверстий устанавливаем по одной шайбе (со стороны болта). После этого основательно затягиваем полученные соединения.
6. Надёжно зафиксировав вал двигателя, надеваем на него втулку с лопастями и с помощью плоскогубцев заворачиваем ее до упора, против хода часовой стрелки.
7. Затем проворачиваем патрубок к маскирующему фланцу с помощью газового ключа.
8. После этого проводим балансировку основания трубы с закреплённым на ней двигателем и хвостовиком и отмечаем точку равновесного положения.
9. В этой точке производим крепление несущего основания к мачте (для удобства вам, возможно, придется открутить для этого втулку и хвостовик).
10. Закрепляем основание на саморезы и восстанавливаем убранные ранее узлы.

Форма лопастей Ветряной генератор может прослужить вам значительно дольше, если вы покрасите не только его лопасти, но также основание, хвостовик и защитный кожух двигателя.

Для включения ветряного устройства в рабочую электрическую сеть вам обязательно понадобится комплект проводов, контроллер зарядки батарей, амперметр и нагрузка (аккумуляторная батарея).

Что касается несущей мачты, то сразу отметим её особое значение для надёжного крепления генератора, что гарантирует его долгую и бесперебойную эксплуатацию. Этот элемент конструкции не только должен быть достаточно прочным, но ещё и обязан иметь хорошую устойчивость. Кроме того, совсем не помешает, если мачта будет оборудована простейшим механизмом опускания и подъёма основания с двигателем.

Отметим также и тот факт, что чем выше мачта – тем более сильные воздушные потоки будут доступны вашей импровизированной электростанции. Используемые для крепления мачты проволочные растяжки можно установить через каждые 5,0-5,5 м по её высоте.

Как сделать ветрогенератор своими руками для частного дома? | Альтернатива24

Ветрогенератор своими руками

В сфере альтернативной энергетики особое место занимает тема изготовления ветрогенератора для дома своими руками. Этому есть несколько причин. Во-первых, самодельный ветряк обходится заметно дешевле, чем солнечная электростанция такой же мощности. Во-вторых, в отличие от солнечной, энергия ветра может работать на вас и ночью, и в пасмурную погоду, и в снегопад. В-третьих, для установки ветряка не нужно много места.

Возможно ли сделать ветряк своими руками?

На этот вопрос получить наглядный ответ очень просто. Достаточно всего нескольких минут времени, чтобы своими глазами увидеть в Сети сотни, или даже тысячи, вполне работоспособных ветрогенераторов, сконструированных умельцами буквально из подручных материалов. Большинство из них успешно преобразовывают энергию ветра в электрическую, которая используется для самых разных бытовых нужд.

Эффективность, мощность, надежность и сложность реализованных конструкций – это уже другой вопрос. Далеко не все изготовленные своими руками ветрогенераторы вырабатывают достаточно электричества, чтобы покрыть все бытовые нужды. Некоторые из них слишком маломощные. Другие – не очень надежные. Попадаются и слишком мудреные, которые своими руками с наскоку сможет сделать далеко не каждый.

Сделать самому или купить?

В качестве альтернативы, дабы не делать ветрогенератор для частного дома своими руками, его можно купить в готовом к эксплуатации виде. Однако здесь есть одно препятствие, которое многих и останавливает на пути к получению «бесплатной» энергии. Это, конечно же, цена готовых предложений.

Так, в среднем, добротного качества ветрогенератор с потенциальной мощностью около 500 Вт стоит порядка 1000 долларов. И в комплекте будет только ветряк с флюгером и генератором на борту. Остальные же компоненты полноценной электростанции (полный перечень описан ниже), функционирующей за счет энергии ветра, производитель за такие деньги вам не продаст.

Если изготовить домашний ветрогенератор своими руками, то обойдется он не на порядок, а в разы дешевле. Да, он будет не такой красивый, как заводской. Да, возможно, не удастся достичь такого же КПД. Но главной цели – преобразование энергии ветра в электроэнергию для бытовых нужд – достичь с его помощью можно легко.

Более того, самодельный ветрогенератор имеет в разы больше шансов сполна окупиться уже в ближайшее время эксплуатации. Тогда как покупной заводской вариант, как правило, быстрее изнашивается, чем успевает вернуть в кошелек потраченные доллары за счет «халявного» электричества.

Устройство простейшей домашней ветряной электростанции

Перед тем, как сделать ветрогенератор своими руками, следует понимать, что для полноценного использования энергии ветра в своих целях одного этого устройства недостаточно. Ключевой в данном вопросе является проблема, связанная с непостоянством и нестабильностью ветра. Сейчас он дует, что называется, со всей силы, через час – притих, еще позже – установился абсолютный штиль. По этой причине генератор будет вырабатывать, соответственно, чрезмерно высокое напряжение, потом заниженное, а при затишье – вообще ничего генерировать не будет.

А теперь представьте, как будет работать, например, телевизор, если его напрямую подключить к такому ветряку. Он либо сгорит от перенапряжения, либо не будет работать из-за его недостатка. Именно поэтому, для работы полноценной ветряной электростанции, пусть даже и в упрощенных домашних условиях, понадобятся четыре базовых компонента:

1. Ветряк – состоит из лопастей, флюгера и генератора, вырабатывает электроэнергию с постоянно меняющимися параметрами.

2. Аккумулятор – нужен для накопления выработанного электричества, когда ветряк генерирует его в избытке, и для питания потребителей.

3. Контроллер – «выравнивает» поступающее с ветряка напряжение, управляет процессами заряда и разряда АКБ.

4. Инвертор – преобразует 12 вольт аккумулятора в необходимые для бытовых приборов 220 вольт.

В таком исполнении система будет работать по следующему принципу. Когда есть ветер, ветряк преобразует его энергию в электрическую, она стабилизируется контроллером и накапливается в АКБ. Когда включаются потребители (освещение, телевизор, холодильник) аккумулятор отдает накопленную энергию, которая за счет инвертора приобретает нужные параметры, и поступает на их питание.

В некоторых системах последний компонент не используется. Без инвертора вполне реально обойтись, если подключать к аккумулятору 12-вольтовые приборы. Сегодня есть практически все бытовые приборы – от освещения до холодильников – работающие от 12 вольт.

Конфигурация ветряка

Хотя бы вкратце стоит затронуть тему конфигурации самодельного ветряка. Здесь есть два основных конкурента:

1. Горизонтальный ветряк.

2. Вертикальный ветряк.

Горизонтальный ветряк – состоит из расположенной горизонтально оси, на которой устанавливаются лопасти, генератор и флюгер. Такая конфигурация имеет ряд преимуществ. Особенно это касается эффективности и мощности. По этим параметрам горизонтальный ветряк значительно превосходит вертикальные.

Вертикальный ветряк – состоит из вертикальной оси, на которой смонтирована турбина и генератор. По сравнению с классикой вертикальный ветрогенератор своими руками изготовить на порядок проще. Во-первых, ему не нужен флюгер, так как турбина будет вращаться независимо от направления ветра. Во-вторых, не нужен токосъемник, поскольку генератор всегда находится в одном и том же положении. Лопастные же ветряки постоянно вращаются вокруг своей оси из-за переменчивого направления ветра, что делает невозможным передачу выработанной электроэнергии через обычные провода.

Виды генераторов

Генератор – это основной узел любого ветряка. Он, собственно, и преобразует энергию ветра в электрическую. Видов этого устройства бывает несколько. Рассмотрим только основные различия и особенности.

В первую очередь, генераторы могут выдавать постоянный ток, и переменный. Постоянный ток выгоден тем, что его не надо выпрямлять перед подачей на аккумулятор. Переменный же ток придется не только стабилизировать, но и преобразовывать в постоянный. Какой вариант лучше выбрать? Очень просто. Генераторы постоянного тока упрощают использование выработанного электричества, а модели переменного тока – на порядок эффективнее.

Далее генераторы различаются по выдаваемому напряжению. От этого параметра зависит конфигурация оборудования, которое будет стабилизировать подаваемое на АКБ напряжение.

Следующий важный параметр – мощность. Чем мощнее генератор, тем больше потребителей он сможет обеспечить энергией. Одновременно с мощностью генератора увеличиваются размеры ветряка, в частности, его лопастей.

Какие нужны комплектующие?

Для изготовления простейшего ветрогенератора своими руками в домашних условиях достаточно будет следующих комплектующих:

1. Канализационная труба диаметром 150-200 мм для изготовления лопастей.

2. Генератор – проще всего взять готовый автомобильный с регулятором-выпрямителем и реле, что позволит напрямую заряжать с его помощью обычный 12-вольтовый аккумулятор (или несколько сразу, соединенных параллельно).

3. Токосъемник – можно купить готовый или изготовить самостоятельно.

4. Флюгер – нужен для ориентации лопастей по ветру.

5. Мачта – используется для подъема ветряка на необходимую высоту.

6. Основание – к нему крепится мачта.

Рассмотрим основные этапы сборки ветрогенератора своими руками из перечисленных комплектующих.

Сборка

Самостоятельную сборку лучше всего начинать с расчетов. Здесь проще всего отталкиваться от имеющегося генератора, точнее, от его мощности. В зависимости от этого высчитываются размеры лопастей. Все эти расчеты несложно провести в специальных программах, либо определить требуемые размеры по таблицам.

Лопасти

Простейшие лопасти для самодельного ветряка можно изготовить из канализационной трубы диаметром 150-200 мм. Рекомендуется для этих целей приобретать трубу оранжевого цвета. Такие изделия изготовлены из более прочного пластика, нежели бытовые серые.

Для домашнего ветрогенератора достаточно будет всего три лопасти. Как правило, все они изготавливаются из одной вышеописанной трубы. Для этого труба разрезается вдоль на три равных сегмента. После этого каждой заготовке по шаблону придается форма лопасти. На этом этапе важно зашлифовать (лучше – скруглить) все кромки лопастей, что положительно скажется на аэродинамических характеристиках, а также на прочности узла.

Готовые лопасти крепятся на ступице. Простейший ее вариант можно изготовить из куска фанеры толщиной около 10 мм. На такой ступице все лопасти следует закрепить при помощи болтов. Чтобы соединения не раскрутились от вибраций, используются специальные шайбы-гроверы.

Флюгер

Основная роль флюгера заключается в ориентации лопастей в зависимости от направления ветра. Одновременно эта часть ветряка является несущей. Помимо направляющей пластины на флюгере крепится генератор и лопастной узел.

Для изготовления флюгера маломощного ветрогенератора можно использовать древесину. Для больших ветряков лучше применить алюминиевые трубки, уголки или профили. Они прочнее и легче древесины. Вполне подойдет и стальной прокат.

На флюгере также крепится токосъемный механизм, через который независимо от вращения ветряка вокруг своей оси будет передаваться выработанная генератором электроэнергия.

Основание и мачта

Мачта служит для установки ветряка на необходимой высоте. Как правило, для бытовых нужд вполне достаточно поднять ветрогенератор на высоту около 5 метров. Для изготовления мачты понадобится прочная стальная труба диаметром, как минимум 40 мм. При высоте больше 5 метров следует также позаботиться о дополнительном креплении мачты. Как правило, для этого используются либо растяжки, либо точки крепления к фронтону постройки.

Основание служит для установки мачты с ветряком. Может быть стационарным и шарнирным. Последний вариант выгоден тем, что позволяет в любой момент без особых усилий «уложить» ветряк на землю. Такая возможность особенно пригождается в период бури, либо во время сервисного обслуживания и ремонта ветряка.

Этапы установки ветрогенератора

Монтаж ветрогенератора своими руками, как правило, выполняется в следующей последовательности:

1. Определите наилучшее месторасположение для ветрогенератора.

2. Закрепите на флюгере генератор и токосъемник.

3. Установите и закрепите на оси генератора лопастной узел.

4. Закрепите ветряк на мачте.

5. Подсоедините кабель к токосъемнику и закрепите его на мачте.

6. Установите мачту на основании.

7. Закрепите ветрогенератор при помощи растяжек или дополнительных точек опоры.

После установки ветрогенератора можно приступать к его подключению к системе, устройство которой описано выше.

Советы и рекомендации

При изготовлении и установке ветрогенератора своими руками рекомендуется учесть следующие моменты:

· Не устанавливайте ветряк в оврагах и впадинах.

· Генератор и токосъемный узел обязательно защитите от попадания влаги.

· Не используйте ветрогенератор во время штормовой погоды.

· Для временной остановки ветряка можно использовать шарнирное основание, механизм автоматического складывания флюгера, либо же блокировку генератора нагрузкой (последнее используется в заводских изделиях).

· Не подключайте самодельный ветрогенератор к потребителям напрямую.

· Регулярно проводите технический осмотр механической и электрической частей ветрогенератора.

· Если ветряк устанавливается возле постройки, то его следует поднять на высоту не менее трех метров от вершины крыши.

· Не рекомендуется жестко крепить ветрогенератор к конструкциям жилого дома, так как шум и вибрация может создавать определенный дискомфорт.

· По возможности используйте для накопления сгенерированной ветряком электроэнергии больше аккумуляторов.

· По максимуму используйте накопленную энергию без преобразований, чтобы уменьшить потери на инверторе.

Как видно из вышеописанного, простейший ветряк для дома своими руками изготовить не так уж и сложно. Однако даже маломощная ветряная электростанция позволит заметно уменьшить счета за электроэнергию, либо выйти из ситуации, когда участок вообще нет возможности запитать от общей сети.

Источник: https://eco-energetics.com/vetroenergetica/

Полезные видео

Как сделать ветрогенератор из асинхронного двигателя

Для самодельного ветряка удобно использовать асинхронный генератор. Он сразу вырабатывает переменный ток, и нет необходимости подключать инвертор, что упрощает схему сборки. Это означает, что всеми бытовыми приборами можно пользоваться прямо от ветряка. Сделать асинхронный генератор своими руками несложно. Достаточно найти старый асинхронный двигатель (АД) от какого-либо бытового прибора и использовать его в качестве основы для ветряка. Понадобится, правда, несложная переделка.

Принцип работы асинхронного двигателя и генератора

Асинхронный двигатель — это электродвигатель переменного тока. Его особенность состоит в том, что магнитное поле, которое производится током обмотки статора, и ротор вращаются с разной частотой. В синхронных двигателях их частота совпадает. Наиболее распространенная конструкция АД включает в себя фазный ротор и статор, между которыми находится воздушный зазор. Но встречаются и двигатели с короткозамкнутым ротором. Активная часть АД — это магнитопровод и обмотки. Остальные элементы обеспечивают жесткость конструкции, возможность вращения и охлаждение. Ток в таком двигателе появляется благодаря электромагнитной индукции, которая возникает при вращении магнитного поля с определенной скоростью.

В свою очередь, асинхронный ветрогенератор — это двигатель, который работает в генераторном режиме. Приводной ветродвигатель вращает ротор и магнитное поле в одном направлении. При этом возникает отрицательное скольжение ротора, на валу появляется тормозящий момент, после чего энергия передается на аккумулятор. Для возбуждения ЭДС в дело идет остаточная намагниченность ротора, а усиление ЭДС происходит за счет конденсаторов.

Изготовление ветрогенератора своими руками из асинхронного двигателя

Чтобы приспособить АД под ветряк, вам нужно создать в нем движущееся магнитное поле. Для этого проведите ряд преобразований:

1. Подберите неодимовые магниты для ротора. От их силы и количества зависит сила магнитного поля.
2. Проточите ротор под магниты. Это можно сделать при помощи токарного станка. Снимите пару миллиметров со всей поверхности сердечника и дополнительно сделайте углубления под магниты. Толщина проточки зависит от выбранных магнитов.
3. Сделайте разметку ротора на четыре полюса. На каждом разместите магниты (от восьми штук на полюс, но лучше больше).
4. Теперь нужно зафиксировать магниты. Сделать это можно при помощи суперклея, но тогда удерживайте элементы пальцами до тех пор, пока клей не схватится (при контакте с ротором магниты будут менять свое положение). Или закрепите все элементы скотчем.
5. Следующий шаг — заполнение свободного пространства между магнитами эпоксидной смолой. Для этого обмотайте ротор с магнитами бумагой, поверх нее намотайте скотч, а концы бумажного кокона загерметизируйте пластилином. После изготовления такой защиты внутрь можно заливать смолу. Когда эпоксидка окончательно высохнет, удалите бумагу.
6. Зачистите поверхность ротора наждачкой. Для этого используйте бумагу средней зернистости.
7. Определите два роторных провода, которые ведут к рабочей обмотке. Остальные провода обрежьте, чтобы не путаться.

На этом основные преобразования завершены. Дополнительно вы можете приобрести контроллер, а из кремниевых диодов сделать выпрямитель для вашего ветрогенератора. Кроме того, проверьте вращение двигателя. Если ход тугой, замените подшипники. Быстрый совет: если хотите увеличить силу тока, а также снизить напряжение в вашем агрегате, то не поленитесь и перемотайте статор толстой проволокой.

Тестирование генератора

Перед установкой готового генератора на осевую конструкцию или мачту нужно его протестировать. Для тестирования понадобится дрель или шуруповерт, а также какая-нибудь нагрузка, например, обычная лампочка, которую вы используете в быту. Подсоедините их к вашему агрегату и посмотрите, на каких оборотах лампочка горит ярко и ровно.

Если тестирование показывает хорошие результаты, то можно приступать к монтажу ветряка. Для этого необходимо изготовить лопастные элементы, осевую конструкцию, подобрать аккумулятор. Подробнее о том, как собрать ветрогенератор, можно почитать здесь.

Правила эксплуатации асинхронного ветрогенератора

Такой ветряк обладает рядом особенностей, которые нужно учитывать при эксплуатации:

• Будьте готовы, что КПД готового устройства будет постоянно колебаться (в пределах 50%). Устранить этот недостаток невозможно, это издержки процесса преобразования энергии.
• Позаботьтесь о качественной изоляции, а также заземлении ветрогенератора. Это обязательное требование безопасности.
• Сделайте кнопки для управления устройством. Это значительно упростит его использование в дальнейшем.
• Кроме того, предусмотрите места для подключения измерительных приборов. Это обеспечит вас данными о работе вашего агрегата, позволит проводить диагностику.

Преимущества и недостатки ветрогенератора из асинхронного двигателя

Если сравнивать асинхронный и синхронный ветрогенераторы, то у асинхронных есть как преимущества, так и недостатки.

Преимущества заключаются в следующем:

• Мощные устройства с простой конструкцией, небольшими размерами и весом.
• Высокий уровень эффективности при выработке энергии.
• Нет необходимости в инверторе, потому что такой ветрогенератор производит переменный ток (220/380В). Он может непосредственно питать бытовые устройства или работать параллельно с сетью централизованного энергоснабжения.
• Выходное напряжение очень стабильно.
• Частота на выходе не зависит от скоростей ротора.
• Обладает высокой устойчивостью к коротким замыканиям, защищен от влаги и грязи.
• Может служить многие годы, так как содержит мало изнашивающихся элементов.
• Работает на конденсаторном возбуждении.

Недостатки такие:

• При отсутствии аккумулятора асинхронный генератор может затухать в моменты перегрузки. Это является ограничителем для использования такого агрегата. Но для ветряка такой недостаток неактуален, потому что его конструкция предполагает накопитель энергии. О том, как выбрать аккумулятор для ветряка, можно прочитать здесь.
• Конденсаторные батареи имеют высокую стоимость, поэтому переделка старого АД — это оптимальное решение вопроса.
• Оборотность генератора находится в обратной зависимости от его массы.

Таким образом, ветрогенератор своими руками из асинхронного трехфазного двигателя — это недорогое и удобное решение для дома.

Сделать ветрогенератор в домашних условиях. Сделаем ветряной генератор своими руками. Как сделать вертикальный ветрогенератор

Зачастую у владельцев частных домов возникает идея о реализации системы резервного электропитания . Наиболее простой и доступный способ — это, естественно, или генератор, однако многие люди обращают свой взгляд на более сложные способы преобразования так называемой даровой энергии ( излучения, энергии текущей воды или ветра) в .

Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Если с использованием течения воды (мини-ГЭС) все понятно — это доступно только в непосредственной близости от достаточно быстротекущей реки, то солнечный свет или ветер можно использовать практически везде. Оба этих метода будут иметь и общий минус — если водяная турбина может работать круглосуточно, то солнечная батарея или ветрогенератор эффективны только некоторое время, что делает необходимым включение аккумуляторов в структуру домашней электросети.

Поскольку условия в России (малая длительность светового дня большую часть года, частые осадки) делают применение солнечных батарей неэффективным при их современных стоимости и КПД, наиболее выгодным становится конструирование ветрового генератора . Рассмотрим его принцип действия и возможные варианты конструкции.

Так как ни одно самодельное устройство не похоже на другое, эта статья — не пошаговая инструкция , а описание базовых основ конструирования ветрогенератора.

Общий принцип работы

Основным рабочим органом ветрогенератора являются лопасти, которые и вращает ветер. В зависимости от расположения оси вращения ветрогенераторы делятся на горизонтальные и вертикальные:

• Горизонтальные ветрогенераторы наиболее широко распространены. Их лопасти имеют конструкцию, аналогичную пропеллеру самолета: в первом приближении это — наклонные относительно плоскости вращения пластины, которые преобразуют часть нагрузки от давления ветра во вращение. Важной особенностью горизонтального ветрогенератора является необходимость обеспечения поворота лопастного узла сообразно направлению ветра, так как максимальная эффективность обеспечивается при перпендикулярности направления ветра к плоскости вращения.
• Лопасти вертикального ветрогенератора имеют выпукло-вогнутую форму. Так как обтекаемость выпуклой стороны больше, чем вогнутой, такой ветрогенератор вращается всегда в одном направлении независимо от направления ветра, что делает ненужным поворотный механизм в отличие от горизонтальных ветряков. Вместе с тем, за счет того, что в любой момент времени полезную работу выполняет только часть лопастей, а остальные только противодействуют вращению, КПД вертикального ветряка значительно ниже, чем горизонтального : если для трехлопастного горизонтального ветрогенератора этот показатель доходит до 45%, то у вертикального не превысит 25%.

Поскольку средняя скорость ветров в России невелика, даже большой ветряк большую часть времени будет вращаться достаточно медленно. Для обеспечения достаточной мощности электропитания от должен соединяться с генератором через повышающий редуктор, ременной или шестеренчатый. В горизонтальном ветряке блок лопасти-редуктор-генератор устанавливается на поворотной головке, которая дает им возможность следовать за направлением ветра. Важно учесть, что поворотная головка должна иметь ограничитель, не дающий ей сделать полный оборот, так как иначе проводка от генератора будет оборвана (вариант с использованием контактных шайб, позволяющих головке свободно вращаться, более сложен). Для обеспечения поворота ветрогенератор дополняется направленным вдоль оси вращения рабочим флюгером.

Наиболее распространенный материал для лопастей — это ПВХ-трубы большого диаметра, разрезаемые вдоль. По краю к ним приклепываются металлические пластины, приваренные к ступице лопастного узла. Чертежи такого рода лопастей наиболее широко распространены в Интернете.

На видео рассказывается про ветрогенератор, изготовленный своими руками

Расчет лопастного ветрогенератора

Так как мы уже выяснили, что горизонтальный ветрогенератор значительно эффективнее, рассмотрим расчет именно его конструкции.

Энергия ветра может быть определена по формуле
P=0.6*S*V ³, где S — это площадь круга, описываемого концами лопастей винта (площадь ометания), выраженная в квадратных метрах, а V — расчетная скорость ветра в метрах в секунду. Также нужно учитывать КПД самого ветряка, который для трехлопастной горизонтальной схемы составит в среднем 40%, а также КПД генераторной установки, составляющий на пике токоскоростной характеристики 80% для генератора с возбуждением от постоянных магнитов и 60% — для генератора с обмоткой возбуждения. Еще в среднем 20% мощности израсходует повышающий редуктор (мультипликатор). Таким образом, окончательный расчет радиуса ветряка (то есть длины его лопасти) для заданной мощности генератора на постоянных магнитах выглядит так:
R=√(P/(0.483*V³ ))

Пример: Примем требуемую мощность ветроэлектростанции в 500 Вт, а среднюю скорость ветра — в 2 м/с. Тогда по нашей формуле нам придется использовать лопасти длиной не менее 11 метров. Как видите, даже такая небольшая мощность потребует создания ветрогенератора колоссальных габаритов. Для более-менее рациональных в условиях изготовления своими руками конструкций с длиной лопасти не более полутора метров ветрогенератор сможет выдавать всего лишь 80-90 ватт мощности даже на сильном ветру.

Недостаточно мощности? На самом деле все несколько иначе, так как на самом деле нагрузку ветрогенератора питают аккумуляторы, ветряк же только заряжает их в меру своих возможностей. Следовательно, мощность ветроустановки определяет периодичность, с которой она сможет осуществлять подачу энергии.

В плане ветроэнергетических ресурсов Россия занимает довольно двойственное положение. С одной стороны, на ее долю приходится огромная площадь, богатая равнинными местами. С другой – ветры здесь медленные, имеют низкий потенциал. Они могут быть довольно буйными в местах, где проживает мало людей. В соответствии с этим становится актуальной задача обустройства самодельного ветрогенератора.

Источник электричества

Как минимум 1 раз в год увеличиваются тарифы на услуги электроэнергии, зачастую – в несколько раз. Это бьет по карману граждан, зарплата которых не растет столь же стремительно. Домашние умельцы раньше прибегали к простому, но довольно небезопасному и незаконному способу экономии на электроэнергии. Они прикрепляли к поверхности расходомера неодимовый магнит, после чего тот приостанавливал работу счетчика.

Если указанная схема изначально работала слаженно, то в дальнейшем с ней возникали проблемы. Объяснялось это несколькими причинами:

Всё это подтолкнуло людей к поиску альтернативных источников электроэнергии, к примеру, ветрогенераторов. Если человек проживает в областях, где регулярно дуют ветры, такие приспособления становятся для него «палочкой-выручалочкой». Устройство использует силу ветра для получения энергии.

Корпус оснащен лопастями, приводящими в движение роторы. Электроэнергия, полученная таким образом, трансформируется в постоянный ток. В дальнейшем она переходит к потребителям либо накапливается в аккумуляторе.

Самодельный ветрогенератор может выступать в качестве главного или дополнительного источника энергии. В качестве вспомогательного устройства он может греть воду в бойлере либо подпитывать домашние светильники, тогда как вся остальная электроника работает от главной сети. Возможна работа таких генераторов и в качестве главного источника там, где дома не подключены к электричеству. Здесь устройства подпитывают:

• лампы и люстры;
• отопительное оборудование;
• бытовую электронику.

Ветровая электростанция способна подпитывать низковольтные и классические приборы. Первые работают от напряжения 12−24 Вольт, а ветрогенератор способен обеспечивать мощность на 220 Вольт. Он изготавливается по схеме с использованием инверторных преобразователей. Электричество накапливается в его аккумуляторе. Есть модификации на 12−36 Вольт. Они отличаются более простой конструкцией. Для них применяются стандартные контроллеры заряда аккумулятора. Чтобы обеспечить обогрев жилища, достаточно сделать ветрогенераторы своими руками нa 220 В. 4 кВт – это мощность, которую обеспечит их двигатель.

Особенности изделия

Создавать ветряк своими руками выгодно. Достаточно узнать, что заводские изделия мощностью не больше 5 кВт стоят до 220000 р., как становится ясно, насколько лучше использовать доступные материалы и сделать их самостоятельно, ведь благодаря этому удастся сэкономить немало средств.

Безусловно, заводские модификации редко ломаются и являются более надежными. Но уж если поломка случится, придется потратить огромные суммы на покупку запасных узлов.

Магазинные модели часто недоступны большинству граждан. Чтобы окупить затраты на покупку такого устройства, требуется от 10 до 12 лет, хотя отдельные виды устройств и отбивают эти расходы чуть раньше. Сделав ветрогенератор 2 кВт своими руками, можно получить далеко не самую совершенную конструкцию, но в случае поломки ее удастся легко отремонтировать самостоятельно. Миниатюрный ветряк малой мощности способен собрать без проблем любой человек, который умеет обращаться с инструментами.

Ключевые узлы

Как говорилось, ветряной генератор можно сделать в домашних условиях. Надо подготовить определенные узлы для его надежного функционирования. Они включают:

1. Лопасти. Изготавливать их можно из разных материалов.
2. Генератор. Его тоже можно собрать собственноручно или же купить готовый.
3. Хвостовая зона. Используется для движения лопастей по направлению вектора, обеспечивая предельно возможный КПД.
4. Мультипликатор. Увеличивает скорость вращения ротора.
5. Мачта для крепежа. Она играет роль элемента, на котором зафиксированы все указанные узлы.
6. Натяжные тросы. Необходимы для фиксации конструкции в целом и защиты от разрушения под воздействием ветра.
7. Аккумулятор, инвертор и контроллер заряда. Способствуют преобразованию, стабилизации энергии и ее накапливанию.

Новичкам следует рассматривать простые схемы роторного ветрогенератора.

Инструкция по изготовлению

Ветряк можно изготавливать даже из пластиковых бутылок. Он будет крутиться под действием ветра, издавая при этом шум. Возможных схем обустройства таких изделий существует много. Ось вращения допустимо располагать в них вертикально или горизонтально. Эти устройства используются в основном для борьбы с вредителями на приусадебном участке.

Самодельный ветрогенератор похож на бутылочный ветряк по конструкции, но размеры его больше, и он отличается более основательной конструкцией.

Если к ветряку для борьбы с кротами на огороде приделать мотор, он сможет давать электроэнергию и подпитывать, например, светодиодные светильники.

Сборка генератора

Для сборки ветряной электростанции обязательно потребуется генератор. В его корпус необходимо поставить магниты, которые будут обеспечивать электроэнергию в обмотках. Такой тип устройства имеют отдельные виды электродвигателей, к примеру, которые установлены в шуруповёртах. Но изготовить из шуруповерта генератор не удастся. Он не обеспечит необходимой мощности. Его хватит разве что на подпитку небольшой светодиодной лампы.

Из автомобильного генератора ветряную электростанцию тоже вряд ли получится сделать. Объясняется это тем, что в данном случае применяется обмотка возбуждения, получающая питание от аккумулятора, почему он и не подходит для этих целей. Следует подбирать самовозбуждающийся генератор оптимальной мощности либо купить готовую модель. Эксперты рекомендуют приобретать его в готовом виде, т. к. это устройство обеспечит высокий КПД, но никто не мешает сделать его своими руками. Предельная мощность у него будет находится на уровне 3,5 кВт.

Что потребуется взять:

Ставят ротор и статор и на дистанции 2 мм. Обмотки объединяют таким образом, чтобы получился 1-фазный источник переменного тока.

Создание лопастей

В ветреную погоду из готового устройства можно добывать 3,5 кВт мощности. При средней интенсивности воздушного потока этот показатель составляет не более 2 кВт. Устройство бесшумное, если сравнивать с моделями на электродвигателе.

Следует подумать о месте монтажа лопастей. В рассматриваемом примере изготавливается простая модификация ветрогенератора горизонтального типа с тремя лопастями. Можно попробовать изготовить вертикальной вариант, но КПД у него будет пониженным. В среднем он составит 0,3. Единственным преимуществом такой конструкции будет возможность работы при любом направлении ветра. Простые лопасти изготавливаются с помощью таких материалов:

Одно дело – изготовить своими руками лопасти для ветрогенератора, и совсем другое – обеспечить сбалансированность конструкции. Если все нюансы не будут учтены, сильный ветер без особого труда разрушит мачту. Как только лопасти будут изготовлены, вместе с ротором их устанавливают на монтажную площадку, где будет закреплена хвостовая часть.

Запуск и оценка эффективности

Даже если ветрогенератор был изготовлен по всем правилам, ошибочный выбор места для размещения мачты может сыграть злую шутку с мастером. Элемент должен стоять вертикально. Генератор вместе с лопастями лучше разместить как можно выше – там, где «гуляют» сильные ветры. Поблизости не должно располагаться домов, любых крупных зданий, отдельно растущих деревьев. Всё это будет загораживать потоки воздуха. Если обнаружены какие-либо помехи, следует разместить генератор на определенном расстоянии от них.

После того как установка начнёт работать, следует подсоединить мультиметр к ветви генератора и проверить, имеется ли напряжение. Систему можно считать готовой к полноценной эксплуатации. После этого остается выяснить, какое напряжение поступит в жилище и каким образом это будет происходить.

Процесс подключения в доме

После обустройства практически бесшумного ветряка с хорошей мощностью необходимо подключить к нему бытовые приборы. Собирая собственноручно такое устройство, следует позаботиться о покупке инверторного преобразователя с эффективностью 99%. В таком случае потери на переход постоянного тока в переменный будут наименьшими, а в корпусе будут присутствовать три узла:

1. Аккумуляторный блок. Способен впрок накапливать энергию, которая генерируется устройством.
2. Контроллер заряда. Обеспечивает более продолжительный срок службы аккумуляторных батарей.
3. Преобразователь. Трансформирует постоянный ток в переменный.

Можно устанавливать оборудование для питания осветительных приборов и бытовой техники, которые могут функционировать на напряжении 12−24 Вольт. Потребность в инверторном преобразователе в таком случае отсутствует. Для приборов, позволяющих готовить пищу, лучше задействовать газовое оборудование с питанием от баллона.

При наличии дома, старого кулера от компьютера, можно соорудить отличную ветровую установку, которая будет производить электричество. Мини ветрогенератор – отличная вещь, особенно для местности с частыми и сильными ветрами. Об особенностях и технологии его изготовления узнаем далее.

Как сделать мини ветрогенератор своими руками

Начинать работу над мини ветрогенератором следует с изготовления чертежей будущей ветровой установки. Кроме того, следует подготовить материалы в виде:

• толстой бутылки из пластика;
• старого охладительного кулера или вентилятора, от его размеров и мощности, напрямую зависит мощность самого генератора;
• слаботочный провод в количестве 5-8 метров;
• деревянный брус, сечение и размеры которого определяются индивидуально;
• две стальные трубы, которые заходят одна в одну;
• диоды;
• клей на эпоксидной основе и супер клеевой состав;
• крепежные элементы в виде затяжных галстуков;
• старый СД диск.

Прежде всего, начать работу нужно с поиска подходящего охладительного механизма. Предлагаем использовать кулер от старого компьютера. Изначально кулер разбирается, пропеллерная его часть находится на электрическом двигателе. Чаще всего, он фиксируется на стопорном кольце, оно находится под уплотнителем из резины. После демонтажа кольцевого уплотнителя, снимите лопасти на вентиляторе.

Далее следует процесс пайки кабелей, обеспечивающих работу генераторной установки. На медных катушках вентилятора находятся два соединения для проводов, они являются коннекторами на катушках. Один из участков отличается наличием подсоединяемого провода из меди, а второй имеет два провода. Два провода соединяются с ножками одного провода методом пайки.

На следующем этапе создания небольшого ветрогенератора, выполняется создание выпрямителя. Основной функцией данного прибора является преобразование переменного тока в постоянный. Для этих целей потребуется наличие четырех диодов, они обрезаются таким образом, чтобы одна пара от черной отметки осталась с 10 см отрезком. Длинный конец диода загибается, таким образом, получится п-образное соединение. Все диоды соединяются между собой методом спаивания. Для тестирования ветрового генератора, подсоедините к нему диоды, если светодиод работает, то ветрогенератор функционирует правильно. Наружная пластиковая часть кулера удаляется, для обработки всех неровностей, используйте нож.

Далее следует процесс изготовления лопасти ветрогенератора. Для изготовления лопастей, используйте старую бутылку, например, из-под шампуня. Верхняя и нижняя части бутылки срезаются. Получится изделие цилиндрической формы, его нужно разрезать вдоль. Предварительно изготовьте чертеж в виде лопастей, согласно ему, вырежьте из бутылки лопасти для ветрогенератора. Учтите, что конечная часть лопастей должна быть срезана под углом в сто двадцать градусов. Далее следует процесс фиксации лопастей на кулере.

На следующем этапе выполняется изготовление хвостовика ветряка. Для фиксации мотора используется брус, выполненный из дерева. Его вращение выполняется с помощью стальных трубок. Для изготовления хвостовика используйте ненужный диск. Деревянный брусок оборудуется сквозным отверстием, его диаметр должен быть чуть больше диаметра стальной трубы. При не плотной установке трубки, зафиксируйте ее с помощью клея на эпоксидной основе. На конечной части бруска обустраивается пропил для монтажа диска. Место, на котором соединяется мотор с бруском, необходимо также обработать клеевым составом. Провода и пайку, рекомендуется также покрыть клеем, для предотвращения появления коррозии.

Далее следует процесс, на котором изготавливается опора. Для ее сооружения используйте две трубки. Одна из них зафиксирована на деревянном бруске, а вторая устанавливается в соотношении с вращением. Для их соединения можно использовать подшипники, а для улучшения скольжения воспользуйтесь фторопластом.

Мини ветрогенератор своими руками из моторчика

Предлагаем вариант изготовления ветрогенератора от мотора из старого принтера. Данная модель отличается средней производительностью и работает, даже при малейшем ветре. Для работы ветрогенератора потребуется также аккумулятор, максимальная мощность прибора составляет 100мА.

В качестве основной детали ветряка используется моторчик, от неработающего принтера струйного типа. Предварительно принтер необходимо разобрать и вынуть из него мотор.

Для фиксаторов лопастей используется транзистор. Его необходимо просверлить в соотношении с размером устанавливаемого вала. Далее все детали фиксируются с помощью клеевого состава на эпоксидной основе. Кроме того, с помощью данного состава обеспечивается защита особо важных частей устройства от влаги и непогоды.

Используя отрезок пластиковой трубы, диаметром около 12 см, вырежьте лопасти для ветряка. Для этих целей используется отрезная машинка. Оптимальное значение ширины детали составляет 90 мм, отверстия сооружаются специальным приспособлением, а затем вал устанавливается на генераторный мотор с помощью винтовых соединений.

В качестве основы для изготовления ветряка используется труба диаметром 55 мм. Для изготовления хвоста используйте фанеру. Мотор устанавливается внутри трубы, Далее выполняется сооружение выпрямителя. Так как мотор не воспроизводит большое количество электричества при небольшом ветре. Таким образом, удается применить схему удвоения, включаемую последовательно.

Схему устанавливается в полиэтиленовый пакет и устанавливается во внутрь трубы вместе с выпрямителем. Далее выполняется фиксация мотора с помощью проволоки. Кроме того, все отверстия заделываются силиконовым пистолетом. Одно отверстие используется для стока воды, а второе для испарения конденсатных масс.

Для фиксации хвоста ветрового генератора используется болт и проволока. Таким образом, удастся надежно зафиксировать установку. Следите за жесткостью полученных соединений.

Для того, чтобы соорудить мачту для установки ветряка используйте брусья, соединенные между собой с помощью саморезов. Зафиксируйте ветряк на мачте и установите на предварительно отведенное место. С помощью такой установки удается зарядить мобильный телефон или организовать подсветку.

Делаем мини ветрогенератор своими руками

Перед началом работы над ветровым генератором, необходимо определиться с количеством ветров в вашем климатическом регионе. Серо-зеленые – безветренные зоны подразумевают использование исключительно ветрогенераторов парусного типа. При необходимости в обеспечении постоянного тока, к ним добавляется прибор в виде бустрера. Данное устройство выполняет функцию выпрямителя, а также стабилизирует напряжение. Также потребуется наличие зарядного устройства, высокомощной батареи, преобразователя. Стоимость изготовления данной установки запредельно высокая и не всегда оправдывается.

В зонах со слабыми ветрами, обозначенных желтым цветом, возможен вариант изготовления ветрогенератора тихоходного типа. Данные устройства отличаются хорошей производительностью.

Для ветреных регионов подойдут любые ветровые установки. Чаще всего, используются приборы вертикального типа – лопастники или парусники.

Для того, чтобы выполнить расчеты по определению мощности ветровой установки, необходимо учесть такие факторы как:

• постоянная скорость ветра в том или ином регионе;
• воздух является сплошной средой, поэтому от качества и производительности ротора зависит мощность ветрогенератора;
• воздушные потоки обладают кинетической энергией.

Предлагаем рассмотреть особенности парусных ветрогенераторов. Данные устройства изготавливают из износостойкого материала, которые отлично противостоят ветрам. Если вы решили изготовить такую установку самостоятельно, то необходимо прежде всего, провести ряд подсчетов, связанных с данными приборами.

В качестве материалом для изготовления ветрогенератора, можно использовать различные железки, которые завалялись у вас дома. Самый дорогостоящий элемент – аккумулятор. Его мощность определяет размеры установки и ее производительность.

Самодельный ветрогенератор аксиального типа изготовить в домашних условиях довольно просто. Начинать работу следует с мачты. Для ее изготовления чаще всего используют трубы, по диаметру они должны быть разными. Для соединения труб между собой используется сварочный аппарат. Мачта устанавливается на забетонированную площадку. При этом, несколько ее метров углубляются в землю, для получения устойчивой конструкции. На отдельных деталях установки нужно наклеить два магнита, Для более прочной фиксации они дополнительно заливаются с помощью эпоксидной смолы.

Далее следует процесс изготовления формы и фанеры. Для этих целей используются катушки, соединенные между собой фазой. Процесс изготовления статора выглядит таким образом: на ранее вырезанный квадрат из фанеры устанавливается вощеная бумага. Далее следует монтаж фанеры, на которой предварительно вырезаны отверстия под монтаж статора. Далее следует процесс монтажа кружка из стеклоткани и устанавливаются катушки.

После этого, производится извлечение готового статора из ранее подготовленной формы. Для изготовления винта используется дюралюминиевая труба. Винт изготавливается диаметром в один метр. Для вырезания лопастей используйте электрический лобзик. В центральной части установки оборудуйте отверстие, с помощью которого будет фиксироваться винт на генераторе.

Ветрогенератор имеет смещенный по отношению к оси хвостовой элемент. При сильных порывах ветра происходит давление на поверхность ветрового генератора и он смещается в сторону. Данная схема позволяет защитить устройство от сильных ветров. Данная модель ветрогенератора позволяет вырабатывать достаточное количество энергии для обеспечения уличной подсветки дома. Сделать ветрогенератор не сложно, главное условие получения качественного прибора – сопоставление силы ветра в вашем регионе с его мощностью.

Технология изготовления мини ветрогенератора своими руками

Для ветрогенератора изготовления необходим минимальный запас инструментов и материалов. Предлагаем вариант сооружения мини ветрогенератора для дачи. Данный прибор способен обеспечить небольшой дом с минимальным количеством электроприборов – электричеством.

Для изготовления такого ветрогенератора потребуется прежде всего диск, на котором устанавливаются магниты. Далее следует процесс наматывания медных катушек, которые заливаются с помощью смолы. Для осуществления вращения, генератор устанавливается на ранее предусмотренном основании.

Данные ветрогенераторы отличаются хорошей производительностью и качественной работой. Соотношение магнита с полюсами составляет два к трем, если ветрогенератор имеет две фазы, для однофазного устройства достаточно соотношение один к трем. Все полюса соотносятся между собой в зависимости от используемых вариантов катушек.

Мощность ветрового генератора определяется прежде всего размерами используемых в его конструировании магнитов. В качестве мачты под генератор достаточно использования стальной трубы или бревна. Аккумуляторы не обязательно использовать новые, сгодятся и любые, подходящие по мощности приборы.

Возможен вариант изготовления сразу нескольких ветрогенераторов, при этом, каждый из них будет выполнять определенные функции – один обеспечивает жилище светом, второй отвечает за работу телевизора, а третий – за ночное освещение.

Из-за постоянного роста цен на потребляемую электроэнергию большинство предприимчивых людей задумываются об альтернативных источниках энергии, которые могут быть изготовлены в домашних условиях. В некоторых регионах нашей страны в качестве такого средства удобнее всего использовать ветровой генератор (смотрите рисунок ниже по тексту).

При рассмотрении вопроса о том, как сделать ветрогенератор, необходимо помнить о том, что для обеспечения электричеством даже небольшого строения потребуется мощный агрегат, стоимость которого может оказаться «неподъёмной». По этой причине большинство пользователей выбирают простейший вариант этого устройства, пригодный для питания не очень энергоёмких потребителей.

Экономичность этих устройств (в отличие от традиционного бензогенератора), как правило, не вызывает у них каких-либо сомнений.

Возможности и назначение

Перед изготовлением ветрогенератора своими руками следует тщательно просчитать все возможные издержки, связанные со сборкой и эксплуатацией этого агрегата (иначе с эффективностью его работы). Для этого необходимо заранее определиться с тем, для каких нужд он предназначается, то есть обозначить круг потребителей генерируемой энергии мощностью порядка 1 квт.

Обычно такие агрегаты используются как дополнительные источники энергии, которых достаточно для того, чтобы:

• Обеспечивать электроэнергией отопительную систему не очень высокой мощности;
• Самому подогреть в случае необходимости некоторое количество воды;
• Освещать отдельные зоны отдыха и прогулочные дорожки (при наличии аккумуляторных устройств).

Перед тем, как сделать электрогенератор своими руками, необходимо также выяснить особенности розы ветров в данном регионе, что очень важно для выбора основных параметров его механизма.

Так, для большинства регионов нашей страны, где ветра не отличаются постоянством и достаточной интенсивностью, целесообразнее использовать самодельный агрегат, рассчитанный на сравнительно низкое напряжение (не более 12 Вольт).

Мощность генератора в этом случае будет ограничена (не более 1-3-х киловатт), что объясняется инерционностью процессов, протекающих в слишком массивных и энергоёмких устройствах.

Для их «раскрутки» потребуется «мощный» вращающий импульс, который в случае слабых ветров не удастся получить даже при лопастях большого размера. Простой, не очень габаритный и малоинерционный прибор – вот оптимальный вариант изготовления элекрогенератора своими руками в бытовых условиях (смотрите фото далее по тексту).

Обратите внимание! Такие генераторы для ветряка, своими руками собранные за городом, можно будет использовать при отключении электропитания 220 Вольт с целью зарядки мобильного телефона и других гаджетов.

Часть деталей будущего электродвигателя можно будет взять уже готовыми, переделав их соответствующим образом.

Выбор конструкции и деталей

При выборе конструкции генераторной ветроустановки следует исходить из климатических условий, характерных для данной местности. Так, для областей с низкой ветровой активностью оптимально подходят генераторы вэу, оснащённые лопастями парусного типа (его внешний вид приведён на рисунке ниже).

В регионах с сильными ветровыми нагрузками самодельный ветрогенератор для дома чаще всего делают в виде вертикально размещённого устройства ограниченной мощности.

Несмотря на то, что ветрогенераторы с вертикальной осью вращения в изготовлении несколько дороже своих горизонтальных аналогов, зато они лучше переносят сильные ветровые нагрузки. Для их изготовления могут применяться самодельные лопасти, собранные из подручных средств (некоторые умельцы приспособились делать их из бочки, разрезанной на отдельные металлические фрагменты).

Более производительные «уловители» ветра целесообразнее покупать готовыми и приспособить их к генератору, в качестве которого можно использовать переделанный мотор от принтера. В любом случае перед началом работ следует проработать эскиз будущего генератора, на котором должна быть изображена подробная схема сборного агрегата.

Дополнительная информация. При выборе покупных лопастей следует исходить из того, что самыми дешёвыми считаются так называемые «парусники».

На их основе проще всего изготавливается вертикальный ветрогенератор.

Для завершения описания возможных конструкций добавим, что будущее устройство может быть сделано из автомобильного стартера или любого отслужившего свой срок автогенератора. Рассмотрим каждый из предлагаемых вариантов изготовления электрогенераторов своими руками более подробно.

Генератор из сканера

Перед тем, как самостоятельно изготовить простейший ветрогенератор 2 Квт, например, потребуется подобрать подходящий для этих целей мотор соответствующей мощности.

В этом случае для сборки ветрогенератора для дома своими руками можно будет воспользоваться старым, но ещё не отработавшим свой срок двигателем от сканера (смотри фото ниже).

Перед тем, как собирать горизонтальный ветрогенератор, рекомендуется обратить внимание на следующие важные моменты:

• При скорости вращения его ротора 200-300 об./мин напряжение удастся поднять максимум до 12 вольт, а вырабатываемая им мощность составит не более 3-х Ватт;
• Этого будет достаточно лишь для заряда аккумулятора небольшой емкости;
• Для сборки более мощного устройства число оборотов придётся поднять до 1000, но в этом случае потребуется редуктор;
• С другой стороны, если собранная передаточная цепочка содержит дополнительный элемент, то увеличивается тормозящий момент, что приведёт к снижению КПД всего устройства (уменьшению его отдачи).

При применении редуктора стоимость преобразователя существенно возрастает, что также должно учитываться при выборе его схемы. В ситуации, когда принято решение о сборке ветряного генератора своими руками без редуктора, исполнителю обязательно потребуются следующие узлы и детали:

• Небольшой по размеру и мощности мотор, снятый со старого сканера;
• Комплект любых выпрямительных диодов в количестве 8-ми штук, необходимых для сборки 2-х выпрямительных мостиков;
• Конденсатор ёмкостью не менее 1000 мкф (можно больше) и стабилизатор типа LM7812;
• Механические детали для изготовления лопастей и ступицы (пластиковая труба и алюминиевая заготовка).

На размещённом ниже рисунке приводится электрическая схема будущего генератора.

Из неё следует, что с выхода шагового двигателя наведённая в его обмотках ЭДС поступает на выпрямительный мостик с подключённым к его выходу сглаживающим фильтром (конденсатор С).

Обратите внимание! Поскольку мотор содержит две отдельных обмотки, для выпрямления переменного тока потребуется два диодных узла.

После сглаживающего электрического фильтра выпрямленное напряжение поступает на стабилизатор LM7812, на выходе которого формируется постоянное напряжение 12 Вольт (им при необходимости можно заряжать аккумуляторы АКБ).

Изготовление привода (лопастей)

В качестве приводного узла берётся алюминиевая пластина произвольной формы, удобная для осевой фиксации 3-х лопастей, разнесённых на 120 градусов (фото ниже).

Рабочие лопасти для ветрогенератора своими руками выпиливаются из обычной пластиковой трубы, на которой предварительно намечаются фломастером 3 заготовки длиной 50 см и шириной 10 см.

После вырезки их края просто обрабатываются надфилем и шкуркой, а затем они закрепляются на алюминиевой пластине-втулке, которая впоследствии крепится на валу двигателя вблизи его фланца.

После изготовления лопастной конструкции она фиксируется на валу посредством нескольких зажимных болтов, обеспечивающих жёсткую установку на миниатюрную электростанцию.

Дополнительная информация. Изготавливаемые вручную самодельные лопастные заготовки следует делать с запасом (их общее число может быть увеличено до четырёх или пяти).

Необходимость в этом объясняется тем, что со временем сделанный своими руками агрегат изнашивается, а при сильных порывах лопасти иногда ломаются. Для продления их жизни при изготовлении можно использовать более износостойкие материалы. Кроме этого варианта можно собрать ветрогенератор с лопастями, сделанными из сплавов алюминия.

Установка и настройка

Балансировка пластиковых лопастей осуществляется путём срезания излишков материала с концов, а угол наклона регулируется их изгибом под нагревом. Сам электрический генератор закрепляется болтами на отрезке пластиковой трубы, которая, в свою очередь, приваривается к вертикальной опоре.

Окончательная сборка генератора сводится к фиксации этой опоры внутри вертикально установленной мачтовой трубы с использованием подшипника. Благодаря такой установке, вся конструкция может свободно вращаться на 360 градусов вокруг своей оси.

Плата с электроникой закрепляется непосредственно на корпусе подвижного генератора, а напряжение с него снимается через токосъёмные кольца с комплектом щёток. Изготовленный своими руками ветрогенератор для частного дома закрепляется на высоте примерно 5-8 метров.

Ветряк вертикальной установки

Соорудить ветрогенератор своими руками на 220 вольт можно и в виде вертикально ориентированной конструкции, чертежи которой приводятся ниже.

Лопастями этой конструкции служат фрагменты железного бочонка небольшого размера, вырезанные по заранее подготовленному профилю. А в качестве основы, на которой они закрепляются, можно выбрать ступицу от генератора постоянного тока автомобиля.

Перед тем, как сделать генератор этого типа, необходимо учесть, что из-за малых оборотов исходной установки мощность генератора тока будет ограничена и вряд ли превысит 2-3 кВт. Для их увеличения потребуется изготовить или купить специальное преобразующее устройство с передаточным числом 1:12 (его называют мультипликатором или редуктором). При одном повороте лопастей на 360 градусов вал генераторного устройства будет делать 12 оборотов.

О том, как сделать электрогенератор своими руками из автомобильного генератора, в Интернете имеется достаточно информации. Там же указывается, что, несмотря на вносимую редуктором дополнительную нагрузку, она все же не превышает аналогичного показателя для автомобильной схемы со стартёром.

Лопасти для такого изделия можно вырезать из листа алюминия с соответствующими подготовленному профилю размерами. При установке на ветряк, используемый для отопления, например, их потребуется минимум 6 штук.

Генератор на магнитах

Ищущим информацию о том, как собрать генератор в обычных домашних условиях, следует знать о ещё одном распространённом способе его изготовления. Речь пойдёт о таком известном варианте исполнения как генератор на неодимовых магнитах.

Изготовить такой агрегат довольно просто. За его основу берётся ступица от колеса, служащая ротором, после чего на неё посредством специального состава наклеиваются порядка 20-ти неодимовых магнитов. Для большей прочности сверху они дополнительно заливаются эпоксидной смолой.

Обмотки статора изготавливаются в виде катушек с общем количеством витков порядка 1000-1200. Устройство на неодимовых магнитах 5 квт мощности, например, должно обеспечивать на выходе выпрямителя постоянный ток около 6-ти Ампер. Этого вполне достаточно для того, чтобы заряжать 12-вольтовый АКБ.

В заключение обзора, посвящённому тому, как сделать электрогенератор своими руками, отметим, что для его изготовления от исполнителя потребуется лишь немного умения и сосредоточенности. При условии внимательного изучения приведённых здесь материалов собрать генераторное устройство будет совсем несложно.

Видео

Самостоятельная сборка ветрогенератора в первую очередь предполагает создание самого генератора. И, как оказывается, это можно сделать легко из подручных средств.

Варианты изготовления

За длительное время существования альтернативной энергетики были созданы электрогенераторы самых разных конструкций. Их можно сделать своими руками. Большинство людей думает, что это трудно, так как требуется определенный объем знаний, различные дорогостоящие материалы и т.д. При этом генераторы будут очень низкой производительности по причине большого количества просчетов. Именно эти мысли заставляют желающих отказаться от идеи сделать ветряк своими руками. Но все утверждения являются абсолютно неправильными, и сейчас мы это покажем.

Умельцы чаще всего создают электрогенераторы для ветряка двумя методами:

1. Из ступицы;
2. Переделывают готовый двигатель под генератор.

Рассмотрим эти варианты более подробно.

Изготовление из ступицы

Самым разрекламированным среди всех вариантов является обычный самодельный дисковый генератор для ветряка, который создается с использованием неодимовых магнитов. Главными его преимуществами являются: простота сборки, не требует особых знаний, возможность не придерживаться точных параметров. Даже если будут допущены ошибки — это не страшно, так как в любом случае ветряком вырабатывается электричество и его можно довести до ума с приходом практики.

Итак, для начала нам нужно подготовить основные элементы для сборки ветрогенератора:

• ступица;
• тормозные диски;
• неодимовые магниты 30х10 мм;
• медная лакированная проволока диаметром 1,35 мм;
• клей;
• фанера;
• стеклоткань;
• эпоксидная или полиэфирная смола.

Самодельные дисковые генераторы делаются на основе ступицы и двух тормозных дисков от ВАЗ 2108. Можно с уверенностью говорить, что практически у любого хозяина найдутся в гараже эти части автомобиля.

На тормозных дисках мы расположим неомагниты. Их нужно брать в количестве, делимом на 4. Рекомендуемо применять 12+12 или 16+16 единиц. Это самые приемлемые варианты по эффективности и затратам. Располагать их нужно с чередованием полюсов. Статор нашего самодельного электрогенератора для ветряка также делается с использованием фанеры, которая выпилена по форме. Далее, на него устанавливаются намотанные катушки, и все заливается эпоксидной или полиэфирной смолой. Из стеклоткани рекомендуется вырезать два круга такого же размера, как и статор. Они будут закрывать верхнюю и нижнюю стороны для большей жесткости конструкции.

Неомагниты можно применять любой формы. Старайтесь заполнять полностью все колесо с минимальными зазорами между элементами. Катушки требуется наматывать так, чтобы общее количество витков было в пределах 1000-1200. Это даст возможность генератору выдавать при 200 об/мин 30 В и 6 А. Также будет значительно лучше делать их овальными, а не круглыми. Ветровой электрогенератор станет более мощным благодаря такому решению.

=»Неомагниты для ветрогенератора» width=»640″ height=»480″ class=»aligncenter size-full wp-image-697″ />
Что касается статора нашего будущего генератора для ветряка, то его толщина обязательно должна быть меньше, чем размер магнитов, например, если магниты имеют толщину 10 мм, то статор лучше всего выполнить 8 мм (по 1 мм зазора оставить). Размеры дисков же должны быть больше толщины магнитов. Все дело в том, что через железо все магниты подпитывают друг друга и чтобы вся сила уходила именно в полезную работу требуется выполнять это условие. Если учитывать это, делая электрогенератор своими руками, то можно немного повысить его эффективность.

Подключение катушек

Собранный своими руками генератор для ветряка может быть как однофазным, так и трехфазным. Большинство начинающих выбирают первый вариант, так как он немного проще и легче. Но у однофазного подключения есть недостатки в виде повышенной вибрации под нагрузкой (гайки могут раскручиваться) и своеобразный гул. Если данные показатели не имеют значения, то катушки требуется соединять следующим образом: конец первой нужно спаять с концом второй, вторую катушку с третьей и т.д. Если что-то перепутать — схема работать не будет. Хотя здесь сложно что-то сделать не так.

Трехфазная схема хоть и требует большей внимательности, но при этом установка под нагрузкой не гудит и практически не вибрирует, а разведенные фазы под 120 градусов повышают мощность в определенных режимах работы. Трехфазное подключение катушек своими руками заключается в соединении их через 3 единицы. Например, при использовании 12 катушек распаиваются для первой фазы 1, 4, 7 и 10. Для второй — 2, 5, 8 и 11. Для третьей — 3, 6, 9 и 12. Все шесть получившихся концов можно смело выводить наружу из статора. Соединять фазы можно звездой (для получения большего напряжения) или треугольником (для получения большей силы тока).

Элементы основы можно заказать у токаря. Это будет более верным решением, так как автомобильная ступица и тормозные диски довольно массивные. Также можно сделать небольшую хитрость в виде увеличения диаметра всего колеса, ведь чем он больше, тем выше радиальная скорость ветрогенератора.

Дисковые генераторы имеют простую конструкцию, высокую эффективность и у них отсутствует эффект залипания. Дополнительно, ветровые установки, созданные на их основе, довольно легкие. Но по причине отсутствия сердечников, магнитов требуется использовать в два раза больше. Рассмотренный вариант является самым простым для создания ветряка своими руками.

Изготовление из асинхронного двигателя

Генератор для ветряка также можно сделать благодаря переделке асинхронного двигателя. Для этого требуется или переточить ротор на размер неомагнитов, или сделать его своими руками. Переточка родного ротора предполагает еще и использование стальной гильзы, которая бы замыкала магнитное поле. По этой причине нужно учитывать и ее толщину. Можно использовать как круглые, так и квадратные магниты. Последний вариант более эффективный по причине возможности установить их с большей плотностью.

Вследствие неизбежного залипания ротора, клеить неомагниты нужно с небольшим скосом. Смещение требуется делать по принципу зуб + паз. Делая генератор своими руками нужно также перематывать катушки. Причиной тому является использование обмотки из тонкого провода, который не рассчитан на большие напряжения и ампераж. Если используются низкооборотные двигатели, то перематывать их под генератор не требуется, так как у них уже используется хороший, толстый провод.

Перематывать двигатели под генераторы своими руками несложно, но рекомендуется доверить данную работу электрикам. Это позволит избежать ошибок и при этом ветряки из асинхронников получаются значительно эффективнее.

Решение оборудовать ветровые установки мультипликатором позволяет не перематывать двигатель. Также можно поставить небольшой электромагнит для самовозбуждения. Его запитка производится за счет самого вращения ветряка, а чтобы он не потреблял электричество с аккумулятора устанавливается в цепь мощный диод.

В конце хотелось бы сказать, что сделать самодельный генератор для своего ветряка довольно просто. И для этого не требуется особых знаний. Нужно запастись терпением и готовностью проводить опыты. Но при этом следует помнить о технике безопасности, так как электрогенераторы могут вырабатывать большие токи.

Рекомендуем также

Типы и конструкция ветряных генераторов для ветроэнергетики

Типы и конструкция ветряных генераторов для ветроэнергетики Статья Учебники по альтернативной энергии 19.06.2010 10.11.2021 Учебные пособия по альтернативным источникам энергии

Типы ветряных генераторов

Ветряная турбина состоит из двух основных компонентов, и, рассмотрев один из них, конструкцию лопастей ротора в предыдущем учебном пособии, теперь мы можем взглянуть на другую, ветряную турбину Генератор или WTG’s , который представляет собой электрическую машину, используемую для выработки электроэнергии.Электрический генератор с низкой частотой вращения используется для преобразования механической вращательной мощности, производимой энергией ветра, в полезную электроэнергию для снабжения наших домов и лежит в основе любой ветроэнергетической системы.

Преобразование вращательной механической энергии, генерируемой лопастями ротора (известной как первичный двигатель), в полезную электрическую мощность для использования в бытовых системах электроснабжения и освещения или для зарядки аккумуляторов может быть выполнено с помощью любого из следующих основных типов вращательного движения. электрические машины, обычно используемые в ветроэнергетических установках:

• 1.Машина постоянного тока (DC), также известная как Dynamo
• 2. Синхронная машина переменного тока (AC), также известная как генератор переменного тока
• 3. Индукционная машина переменного тока (AC), также известный как генератор переменного тока

Все эти электрические машины являются электромеханическими устройствами, которые работают по закону электромагнитной индукции Фарадея. То есть они действуют за счет взаимодействия магнитного потока и электрического тока или потока заряда.Поскольку этот процесс обратим, та же машина может использоваться в качестве обычного электродвигателя для преобразования электроэнергии в механическую энергию или в качестве генератора, преобразующего механическую энергию обратно в электрическую.

Ветряная турбина Индукционный генератор

Электрические машины, которые чаще всего используются для ветряных турбин, работают как генераторы, причем синхронный генератор и индукционный генератор (как показано) обычно используются в более крупных системах ветряных генераторов.Обычно небольшие или самодельные ветряные турбины, как правило, используют низкоскоростной генератор постоянного тока с постоянными магнитами или динамо, поскольку они маленькие, дешевые и их намного проще подключить.

Имеет ли значение, какой тип электрического генератора мы можем использовать для производства энергии ветра. Простой ответ – и да, и нет, поскольку все зависит от типа системы и приложения, которое вы хотите. Низковольтный выход постоянного тока от генератора или динамо-машины старого типа можно использовать для зарядки батарей, в то время как более высокий синусоидальный выход переменного тока от генератора переменного тока может быть подключен непосредственно к местной сети.

Кроме того, выходное напряжение и потребляемая мощность полностью зависят от имеющихся у вас приборов и от того, как вы хотите их использовать. Кроме того, расположение ветряного генератора, будет ли ветровой ресурс поддерживать его постоянное вращение в течение длительных периодов времени, или скорость генератора и, следовательно, его мощность будут изменяться вверх и вниз в зависимости от изменения имеющегося ветра.

Производство электроэнергии

A Ветряная турбина Генератор – это то, что производит ваше электричество, преобразовывая механическую энергию в электрическую.Давайте проясним здесь: они не создают энергии и не производят больше электрической энергии, чем количество механической энергии, используемой для вращения лопастей ротора. Чем больше «нагрузка» или электрическая нагрузка на генератор, тем больше механической силы требуется для вращения ротора. Вот почему генераторы бывают разных размеров и производят разное количество электроэнергии.

В случае «ветряного генератора», ветер толкает непосредственно лопасти турбины, что преобразует линейное движение ветра во вращательное движение, необходимое для вращения ротора генератора, и чем сильнее ветер толкает, тем сильнее может быть произведено больше электроэнергии.Тогда важно иметь хорошую конструкцию лопастей ветряной турбины, чтобы извлекать как можно больше энергии из ветра.

Все электрические турбогенераторы работают из-за эффектов перемещения магнитного поля мимо электрической катушки. Когда электроны проходят через электрическую катушку, вокруг нее создается магнитное поле. Точно так же, когда магнитное поле движется мимо катушки с проволокой, в катушке индуцируется напряжение, как определено законом магнитной индукции Фарадея, заставляя электроны течь.

Простой генератор, использующий магнитную индукцию

Затем мы можем видеть, что при перемещении магнита мимо одиночной проволочной петли в проволочной петле индуцируется напряжение, известное как и ЭДС (электродвижущая сила), из-за магнитного поля магнит.

Когда в проводной петле возникает напряжение, электрический ток в форме потока электронов начинает течь по петле, генерируя электричество.

Но что, если бы вместо одной отдельной проволочной петли, как показано, у нас было бы много петель, намотанных вместе на одном и том же каркасе, чтобы сформировать катушку из проволоки, гораздо большее напряжение и, следовательно, можно было бы генерировать ток для того же количества магнитного потока.

Это связано с тем, что магнитный поток проходит через большее количество проводов, создавая большую ЭДС, и это основной принцип закона электромагнитной индукции Фарадея, и генератор переменного тока использует этот принцип для преобразования механической энергии, такой как вращение ветряной турбины или гидроэлектростанции. турбина, в электрическую энергию, производящую синусоидальную форму волны.

Итак, мы видим, что есть три основных требования для выработки электроэнергии, а именно:

• Катушка или набор проводников
• Система магнитного поля
• Относительное движение между проводниками и полем

Чем быстрее Катушка с проволокой вращается, тем больше скорость изменения магнитного потока, отсекаемого катушкой, и тем больше индуцированная ЭДС внутри катушки. Точно так же, если магнитное поле становится сильнее, наведенная ЭДС увеличится при той же скорости вращения.Таким образом: Индуцированная ЭДС Φ * n. Где: «Φ» – поток магнитного поля, а «n» – скорость вращения. Также полярность генерируемого напряжения зависит от направления магнитных линий потока и направления движения проводника.

Существует два основных типа электрического генератора и генератора переменного тока: генератор с постоянным магнитом и генератор с возбужденным полем , причем оба типа состоят из двух основных частей: статора и ротора .

Статор является «неподвижной» (отсюда и название) частью машины и может иметь либо набор электрических обмоток, образующих электромагнит, либо набор постоянных магнитов в рамках своей конструкции. Ротор – это часть машины, которая «вращается». Опять же, ротор может иметь вращающиеся выходные катушки или постоянные магниты. Как правило, генераторы и генераторы переменного тока, используемые для генераторов ветряных турбин, определяются тем, как они создают свой магнетизм, будь то электромагниты или постоянные магниты.

У обоих типов нет реальных преимуществ и недостатков. Большинство бытовых ветряных генераторов на рынке используют постоянные магниты в своей конструкции турбогенератора, которые создают необходимое магнитное поле при вращении машины, хотя некоторые действительно используют электромагнитные катушки.

Эти высокопрочные магниты обычно изготавливаются из редкоземельных материалов , таких как неодимовое железо (NdFe) или самарий-кобальт (SmCo), что устраняет необходимость в обмотках возбуждения для обеспечения постоянного магнитного поля, что приводит к более простой и прочной конструкции. строительство.

Обмотки намотки поля имеют то преимущество, что их магнетизм (и, следовательно, мощность) согласовывается с изменяющейся скоростью ветра, но для создания необходимого магнитного поля требуется внешний источник энергии.

Теперь мы знаем, что электрический генератор обеспечивает средство преобразования энергии между механическим крутящим моментом, создаваемым лопастями ротора, называемым первичным двигателем, и некоторой электрической нагрузкой.

Механическое соединение генератора ветряной турбины с лопастями ротора осуществляется через главный вал, который может быть либо простым прямым приводом, либо с помощью коробки передач для увеличения или уменьшения скорости генератора относительно скорости вращения лопастей.

Использование коробки передач позволяет лучше согласовать частоту вращения генератора с частотой вращения турбины, но недостатком использования коробки передач является то, что как механический компонент он подвержен износу, что снижает эффективность системы. Однако прямой привод может быть более простым и эффективным, но вал и подшипники ротора генератора подвергаются полному весу и вращательной силе лопастей ротора.

Кривая выходной мощности ветряного генератора

Таким образом, тип ветряного генератора, необходимый для конкретного места, зависит от энергии, содержащейся в ветре, и характеристик самой электрической машины.Все ветряные турбины имеют определенные характеристики, связанные со скоростью ветра.

Генератор (или генератор переменного тока) не будет производить выходную мощность до тех пор, пока его скорость вращения не превысит заданную скорость ветра, когда сила ветра на лопасти ротора достаточна для преодоления трения, а лопасти ротора разгоняются достаточно для того, чтобы генератор мог начать производить полезную мощность.

Выше этой скорости включения генератор должен вырабатывать мощность, пропорциональную кубу скорости ветра (K.V ³ ), пока не достигнет максимальной номинальной выходной мощности, как показано.

Выше этой номинальной скорости ветровые нагрузки на лопасти ротора будут приближаться к максимальной прочности электрической машины, и генератор будет производить свою максимальную или номинальную выходную мощность, когда будет достигнуто окно номинальной скорости ветра.

Если скорость ветра продолжит увеличиваться, генератор ветряной турбины остановится в точке отключения, чтобы предотвратить механическое и электрическое повреждение, что приведет к нулевой выработке электроэнергии. Тормозом для остановки генератора из-за его повреждения может быть либо механический регулятор, либо электрический датчик скорости.

Купить ветрогенератор, такой как ECO-WORTHY 400 Вт ветрогенератор, для зарядки аккумулятора непросто, и необходимо учитывать множество факторов. Цена только одна из них. Обязательно выбирайте электрическую машину, соответствующую вашим потребностям. Если вы устанавливаете систему, подключенную к сети, выберите генератор сетевого напряжения переменного тока.

Если вы собираетесь установить аккумуляторную систему, поищите генератор постоянного тока для зарядки аккумуляторов. Также учитывайте механическую конструкцию генератора, такую ​​как размер и вес, скорость работы и защиту от окружающей среды, поскольку он будет проводить весь свой срок, установленный на вершине столба или башни.

В следующем уроке о ветряных генераторах мы рассмотрим машины постоянного тока и то, как мы можем использовать генератор PMDC для производства электроэнергии из энергии ветра. Чтобы узнать больше о «Генераторах ветряных турбин» или получить дополнительную информацию о ветровой энергии о различных доступных ветроэнергетических системах, или изучить преимущества и недостатки ветровой энергии, нажмите здесь, чтобы получить копию одного из лучших «Ветряных турбин» Гиды »прямо сейчас с Amazon.

Самые продаваемые товары, связанные с турбогенераторами

Amazon.com: Ветряная мельница (DB-400) 400 Вт, 12 В, ветряная турбина, комплект: патио, лужайка и сад

Создание за пределами нашего собственного видения

Благодаря революционным технологическим достижениям, достигнутым нашей командой за годы исследований, мы с гордостью представляем вам универсальную ветряную турбину, которая является небольшой, легкой и достаточно компактной, чтобы ее можно было использовать как в жилых, так и в небольших коммерческих помещениях.Ветряная турбина выдерживает суровые погодные условия, такие как солнце, резкие ультрафиолетовые лучи, проливные дожди и ураганы категории до 3. 3 лезвия из стекловолокна и хвостовая часть обрезаны с точностью до миллиметра, чтобы сделать его легким и работать со 100% эффективностью. Его вращение на 360 градусов позволяет максимально преобразовать кинетическую энергию ветра в полезную электроэнергию с любого направления, в котором дует ветер.

Получайте электричество из воздуха

Ветряные турбины легкие и долговечные, что позволяет собирать и вырабатывать электричество буквально «ветерком».Выработка собственного электричества из ветра с помощью небольших ветряных турбин является полностью экологически чистой, без выбросов и возобновляемой электроэнергией для индивидуальных домов, ферм и малых предприятий. Все наши клиенты производят экологически чистую электроэнергию, сокращают свои счета за электроэнергию и помогают защищать окружающую среду более стильным способом.

Экологичность – это весь «пакет», а не только продукт.

Уменьшите выбросы глобального потепления.Ветряк производит 100% бесплатную воду и загрязнение воздуха. Мы стремимся использовать самые чистые материалы не только для ветряной турбины, но и для ее упаковки, мы обязуемся соблюдать строгие правила компактного дизайна, мы удаляем все ненужные компоненты, чтобы сохранить окружающую среду.

– это цена в миллион долларов в 2021 году?

Написано Дэном Блеветтом

Сколько будет стоить ветряная турбина в 2021 году? Какими бы большими они ни были, не секрет, что эти ветряные монстры дороги.

В сегодняшней статье мы погрузимся в цифры: сколько стоит ветряная турбина, действительно ли они окупаются со временем и стоят ли этого большие первоначальные вложения? Оффшорные ветряные электростанции набирают обороты с администрацией Байдена в Соединенных Штатах и ​​во всем мире, однако оценки затрат на прибрежный ветер сложнее определить, чем на береговый ветер.

Сколько стоит ветряная турбина в 2021 году на начальном этапе?

Для коммерческих ветряных турбин ответ – миллионов долларов за турбину.

Ветряные турбины стоят лота , и, как таковые, инвестиции окупаются в течение длительного периода времени.

Турбины вырабатывают значительное количество электроэнергии и продают ее обратно местным энергетическим предприятиям, откуда она направляется в энергосистему, используемую домами и предприятиями.

Распределение начальных затрат на ветряные турбины

• 2,6–4 миллиона долларов за коммерческую ветряную турбину среднего размера
  • Типичная стоимость составляет 1 доллар.3 миллиона на мегаватт (МВт) производственной мощности
  • Большинство коммерческих ветряных турбин имеют мощность 2-3 МВт, но морские турбины могут достигать 12 МВт
  • Стоимость увеличивается с увеличением размера турбины, хотя Преимущества использования меньшего количества турбин большего размера – сложность и конструкция всей фермы значительно упрощаются за счет меньшего количества турбин большего размера.

Заинтересованы в ветроэнергетике? Ознакомьтесь с нашим подкастом об энергии ветра: Uptime

Слушайте время безотказной работы на любой платформе подкастов

Затраты на техническое обслуживание ветряных турбин

После постройки техническое обслуживание – это постоянные расходы.

• 1-2 цента за произведенный киловатт-час, или
• 42 000–48 000 долл. США в год

Расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание могут быть значительными, но все эти машины являются долгосрочными инвестициями, которые (надеюсь) окупаются. время.

Исследование ветряных турбин с использованием данных Германии показало, что эти затраты могут составлять в среднем 1-2 евроцента за киловатт-час (кВтч) произведенного.

В этой статье утверждается, что типичные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание составляют 42 000–48 000 долларов в год в Соединенных Штатах, но это число также уменьшается по мере совершенствования технологий.

Это число растет с возрастом турбины, что неудивительно, учитывая износ и суровые условия, в которых работают эти машины.

Из чего состоят «Эксплуатация и техническое обслуживание»?

Эксплуатация и техническое обслуживание (ЭиТО) состоит из следующих частей:

• Страхование
• Аренда земли
• Обслуживание, ремонт и запасные части
• Административные задачи
• Электроэнергия (для работы требуется немного электричества)
• Разное

Эти периодические расходы не слишком значительны, а стоимость турбины значительно снизится. превзойти затраты на техническое обслуживание.

Ремонт может быть значительным редуктором мощности (подробнее об этом позже), а удары молнии по ветряным турбинам могут стать настоящей проблемой.

Хотя турбинные лопатки оставляют фактор с системой молниезащиты, часто они неадекватны.

Дополнительные слои молниезащиты особенно важны для морских ветряных турбин, где транспортировка рабочих для ремонта является дорогостоящей и трудоемкой.

Такие изделия, как сегментированные молниеотводы, могут обеспечить дополнительную защиту ветряных турбин от разряда молнии.

Сколько электроэнергии вырабатывает ветряная турбина?

Мы покрыли расходы, поэтому теперь давайте перейдем к большому вопросу: сколько электроэнергии вырабатывает ветряная турбина?

Ветровые турбины имеют мощность в мегаваттах (МВт), что указывает на их способность вырабатывать электроэнергию.

Один мегаватт = 1 000 000 ватт мощности.

Один мегаватт может обеспечить электричеством около 1000 домов в месяц, но в действительности ветряные турбины не достигают своей номинальной мощности из-за изменения скорости ветра.

Размер ветряной турбины влияет на выработку электроэнергии

Ветровые турбины стоят тем больше, чем больше они становятся, но они производят больше электроэнергии с гондолами большего размера и лопастями турбины.

В 2019 году сообщалось, что средний диаметр ротора увеличился до 129 метров (423 фута).

Стандартные размеры коммерческих ветряных турбин в мегаваттах:

Морские ветряные электростанции выбирают более крупные ветряные турбины отчасти из-за высокой стоимости их установки и транспортировки электроэнергии, а также из-за повышенной эффективности, которую они получают при постоянной более высокой скорости ветра.

Предпочтительнее строить одну турбину, чем множество меньших, потому что нужно строить меньше башен и наземных систем анкерного крепления, что делает все менее сложным.

Скорость и направление ветра влияют на «фактор мощности» при производстве электроэнергии

При полной скорости ветра турбина может работать на полную мощность. Если турбина рассчитана на 2,5 МВт, то при максимальной скорости ветра она будет выдавать 2,5 МВт мощности.

Тем не менее, все мы знаем, что ветер никогда не бывает постоянным.

Поскольку ветер стихает, меняет направление и т. Д., Общие средние значения будут намного ниже, обычно в диапазоне 30-40% для наземных ветряных турбин и до 65% (иногда выше в редких случаях) для морских турбин.

Самая большая ветряная турбина: турбина GE Haliade-X 12 МВт

GE Haliade-X… безумен.

Эта огромная ветряная турбина является первой, предлагающей мощность 12 МВт, с лопастями длиной 107 м (351 фут) и общей площадью основания, достигающей 260 м (853 фута) в небе.

Турбины такого размера обычно используются на море, где скорость ветра постоянно намного выше и передача мощности более сложна. Меньшее количество турбин большего размера = более легкая передача энергии, меньшее количество кабелей на большие расстояния и более простая система в целом.

Если вам интересно, как эти турбины остаются в вертикальном положении на сумасшедших волнах и уносятся в море, ознакомьтесь с этой статьей с отличными иллюстрациями.

Сколько денег вырабатывает ветряная турбина за счет вырабатываемой электроэнергии?

Помните, что ветряная турбина имеет максимальную номинальную мощность (например, 4 мегаватта), но она будет вырабатывать электроэнергию только с «коэффициентом мощности» или «коэффициентом нагрузки», который составляет процент от этого максимума.

В приведенной ниже таблице вы найдете некоторые цифры, основанные на типичной продажной цене (данные за 2019 год) электроэнергии, производимой ветряными турбинами. Эта энергия продается обратно в электросеть коммунальных предприятий, и цена снижается по мере совершенствования турбинной техники.

Эта продажа электроэнергии позволяет ветровым турбинам окупать себя и создавать возобновляемую энергию.

Мы, , хотим, чтобы эта мощность была дешевой, и она движется в правильном направлении.

Цель состоит в том, чтобы турбины производили более высокий коэффициент мощности, что означает, что они производят больше электроэнергии за время работы.

Нужна молниезащита для ветряной турбины?

Наши сегментные молниеотводы для ветряных турбин StrikeTape – самые надежные и высокопроизводительные изделия в мире. Расходы на техническое обслуживание ветряных турбин стремительно растут при постоянном повреждении их ударами молнии, поэтому защитите свои турбины наилучшим образом.

Используйте молниезащиту StrikeTape на своей ветровой электростанции.

Больше вопросов и ответов о ветряных турбинах

Ознакомьтесь с нашими распространенными вопросами о ветряных турбинах, приведенными ниже, в том числе многие вопросы о стоимости ветряных турбин, технических характеристиках и многом другом.

Если у вас есть вопрос, оставьте его ниже, и мы дополним эту статью нашим ответом!

Какова высота ветряной турбины?

Башни большинства коммерческих ветряных турбин имеют высоту от 200 до 260 футов. Лезвия, часто более 100 футов в длину, при пересчете на общую высоту увеличивают число до 300.Лопасти ветряной турбины модели Gamesa G87 достигают высоты 399 футов.

Как быстро вращается ветряная турбина?

Скорость кончика лопастей ветряной турбины обычно колеблется от 120 до 180 миль в час, хотя она меняется в зависимости от ветровых условий. Из-за своего огромного размера (с лезвиями более 100 футов) они выглядят так, как будто вращаются медленно, тогда как на самом деле скорость острия лезвия очень и очень высока.

Сколько будет стоить ветряк в 2021 году?

1 300 000 долларов США за мегаватт. Типичная ветряная турбина имеет мощность 2–3 МВт, поэтому стоимость большинства турбин составляет 2–4 миллиона долларов. Согласно исследованиям эксплуатационных расходов ветряных турбин, эксплуатация и техническое обслуживание обходятся дополнительно от 42 000 до 48 000 долларов в год.

Делают ли они небольшие ветряные турбины для частных домов?

Да, и эти небольшие турбины теперь могут стоить менее 1000 долларов.Производство энергии будет сильно различаться в зависимости от размера, характеристик и ветровых условий дома человека, а некоторые дома могут вообще не подходить для установки турбины. Есть причина, по которой ветряные электростанции тщательно размещаются в условиях сильного ветра, часто в суровых условиях – сильные ветры случаются в местах, где люди часто не хотят жить. Если в вашем доме не дует постоянный сильный ветер, возможно, нет финансового смысла устанавливать какой-либо тип ветряной турбины.

Попадаются ли в птиц лопасти ветряных турбин?

Сколько домов может привести в действие одна ветряная турбина?

Хотя это число может сильно варьироваться в зависимости от таких факторов, как размер, ветровые условия, ремонт и длина лопастей, типичная ветряная турбина может привести в действие 1000–2000 домов за один год.Один мегаватт мощности по производству энергии будет обеспечивать электроэнергию около 1000 домов, а многие береговые ветряные турбины имеют мощность 2–3 МВт.

Какой коэффициент мощности у ветряных турбин?

Коэффициент мощности или коэффициент нагрузки – это фактическая выработка электроэнергии с течением времени, а не теоретический максимум, который может производить турбина. Потому что ветряные турбины не могут постоянно поддерживать пиковую производительность (даже близко) из-за меняющихся ветровых условий, простоев для обслуживания и т. Д.- важно учитывать фактор мощности, определяющий, сколько ожидаемой мощности турбина будет производить в течение года или более.

Сколько денег вырабатывает ветряная турбина за счет вырабатываемой электроэнергии?

Сколько денег вырабатывает ветряная турбина за счет вырабатываемой электроэнергии?

10 ноября 2020

Хотите знать, сколько денег можно заработать на ветряных турбинах?

Это общий вопрос, учитывая, сколько стоят ветряные турбины и насколько они велики.Если вы планируете приобрести ветряную турбину, обратите внимание на следующие моменты:

Сколько стоят ветряные турбины?

Домашние или фермерские турбины обычно менее 100 киловатт и стоят около 3000–8000 долларов за киловатт мощности. В большом доме потребуется турбина мощностью 10 киловатт, а стоимость ее установки составит около 50–80 тысяч долларов. Меньшие по размеру фермы или жилые турбины стоят меньше, но они дороже в расчете на киловатт производимой энергии.

С другой стороны, коммерческие ветряные турбины стоят миллионы долларов. Вот разбивка:

1. Коммерческая ветряная турбина среднего размера (2 мегаватта) стоит около 2,6–4 миллиона долларов.
2. Стоимость турбины увеличивается вместе с размером турбины. Есть также определенные преимущества от использования более крупных ветряных турбин.
3. Стоимость также зависит от того, сколько турбин вы закажете, когда будет заключено соглашение, контракты и местонахождение проекта.

Сколько денег приносит ветряная турбина? Турбины

– довольно дорогое вложение, поэтому важно, чтобы они приносили деньги покупателю. Владельцы ветряных турбин могут продавать электроэнергию местным энергокомпаниям для домов и предприятий. Так сколько же могут производить ветряные турбины?

Ветровые турбины могут приносить от 3000 до 10 000 долларов в год в зависимости от размера и киловаттной мощности турбины. Фермеры на ветряных электростанциях могут поддерживать собственное производство электроэнергии и гарантировать более низкую цену в течение как минимум 20 лет.

В 2019 году турбина мощностью 1 мегаватт произвела 61 320 долларов США при 35% мощности, 87 600 долларов США при 50% мощности и 114 880 долларов США при 65% мощности. Турбина мощностью 2,5 мегаватта произвела 153 300 долларов при 35% мощности, 219 000 долларов при 50% мощности и 284 700 долларов при 65% мощности. Наконец, турбина мощностью 4 МВт произвела 245 280 долларов США при 35% мощности, 350 400 долларов США при 50% мощности и 455 520 долларов США при 65% мощности.

Ветровые турбины могут работать только на 35–65% мощности из-за ветровых условий.

Стоимость обслуживания ветряной турбины

После покупки и сборки ветряной турбины необходимо учитывать текущие расходы на техническое обслуживание:

• 1-2 цента за киловатт-час произведенного
• 42 000–48 000 долларов в год

Хотя эти затраты кажутся высокими, ветряные турбины стоят вложенных средств, особенно потому, что они могут окупить затраты самостоятельно.

Если вы хотите приобрести или отремонтировать ветряную турбину, вам следует обратиться в авторитетную энергетическую компанию. В Anemoi Energy Services мы предлагаем комплексное обслуживание ветряных турбин и услуги ветряных турбин, чтобы ваши установки работали эффективно и с максимальной производительностью каждый день. Свяжитесь с Anemoi сегодня для любого обслуживания ветряных турбин.

Все новости

Ветряные турбины и возобновляемые источники энергии

Системы ветряных турбин являются источником возобновляемой энергии.Они больше всего подходят для ветреной сельской местности.

На этой странице:

• Конфигурация системы ветрогенератора
• Мощность системы ветрогенератора
• Скорость ветра и мощность
• Контроль отключения
• Факторы, влияющие на мощность генерации
• Установка системы ветрогенератора
• Подключение к электросети
• Ветер загрязнение генератора.

В оптимальных условиях эффективность ветрогенератора при преобразовании энергии в электричество составляет около 45%, хотя исследования Новой Зеландии показывают, что эффективность 1040% чаще встречается в повседневной работе.

Исследования показали, что средняя скорость ветра в конкретном месте должна превышать как минимум 68 метров в секунду (м / с), чтобы небольшая ветряная турбина была экономически жизнеспособной.

При рассмотрении затрат и экономической целесообразности имейте в виду, что дополнительные затраты на согласование затрат, фрахта, бетонного фундамента, проводки могут быть эквивалентны 3080 процентам стоимости самой турбины. Турбина мощностью 2 кВт может стоить около 2030 000 долларов США, включая установка. Затраты на техническое обслуживание также следует учитывать, как правило, ветряные турбины имеют более высокие требования к техническому обслуживанию, чем, например, фотоэлектрические системы.Некоторые расчеты показали, что во многих случаях солнечная электрическая система, вероятно, будет более рентабельной, чем ветряная турбина. По данным Управления электроэнергетики, в последние годы почти не устанавливались бытовые или небольшие ветряные генераторы.

Они больше подходят для удаленных мест, так как могут создавать шум и могут считаться неприглядными.

Турбины могут не работать в городских условиях, потому что препятствия, такие как здания, имеют тенденцию делать ветер турбулентным и неустойчивым.

Конфигурация системы ветрогенератора

Типовая ветряная турбина для выработки электроэнергии

Компоненты ветряной турбины

Ветряная турбина включает:

• лопастей турбины пропеллеры с двумя, тремя или пятью лопастями, установленными на горизонтальном валу (это дает более высокую мощность, чем когда они установлены на вертикальном валу) и изготовленные из легкого материала, такого как углеродное волокно, стекловолокно или дерево, достаточно прочное, чтобы противостоять силам ветра.
• хвостовая часть обычно представляет собой плавник, который вращает корпус ветрогенератора, чтобы повернуть турбину в направлении ветра, с плавником непосредственно по ветру
• Электроэнергия переменного тока генератора генерируется обмотками ротора, соединенными с валом от турбины
• выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный для электричества, которое направляется в аккумуляторную систему хранения (выпрямитель может быть расположен в генераторе переменного тока или в отдельном блоке управления вдали от башни)
• электрические кабели передают электричество от генератора к система электропитания или аккумуляторов
• контактные кольца предотвращают скручивание кабелей, поскольку в противном случае они будут скручиваться внутри башни при вращении корпуса турбины
• Электроэлемент всегда вырабатывается, когда турбина вращается, поэтому, если мощность превышает емкость накопителя , он должен быть перенаправлен на фиктивную нагрузку (обычно электрический элемент, который сильно нагревается) или продан (если это разрешено в t plan) розничному продавцу электроэнергии
• возвышается конструкция (обычно из стали, бетона или дерева), которая удерживает турбину высоко в воздухе и позволяет узлу турбины наверху вращаться против ветра для жилых помещений, обычно это мачта Стойка с растяжками
• Оттяжные тросы удерживают опору мачты в рабочем положении
• Стойка и лебедка позволяют опускать турбину для технического обслуживания
• Бетонный фундамент для турбины мощностью 23 кВт на вышке 1015 м обычно требуется 35 м ³ фундамент железобетонный.

Мощность ветрогенератора

Ветряные генераторы обычно рассчитаны на 13 кВт. Это обычно обеспечивает от одной трети до половины потребности жилого дома в электроэнергии, в зависимости от местных ветровых условий и энергопотребления дома. В открытом месте генератор такого размера может обеспечить все потребности в электроэнергии и обеспечить ее избыток. Ветряные генераторы большего размера доступны для фермерских хозяйств и сельских населенных пунктов. Фактическая выходная мощность турбины обычно составляет от 25% до 30% от номинальной теоретической максимальной мощности.Выходная мощность ветрогенератора обычно рассчитана на указанную скорость ветра, а номинальная скорость ветра может варьироваться в зависимости от системы и производителя.

Производительность ветряных генераторов прямо пропорциональна количеству используемого ветра, которое само по себе является функцией скорости ветра и чистоты.

Скорость и сила ветра

Плотность энергии ветра – это количество ватт электроэнергии, производимой на квадратный метр воздушного пространства (Вт / м).Это значение обычно дается на высоте 10 м или 50 м над землей.

Как правило, доступная мощность ветровой генерации определяется средней скоростью ветра в течение года для каждого местоположения. Вокруг Новой Зеландии средняя скорость ветра обычно выше в регионах:

• вдоль побережья между Северным и Южным островами
• в горных хребтах и ​​непосредственно к востоку от них
• к вершинам хребтов или верховьям долин.

В случае больших турбин увеличение скорости ветра приводит к значительно большему увеличению выработки энергии, когда скорость ветра удваивается, вырабатываемая энергия может увеличиваться до восьми раз.Однако исследования Новой Зеландии с небольшими домашними турбинами показали, что увеличение обычно более линейное, когда скорость ветра удваивается, вырабатываемая энергия удваивается.

Скорость ветра колеблется, что влияет на мощность производства ветровой электроэнергии и рабочие характеристики. В целом, скорости ветра следующие:

• Минимум 8 км / ч (2 м / с) требуется для запуска большинства малых ветряных турбин.
• 12,6 км / ч (3,5 м / с) – это типичная скорость включения, когда небольшая турбина начинает вырабатывать энергию.
• 3654 км / ч (1015 м / с) производит максимальную мощность.
• При максимальной скорости 90 км / ч (25 м / с) турбина останавливается или тормозит (скорость отключения).

Энергию ветра на объекте можно получить с помощью измерительного прибора, установленного на опоре на высоте будущего ветрогенератора. Сбор данных за целый год, как правило, нецелесообразен, поэтому данные за пару месяцев можно взять и сравнить с данными местной метеостанции, а затем экстраполировать на год. К устройствам относятся:

• анемометр, показывающий среднесуточную скорость ветра
• сумматор ветра, показывающий мгновенную скорость ветра и общий ветер за длительный период.

Элементы управления выключением

Доступны следующие варианты управления вырезом:

• задействовать тормоз, чтобы полностью остановить турбину и повернуть лопасти (уменьшить их угол по отношению к ветру), чтобы повернуть ее лицом в сторону от ветра
• наклонить назад или лечь на турбина (это известно как регулирование наклона вверх)
• Управлять турбиной от ветра за счет аэродинамики и силы тяжести (это известно как autofurl)
• регулировать скорость вращения с помощью воздушного тормоза для получения постоянной мощности
• опускать лопасти (уменьшите их угол к ветру), чтобы уменьшить скорость турбины.

Факторы, влияющие на генерирующую мощность

Производительность системы зависит от ее эффективности при преобразовании давления ветра в инерцию вращения турбины. Данные должны быть доступны у поставщика системы. Это увеличивается с:

• больший диаметр турбины, большая площадь лопастей турбины, на которую ветер может воздействовать, а также больший риск навязчивого шума
• соответствующий профиль лопасти для местной скорости ветра это зависит от средней скорости ветра, а также от того, ветер постоянный или приходит в короткие периоды высокой скорости
• меньшие потери на трение в узле вала турбины.

Генерирующая мощность снизится, если турбина расположена:

• ниже скорости ветра скорость ветра увеличивается с высотой над землей, рекомендуется минимум 10 метров
• в турбулентном воздушном пространстве с подветренной стороны от препятствия (например, деревья, холмы, здания, сооружения) с подветренной стороны турбулентность будет увеличиваться в два раза по высоте препятствия на расстоянии, примерно в 20 раз превышающем высоту препятствия
• , на расстоянии от препятствия с наветренной стороны, которое более чем в 10 раз превышает высоту препятствия.

Расположение ветряной турбины

Ветровые турбины работают лучше всего, когда нет турбулентного потока воздуха для привода лопастей турбины.

Установка ветрогенератора

Система ветряных генераторов:

• потребует согласия на строительство и согласия ресурсов.
• следует установить в пределах 100 м от системы электроснабжения или накопления, чтобы уменьшить потери в линии.
• должен выдерживать ветровые и сейсмические нагрузки.
• обычно имеет бетонную опору для башни (и каждую растяжку)
• должен иметь гашение вибраций в башне (от вращающих сил турбины), если она соединена со зданием
• Должна быть защищена от крупных животных на уровне земли, которые любят царапаться на вышке и тросах
,
• должны быть установлены молниеотводы для защиты электронных компонентов от ударов молнии.
• требуется достаточная площадь для опускания и подъема вышки для обслуживания и ремонта.

Удовлетворение спроса на электроэнергию

Электроэнергия от ветрогенератора может быть доступна в любое время дня, но уровни выходной мощности будут варьироваться в зависимости от скорости ветра. Избыточный выход, генерируемый как переменный ток, преобразуется в постоянный ток выпрямителем для хранения в батареях. Это позволит обеспечить пиковое потребление, превышающее мощность генератора.

Маловероятно, что очень маленькие турбины смогут удовлетворить общий спрос домохозяйств на энергию. Использование твердотопливной горелки для отопления помещений и солнечных панелей для нагрева воды поможет снизить спрос на электроэнергию, но для систем, которые не подключены к сети, иногда может потребоваться дизельный генератор.

Загрязнение ветрогенератора

Ветрогенераторы могут создавать шум и вибрацию и оказывать значительное визуальное воздействие. Шум может исходить от лопастей турбины, редуктора (если используется) и щеточного механизма, а также от ветра, проходящего мимо башни и растяжек. Шум и визуальное воздействие могут быть проблемой для соседей, а вибрация может быть проблемой, особенно если турбина расположена на крыше.

Эти факторы должны влиять на решения о расположении, размере и высоте ветряного генератора.

Дополнительная информация

Обновлено: 21 апреля 2021 г.

Сколько стоят ветряные турбины?

Ветряные турбины домашнего или сельскохозяйственного масштаба

Ветровые турбины мощностью менее 100 киловатт стоят примерно от 3000 до 8000 долларов за киловатт мощности. Установка мощностью 10 киловатт (размер, необходимый для питания большого дома) может иметь установленную стоимость от 50 000 до 80 000 долларов (или больше).

Ветровые турбины имеют значительную экономию на масштабе. Меньшие по размеру турбины для фермерских хозяйств или жилых домов в целом стоят меньше, но они дороже за киловатт мощности по выработке энергии.Часто существуют налоговые и другие стимулы, которые могут резко снизить стоимость ветроэнергетического проекта.

Коммерческие ветряные турбины

Затраты на ветряную турбину коммунального масштаба варьируются от 1,3 до 2,2 млн долларов на МВт установленной паспортной мощности. Большинство установленных сегодня промышленных турбин имеют мощность 2 МВт и стоят примерно 3-4 миллиона долларов.

Общие затраты на установку ветряной турбины промышленного масштаба будут существенно различаться в зависимости от количества заказанных турбин, стоимости финансирования, даты заключения договора о покупке турбины, контрактов на строительство, местоположения проекта и других факторов.Компоненты затрат для ветроэнергетических проектов включают в себя другие вещи, помимо турбин, такие как расходы на оценку ветровых ресурсов и анализ участка; строительные расходы; разрешительные и межсетевые исследования; модернизация инженерных сетей, трансформаторов, защитного и измерительного оборудования; страхование; эксплуатация, гарантия, обслуживание и ремонт; юридические и консультационные услуги. Другие факторы, которые повлияют на экономику вашего проекта, включают налоги и льготы.

Дополнительные ссылки

Страница ветроэнергетики по экономике малых ветров, включая ссылку на наш калькулятор малых ветров

Страница ветроэнергетики о затратах на ветроэнергетические проекты сообщества

Список производителей турбин в нашей ветровой библиотеке

Страница Совета по сертификации малых ветроэнергетических установок, посвященная сертифицированным малым ветровым турбинам (для получения информации о ценах свяжитесь с указанными компаниями)

Межгосударственный консультативный совет по турбинам Единый список ветряных турбин

Комплекты ветрогенераторов для ветряных электростанций в жилых домах

Малые ветряные генераторы

Немного о том, как малая ветряная турбина работала или работала в прошлом, и чем отличается наш продукт.Чтобы понять, как работает ветрогенератор, вы должны сначала понять, что генератор сам по себе не вырабатывает мощность, он преобразует кинетическую энергию и крутящий момент из набора лопастей в электрическую энергию. Казалось бы, в то время как средний потребитель или частное лицо испытывает сжатие этой концепции, когда они понимают, что ветряная турбина коммунального масштаба с огромными лопастями вырабатывает больше энергии, чем ветряная турбина микро. В какой-то момент эта логика теряется для многих потребителей, которые, по-видимому, теперь принимают решения о покупке на основе «рейтингов мощности», которые, по моему опыту, являются просто вымышленными счетами, в некоторых случаях сфабрикованными некоторыми небольшими поставщиками ветроэнергетики.Некоторые члены сообщества энтузиастов малого ветра придумали термин и называют его «ваттными войнами». В то время как войны за ватт полезны для некоторых недобросовестных людей, которые стремятся получить какое-либо конкурентное преимущество, которое они могли бы получить на конкурентном рынке, успехи этих компаний, по сути, сбивают потребителей с толку, порождают нереалистичные ожидания от их продуктов и во многих случаях приводят к исходу многих потребителей. и маленький энтузиаст ветра из хобби. Как минимум, эти люди отвлеклись от того, что важно в малом ветре и, в большей степени, от возобновляемых источников энергии в целом.

Так что же важно при покупке небольшой ветряной турбины?

Мне самому еще не приходилось получать счет за электроэнергию в ваттах. Используемая мера – киловатт-часы. Это просто означает использование нагрузки 1000 Вт в течение всего часа. Это используется для расчета того, сколько энергии используется и как определить размер систем возобновляемой энергии. При обсуждении малых ветряных генераторов было бы лучше понять, какие из них будут производить больше киловатт-часов в день.

Турбина А имеет стабильную мощность 250 Вт, поэтому за 4 часа она производит 1 киловатт-час. В течение дня тот же ветрогенератор в этом примере будет производить 6 киловатт-часов в течение дня. 24 часа, разделенные на 4, составляют 6 кВтч. Оценивая эту скорость, мы можем предположить, что на этой средней турбине A будет генерироваться около 180 кВт / ч в месяц.

Турбина B Эта турбина поставляется от производителя с номинальной мощностью 2000 Вт, 5 лопаток диаметром 28 дюймов с минимальной рабочей площадью.После проверки калькулятора клинков, который мы обнаружили в Warlock Engineering, мы обнаружили, что для достижения мощности всего 200-300 Вт при стандартной конструкции энергетической лаборатории Национальной исследовательской лаборатории на скорости 24,6 миль в час. Это была бы выходная мощность, если бы турбина была хорошо спроектирована, как рекламируется, и запускалась при слабом ветре, как рекламируется. Реальность такова, что многие из этих турбин плохо спроектированы и построены и со временем вырабатывают незначительную мощность, если только они не работают при сильном ветре. Гипотетически, ради обсуждения, мы дадим турбине В преимущество сомнения и скажем, что она вырабатывает 2000 Вт в течение получаса во время сильного ветра.В этом случае турбина вырабатывала бы 1 кВт / ч, а генераторы – минимальную, если вообще мощность, при среднем ветре из-за плохой конструкции, зубчатости и других конструктивных недостатков. Снова предоставляя некоторым из этих продуктов преимущество сомнения и «кредит» от производства еще одного кВтч в течение остальной части дня при подзарядке при ветре 12-18 миль в час, этот продукт может выдавать в целях обсуждения 2 кВтч на день. В течение месяца у вас будет что-то еще, порядка 60 кВт · ч, произведенное за тот же период времени.

Выводы

Глядя на оба гипотетических примера и сравнивая, легко увидеть и теперь понять, почему небольшой ветрогенератор, рассчитанный на необычно высокую выходную мощность, на самом деле может вырабатывать меньше полезной мощности с течением времени в несколько раз. В 3-4 раза меньше, чем на то, что хорошо построено, правильно спроектировано и честно оценено.

При этом в генераторе есть обмотки. Это провода, которые вы видите в кожухе, которые намотаны в непосредственной близости.Эти провода имеют эмалированное покрытие, которое имеет температурный диапазон, при котором, если он нагревается за пределы покрытия, сгорает, и генератор или даже электродвигатель сгорают. Поэтому важно понимать, что в любом генераторе, если слишком большой крутящий момент приложен к обмоткам или калибру проводов, то ток в силе тока нагнетает тепло, и любой генератор может сгореть, если для данного генератора приложен слишком большой входной крутящий момент. Вот почему важно согласовать ветряную турбину с генераторной установкой.

Понимание обмоток генератора с постоянными магнитами и покупка pma’s

В любом генераторе, будь то переделанный генератор переменного тока с постоянными магнитами delco, наша конструкция с радиальным или даже большим осевым потоком с белой молнией может использоваться с разными калибрами проводов, которые используются по разным причинам для конкретного применения. Также важно понимать, что, вообще говоря, когда вы смотрите на генератор переменного тока с постоянным магнитом для продажи на нашем сайте ebay youtube Amazon и т. Д., Когда вы видите рекламируемое напряжение, такое как часто модели 12, 24 и 48, это обычно не означает, что есть это своего рода внутренний регулятор, который ограничивает выходное напряжение генератора или pma до адекватного уровня зарядного напряжения для приложения. Это одна из самых больших ошибок, которые, как мы видим, делают сами люди при выборе генератора.Обычно продавцы и производители оценивают генератор с постоянным магнитом как, например, 12 вольт, когда диапазон оборотов генератора достаточен для достижения напряжения отключения для зарядки данной батареи. Термины ветряная мельница, ветряные генераторы, ветряные зарядные устройства или комплекты ветряных турбин для жилых помещений, которые мы часто видим взаимозаменяемыми, пытаются сказать вам, что в приложении с прямым приводом с определенным набором лопастей они будут использовать конкретный генератор для приложения. Так в чем разница? Генератор любого типа имеет емкость «прорези» или область, в которую может поместиться обмотка.Это будет уникально для конкретного генератора. Важно понимать, что в пределах рабочей зоны можно использовать провода разного калибра. В области обмоток генератора больше витков или любая другая терминология, которую вы предпочитаете, могут поместиться в данной области с более тонким проводом, чем с более толстым проводом, в зависимости от того, что физически вписывается в данную катушку статора, обмотку, обмотку и / или паз. «Опять же, какая терминология подходит для данного генератора переменного тока.

Влияние калибра провода в обмотке генератора с постоянным магнитом,

1-й принцип работы ветрогенераторов (который мы преодолели с помощью нашей новой технологии) Я объясню, как это сделать в конце статьи.

Врезка в точку.

Независимо от напряжения аккумуляторной батареи системы или запуска связи с сетью для получения любой полезной мощности, напряжение в обмотках статора или генератора должно быть больше, чем то, на которое он пытается передать мощность.

Когда полюс или магнитное поле проходит через катушку, в результате начинают течь электроны, но для целей нашего обсуждения того, как работают обмотки, важно понимать, что большее количество обмоток в прорези более тонкого провода создает более высокое напряжение с магнитный ротор вращается на более низких оборотах.Это отлично подходит для ветряных генераторов в районах с слабым ветром и встраивается в здания, где люди помнят, что выработать некоторую мощность с течением времени лучше, чем не производить никакой энергии, пока не дует сильный ветер. Это остается балансирующим действием, потому что, хотя многие потребители хотят генератор с низкой частотой вращения. Компромисс заключается в том, что в то время как более тонкий провод будет создавать напряжение для достижения точки разреза, чтобы начать генерировать мощность, нижняя сторона заключается в том, что более тонкий провод ограничивает потенциальный ток, который может нести обмотка. Проволока Найнера также нагревается из-за большего внутреннего сопротивления.

Во многих отношениях то, что происходит с производителем, во многих случаях является тонким балансирующим действием, которое должно учитывать множество переменных. Если провод слишком тонкий, генератор может «включиться», то есть повысить напряжение выше, чем на батарее. Если включение слишком мало, сопротивление будет тянуть турбину, водяное колесо и т. Д. С резистивной нагрузкой из-за недостатка крутящего момента. Избыточное тепло может накапливаться, когда обмотка пытается пропустить ток при наличии достаточного крутящего момента для преодоления «резистивной нагрузки», т.е.е. когда генератор становится труднее вращать после включения ». И наоборот, в случае, когда в генераторе используется слишком толстая или тяжелая обмотка, существует возможность создания большого тока, но из-за ограничений числа оборотов в минуту для конкретного приложения мощность не может генерироваться из-за невозможности достичь точки включения. Примерное напряжение аккумулятора составляет 13,3, но напряжение холостого хода генератора составляет 8,8. Напряжение перетекает от более высокого давления к более низкому »

Неправильный генератор Неправильное приложение

Одна из ошибок, которую часто допускают новички, пытающиеся определить размер генератора, заключается в том, что они покупают именно по классификации напряжения.Помните, как мы обсуждали ранее, изготовители ветряных генераторов склонны оценивать свои напряжения при оборотах прямого привода 150–250 при заданном напряжении. Это не означает, что если генератор с постоянным магнитом вращается на более высоких оборотах, напряжение генератора не будет превышать 24 или даже 48 вольт. Это означает, что в случае, если у вас может быть гидромашина с кабелем с более высокой передачей и более высокими оборотами, может быть лучше фактически использовать генератор переменного тока с постоянными магнитами на 24 или даже 12 вольт.

Вольт умноженное на амперы = ватты

В примере, где потребитель решает использовать генератор с обозначением 12 вольт, который будет иметь более толстую обмотку, он фактически будет иметь возможность проводить больший ток на конкретном генераторе и производить больше мощности при 48 вольт, в то время как фактически работает pma. прохладнее и продлевает продолжительность жизни.

Ураган Белая молния: отклонение от статус-кво

В Hurricane white Lightning используется более толстая обмотка, которая позволяет более высокому уровню тока проходить в сетку или батарею. Это позволяет генератору работать с обоими охладителями и пропускать больший ток, что дает большую мощность и меньшее сопротивление, проходящее через обмотки.