Схема ветрогенератора своими руками: Как сделать ветрогенератор 💨 на 220В своими руками: самодельный ветряк

как сделать своими руками на 220В с мощностью 4 кВт, подготовка и сборка

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
• Особенности изделия
• Ключевые узлы
• Инструкция по изготовлению
  • Сборка генератора
  • Создание лопастей
• Запуск и оценка эффективности
• Процесс подключения в доме

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:

1. Контролеры стали чаще ходить по домам и проводить внеплановые проверки.
2. На счётчики стали приклеивать особые стикеры, под воздействием которых стали темнеть магнитные поля. Соответственно, вычислить такого нарушителя не составляло проблемы.
3. Стали выпускаться новые счётчики, которые не имели восприимчивости к магнитному полю. Вместо стандартных моделей появились электронные узлы.

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:

1. Статор. Для него используется 2 металлических листа, разрезанных на круги диаметром 500 мм. На каждый кусок наклеивают 12 неодимовых магнитов с диаметром 50 мм. Фиксируют их, несколько отступив от краев изделий, обязательно с чередованием полюсов. То же самое делают со второй окружностью, но полюсы ставят со сдвигом.
2. Ротор. Конструкция включает в себя 9 катушек, которые наматываются медной проволокой диаметром 3 мм. Необходимо проделать по 70 витков во всех катушках. Чтобы разместить их, следует обустраивать немагнитную основу.
3. Ось. Проделывают её в середине ротора. Надо отцентровать конструкцию, иначе она рассыплется под воздействием ветра.

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:

1. Древесина. Ее недостатком является появление трещин через некоторое время после запуска.
2. Полипропилен. Идеальный вариант для генераторов небольшой мощности.
3. Металл. Считается долговечным и надежным материалом, из которого можно изготавливать любые по размеру лопасти. Лучше всего подходит в данном случае дюралюминий.

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.

как правильно подсоединять трехфазный контроллер?

Содержание

1. Эксплуатация устройства
2. Как правильно подключить ветрогенератор?
3. Основные схемы
4. Сетевая схема подключения
5. Как подключить контроллер к ветрогенератору?
6. Подключение ветряка к аккумулятору
7. Подключение однофазного ветрогенератора к трехфазному контроллеру
8. Рекомендуемые товары

Эксплуатация устройства

Порядок подключения ветрогенератора является важным моментом эксплуатации устройства, от которого зависит возможность выполнения комплектом своих функций, сохранность оборудования в рабочем состоянии и долговечность аппаратуры. Неправильное подключение может вывести из строя отдельные узлы, аккумуляторные батареи. Для того, чтобы исключить возможность ошибки, надо заранее уяснить себе схему присоединения элементов комплекса друг к другу, правильное подключение балласта и нагрузки.

Как правильно подключить ветрогенератор?

Прежде, чем начинать рассмотрение правил подключения, надо определиться с составом комплекта. Ветрогенератор представляет собой целую систему оборудования, из которого вращающийся ветряк — только преобразователь энергии ветра во вращательное движение, заставляющее функционировать генератор.

Дальше напряжение подается на контроллер сигнала. Это прибор, следящий за состоянием аккумуляторных батарей. Если они загружены полностью, контроллер переключает их с режима зарядки на режим потребления, параллельно включая балластное сопротивление (потребитель) для снятия лишнего заряда.

Напряжение с аккумуляторов идет на инвертор, который преобразует постоянный ток аккумуляторов в стандартные 220 В, 50 Гц, которые питают бытовую технику, освещение и прочие приборы потребления.

Основные схемы

Возможны различные схемы подключения ветрогенератора. Основная коммутация остается неизменной, варианты касаются только присутствия дополнительного источника энергии. Различают:

• питание только от ветроустановки
• ветрогенератор работает в паре с сетевым электричеством. При разряде аккумуляторов происходит переключение на сетевые ресурсы, после зарядки батарей установка вновь переключается на обеспечение потребителей
• подключение параллельно с бензогенератором. Разряд батарей инициирует запуск бензогенератора, затем обратное подключение ветряка
• параллельное подключение с солнечными батареями. Один из наиболее часто встречающихся комплектов. Используются солнечные батареи, работающие параллельно с ветряком и, по необходимости, берущие на себя основное обеспечение потребителей
• на Западе излишки выработанной энергии сбрасываются в сеть, за что владелец ветряка получает некоторую плату. В России такого оборудования пока не имеется, поэтому излишки попросту утилизируются с помощью балластных сопротивлений.

Сетевая схема подключения

Сетевая схема представлена в двух вариантах:

• сетевая схема без аккумуляторов. Выработанная энергия отдается в сеть, а потребители питаются из нее. Владелец платит только за разницу между выработанной и потребленной энергией. В России такой вариант не реализован
• сетевая схема с аккумуляторами. В данном случае подключение к сети используется только при разряде аккумуляторов, т.е. сетевые ресурсы используются как гарантия.

Такая схема подключения имеет свои достоинства и недостатки, но для того, чтобы она была действительно выгодной, надо, чтобы выработанной энергии хватало на обеспечение большого количества потребителей, а оборудование стоило довольно дешево. В противном случае проще постоянно пользоваться сетевой энергией, а ветряк держать на случай внезапных перебоев. Так будет надежнее, проще и появится возможность увеличить срок службы ветрогенератора.

Как подключить контроллер к ветрогенератору?

Контроллер — это самый первый прибор, на который подается напряжение, выработанное генератором. Подключение контроллера производится посредством специальных клемм. Генератор подключается ко входу, а выходные клеммы соединяются с аккумуляторными батареями.

Функции контроллера могут быть значительно расширены, он способен производить мониторинг состояния аккумуляторов, следить за напряжением от генератора и вовремя переключать систему на сетевое питание.

Функционал контроллера полностью зависит от того, кто его собирал (заводское исполнение или самоделка), от типа конструкции, модели и т.д.

Существует множество схем для самостоятельного изготовления, в которых всего несколько простых деталей. Такие схемы легко реализуются даже людьми с начальной подготовкой, они надежны и нетребовательны. При самостоятельном изготовлении ветряка такие схемы обеспечивают полноценное функционирование, а отсутствие каких-то дополнительных возможностей не является значительным минусом. Чем меньше элементов в схеме, тем она надежнее и меньше подвержена отказам или поломкам, поэтому вариант наиболее удачный.

Подключение ветряка к аккумулятору

Подключение аккумулятора к генератору производится через выпрямитель — диодный мост. Аккумуляторные батареи нуждаются в постоянном токе, а генератор ветряка выдает переменку, причем, весьма нестабильную по амплитуде. Выпрямитель изменяет переменный ток, модифицируя его в постоянный. Если генератор трехфазный, то необходимо использовать трехфазный выпрямитель, на это надо обращать особенное внимание.

Прямое подключение ветряка к аккумулятору — опасное решение, поскольку параметры напряжения, выдаваемого ветряком, не имеют стабильности. Резкое повышение напряжения, выходящее за пределы номинала батарей, способно вывести их из строя.

Аккумуляторы обычно не новые, они способны закипеть. Поэтому настоятельно рекомендуется использовать хотя бы простенький контроллер, изготовленный из реле-регулятора. Он вовремя отключит зарядку и сохранит работоспособность аккумуляторных батарей. В любом случае не следует экономить на оборудовании и сокращать состав комплекта, так как от него зависит полноценная работа всей ветроустановки.

Подключение однофазного ветрогенератора к трехфазному контроллеру

Однофазный генератор может быть подключен к трехфазному контроллеру либо на одну фазу, либо параллельно на все три. Более правильным вариантом считается использование одной фазы, т. е. ветряк подключается к двум контактам — защемляющему и одному фазному. Это обеспечит правильную обработку напряжения и выдачу его на приборы потребления.

В целом, использование таких разнородных устройств нецелесообразно. Кроме того, путаница с вариантами подключения способна создать значительную угрозу целостности оборудования, что недопустимо. При сборке комплекта надо сразу определиться с его составом и типом смежных приборов, чтобы не допустить использования разноплановых устройств в единой связке. Допускать рискованные соединения можно только подготовленным людям, являющимися специалистами в электротехнике, хотя сами они подобные действия решительно отвергают.

Рекомендуемые товары

 

 

Как вам статья?

Как работает ветряная турбина.

Схема и руководство

Изучить принцип работы ветряной турбины  легко, если вы сначала убедитесь, что знаете , как работает турбогенератор.

Схема ветряной турбины выше представляет собой вид сбоку ветряной турбины с горизонтальной осью с лопастями турбины слева. Большинство современных ветряных турбин построены с горизонтальной осью, подобной той, что показана на рисунке.

На рисунке также показана обычная ветряная турбина, а это означает, что для эффективной работы турбины нос и лопасти турбины должны быть обращены к ветру.

Чтобы узнать больше о том, как работают ветряные турбины, можно начать с рассмотрения приведенной выше схемы и изучения каждого компонента ветряной турбины.

Пошаговый просмотр каждой части ветряной турбины на схеме выше:

(1)  Обратите внимание на рисунок, что направление ветра дует вправо и в носовую часть ветряной турбины сталкивается с ветром.

(2)   Носовая часть ветряной турбины имеет аэродинамическую конструкцию и обращена к ветру.

(3)   лопасти ветряной турбины крепятся к носу и ротору и начинают вращаться при достаточной скорости ветра.

(4) Главный вал турбины соединяет вращающиеся лопасти с внутренними механизмами машины. Вал турбины вращается вместе с лопастями и является механизмом, передающим вращательную/механическую энергию лопастей электрическому генератору.

(5)  A тормоз устанавливается для предотвращения механических повреждений от сильного ветра и высоких скоростей вращения. Он также может останавливать турбину, когда в ней нет необходимости.

(6) Редуктор используется для увеличения скорости вращения вала турбины. Коробка передач работает как шестерня на велосипеде, когда шестерни меняются, скорость вращения тоже меняется. Затем он передает энергию вращения на вал высокоскоростной турбины и на генератор.

(7)   9Вал высокоскоростной турбины 0018 соединяет коробку передач и генератор. Высокие скорости вращения – это то, что вращает турбогенератор.

(8)   Турбогенератор  – это наиболее важная часть работы ветряной турбины. Турбогенератор преобразует механическую энергию ветра в электрическую энергию, используя вращающую силу, передаваемую от шестерен и вала турбины.

(9)   Анемометр  – устройство для измерения скорости ветра. Обычно они устанавливаются, чтобы дать контроллеру команду остановить или запустить турбину при определенных условиях скорости ветра.

(10) Контроллер устанавливается на случай, если скорость ветра достигает нежелательной скорости, анемометр может дать указание контроллеру использовать тормоз и остановить вращающиеся лопасти. Контроллер также используется для запуска вращения лопастей и ротора при низких скоростях ветра.

(11)   флюгер — это прибор для измерения направления ветра. Флюгер важен для направленных вверх ветряных турбин, которые должны быть обращены к ветру, чтобы работать должным образом.

(12)   Привод рыскания в механизме, который получает данные от флюгера и дает команду ветряной турбине повернуться лицом к ветру.

(13)   Двигатель рыскания  – это устройство, которое физически поворачивает турбину по направлению ветра или в соответствии с указаниями привода рыскания.

(14)   Башня турбины содержит электропроводку, поэтому генератор может подавать электроэнергию в трансформатор или аккумулятор, который в конечном итоге будет распределять полезную электроэнергию. Башня также является важной структурной опорной системой, которая удерживает турбину высоко в воздухе, где скорость ветра более желательна.

(15) Ветряная турбина хорошо работает на открытом воздухе и при сильном ветре благодаря тому, что все компоненты установлены наверху башни турбины и безопасно размещены внутри турбины гондола . Башня и гондола ветряной турбины обычно изготавливаются из цилиндрической стали и могут поддерживаться растяжками и растяжками или стоять отдельно, используя решетчатое стоячее основание.

Опять же, на этой диаграмме показан пример ветряной турбины с горизонтальной осью, направленной против ветра, которая может быть сделана из стали и иметь высоту в несколько этажей. То, как работает ветряная турбина, требует не только тщательного проектирования, но и вдумчивого анализа и стратегии, чтобы найти желаемые места с достаточной скоростью ветра.

Сколько энергии производят ветряные турбины?

В 1919 году немецкий физик Альберт Бетц обнаружил, что ни один ветряк не может физически уловить более 59,3% кинетической энергии ветра. Простой способ объяснить это состоит в том, что если бы ветряная турбина когда-либо захватывала 100% ветра, через другую сторону лопастей ветряной турбины не проходил бы ветер. Если нет ветра, проходящего с другой стороны, то, согласно физическому закону движения ветра, больше не будет места для прохождения ветра через переднюю часть ветряной турбины, что сделает ветряную турбину бесполезной.

Итак, для расчета выработки ветровой энергии или количества ветровой электроэнергии, которое, как ожидается, будет произведено ветровой турбиной, вам потребуется краткий список зависимых переменных:

                     ( Cp ) – коэффициент полезного действия турбины, максимум 0,593

                              ( ρ )  –  Плотность воздуха, измеренная в фунтах на кубический фут

                       0006 ( V ) – скорость ветра, мили/час

( K ) – k – это постоянная, которая равна 0,000133, это покрывает ответ на киловатты

( p ) – выходная мощность, независимая переменная мы хотите рассчитать, в киловаттах

С приведенными выше переменными уравнение для расчета ветровой электрической мощности ветровой турбины:

P = k * Cp * (1/2) * ρ * A * (V^3 )

Обратите внимание на взаимосвязь каждой переменной в уравнении и на то, как она связана с работой ветряной турбины. Площадь лопасти ротора (A) имеет прямую положительную зависимость от выходной мощности, а скорость ветра (v) имеет положительную кубическую зависимость от выходной мощности.

Количество электроэнергии, которое может генерировать ветряная турбина, в основном зависит от размера турбины, площади, охватываемой лопастями турбины, плотности воздуха и скорости ветра. Общая конструкция ветряной турбины также имеет решающее значение для того, насколько эффективно лопасти могут захватывать ветер.

Меньшие ветряные турбины, используемые для лодок, караванов или небольших машин, обычно производят от 250 Вт до 100 киловатт ветровой электроэнергии. Некоторые из самых больших ветряных турбин в мире производят около 7 мегаватт электроэнергии.

Важно помнить, что скорость ветра непостоянна, поэтому теоретическая мощность электроэнергии, которую может производить ветряная турбина, представляет собой максимальный потенциал выработки энергии, который редко достигается. Фактическая энергия, вырабатываемая ветровой турбиной, в соотношении с теоретическими ожиданиями ветряной турбины называется коэффициентом мощности.

Ветряная турбина мощностью 10 киловатт в районе со скоростью ветра около 12 миль в час будет производить около 10 киловатт-часов ветровой электроэнергии в год, что примерно соответствует количеству, необходимому для снабжения электроэнергией среднего домохозяйства.

Ветряная турбина мощностью 5 мегаватт может производить около 15 миллионов киловатт-часов ветровой электроэнергии в год, что может обеспечивать электроэнергией более 1000 домохозяйств.

Вывод:   Ветряная турбина работает только тогда, когда дует ветер, и понимание того, как работает ветряная турбина, означает понимание аэродинамики ветра и лопастей, а также знание того, как турбогенератор вырабатывает электричество. По своей сути ветряная турбина работает, позволяя ветру вращать турбогенератор.

Как построить ветряную турбину своими руками в домашних условиях

Ветряная турбина своими руками идеально подходит для тех, кто хочет инвестировать в энергию ветра. встроенные турбины.

Этот маршрут может помочь вам решить, стоит ли покупать промышленную турбину, поскольку вы сможете протестировать свою турбину и измерить скорость ветра и выходную мощность на вашем участке.

Конечно, мы понимаем, что построить собственный ветряк сложно, но мы здесь, чтобы помочь! Эта статья служит пошаговым руководством по процессу строительства своими руками.

Мы прочитали множество научных статей о ветряных турбинах, от небольших турбин для школьных проектов до подробных тематических исследований. Мы объединили эти знания в пакет «все, что вам нужно знать».

Прочитав это, вы лучше поймете, что такое ветряные турбины своими руками, и будете готовы заняться собственным проектом.

Foreward

Специалисты по климатическому бизнесу тщательно разрабатывают, исследуют, проверяют факты и редактируют всю работу.

Заявление об отказе от ответственности

Climatebiz поддерживается читателями. Мы можем получать партнерскую комиссию, когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте.

---

Вот удобный пример от Homestead Handyman по установке ветряной турбины.

---

Содержание

Инструменты, необходимые для сборки ветряной турбины своими руками

Перед началом нового проекта убедитесь, что у вас есть нужные инструменты. Мы составили список того, что вам понадобится для этой ветряной турбины своими руками.

Имейте в виду, что вам не обязательно идти и покупать каждый инструмент. Многие магазины скобяных изделий или электроинструментов сдают инструменты в аренду на час / день. Аренда инструмента может быть более дешевым вариантом, если вы не планируете использовать его снова.

Инструмент	Описание	Покупка
	Аккумуляторная дрель-шуруповерт — это необходимо для каждого строительного проекта. Мы рекомендуем инвестировать в хороший набор, который включает биты разных размеров. Вам понадобится дрель, чтобы зафиксировать компоненты и прикрепить кронштейны к стене.	Просмотреть на Amazon
	Лобзик — этот инструмент не у всех есть в гараже и может использоваться не так часто, как аккумуляторная дрель. Тем не менее, использование этого инструмента будет иметь значение при резке лопастей турбины.	Посмотреть на Amazon
	Угловая шлифовальная машина — стальные каналы и трубы часто имеют стандартные размеры. Чтобы нарезать детали нужного размера, вам понадобится угловая шлифовальная машина. Опять же, вы всегда можете взять этот инструмент напрокат, если не стоит его покупать.	Посмотреть на Amazon
	Инструмент для зачистки проводов — электрические провода имеют защитное покрытие. Чтобы прикрепить провода к электрическому компоненту, вам придется снять защитный слой. Если вы планируете работать с системой ветряных турбин, их стоит купить.	Посмотреть на Amazon
	Бокорезы — этот удобный инструмент используется для зажима проводов. Однако, если вы достаточно точны, вы также можете использовать их для зачистки проводов.	Посмотреть на Amazon
	Комплект трещотки и гнезда — трещотка и гнездо — это простой инструмент для затягивания гаек и других приспособлений. Мы рекомендуем этот инструмент, но вы также можете использовать набор гаечных ключей.	Посмотреть на Amazon

Вот инструменты, которые мы предлагаем для проекта. Вам может понадобиться больше, чтобы удовлетворить ваши потребности.

Есть также несколько неспециализированных инструментов, которые вам понадобятся для этой ветряной турбины своими руками:

• Защитные перчатки (для проводки и резки)
• Карандаш/маркер
• Бумага для черчения и измерений
• Линейка
• Длинная лестница

---

Сколько стоит построить ветряную турбину своими руками?

Трудно сказать, сколько будет стоить построить ветряк своими руками. Но в зависимости от модели, которую вы используете, она может стоить от 150 до 700 долларов.

Хотя этот анализ затрат не может быть точным на 100%, он дает вам приблизительное представление о том, сколько будут стоить компоненты. Это также не отражает стоимость необходимых инструментов или аккумуляторной системы.

Components	Cost
Permanent magnet DC motor	$35
PVC piping for blades	$15
Tower conduit	$20
Fixings and fasteners	$50
Steel Channels	$60
Wiring	$20
TOTAL	$200

The table above captures the cost of some of the main components required.

Также важно отметить, что у вас всегда есть возможность купить готовый ветряк. Производители предлагают гарантии и имеют все детали, необходимые для настройки вашей турбины. Единственным недостатком является то, что промышленные ветряные турбины стоят дороже, чем ветряные турбины, сделанные своими руками.

В среднем изготовленная турбина стоит около 1000 долларов. Разница в 800 долларов!

---

Как собрать ветряную турбину своими руками

Теперь, когда у вас есть бюджет и инструменты, давайте рассмотрим пошаговую сборку турбины.

Мы разбили процесс на семь частей. Пошаговое выполнение каждого шага разобьёт сложный проект на небольшие куски.

Эти шаги: 

1. Определите доступность ваших ветровых ресурсов
2. Сбор компонентов 
3. Изготовление лопастей
4. Установка ступицы турбины
5. Подключение турбины
6. Создание опорной конструкции 
7. Подключение турбины к системе

Мы рекомендуем сначала прочитать все шаги, прежде чем выполнять их. строить. Всегда лучше иметь общую картину, прежде чем углубляться в мелочи.

---

Шаг 1. Определите доступность ветровой энергии

Прежде чем начать, вам необходимо определить доступность ветровой энергии. Самый простой способ сделать это — найти карту ветров для вашего региона. В качестве альтернативы, свяжитесь с местным поставщиком турбин для получения дополнительной информации, даже если вы не покупаете сборную турбину.

Доступная скорость ветра будет определять размер ваших лопастей и высоту турбины. Например, если на вашей земле много деревьев, вам нужно установить турбину над линией деревьев. Если это невозможно, попробуйте разместить ветряк на другой стороне участка.

Цель состоит в том, чтобы разместить ветряную турбину в месте с наименьшими помехами и сопротивлением; сопротивление – это когда ветер теряет скорость из-за трения между ним и другими поверхностями.

Наконец, вы должны учитывать скорость включения средней турбины — это скорость, с которой должен дуть ветер, прежде чем турбина начнет генерировать энергию. Типичной турбине требуется от 6 до 9Ветер в час, чтобы двигаться.

---

Шаг 2. Соберите компоненты 

Теперь давайте соберем все компоненты вместе, чтобы убедиться, что у вас есть все необходимое.

Вот полный список всех материалов, которые вам понадобятся:

• Инструменты, упомянутые выше.
• Двигатель постоянного тока с постоянными магнитами.
• 8-дюймовая труба из ПВХ сортамента 40.
• Маховик или шкив для установки на двигатель/генератор.
• Болты, гайки и шайбы.
• 8-дюймовая вентиляционная крышка (куполообразная).
• Небольшой кусок трубы из ПВХ (примерно 4 дюйма в диаметре).
• 4 фута стального швеллера размером 2 x 1 дюйм.
• Стальная пластина размером с двигатель.
• Тяжелый алюминиевый лист для хвоста.
• 1-дюймовый фланец для пола трубы.
• Железный трубопровод 1 1/4 дюйма в качестве башни.
• 10-дюймовый трубный стержень (1 дюйм для установки в фланец пола).
• Кусок фанеры или стальной лист для основания.
• 2 x 90° 1-дюймовые трубные фитинги.
• Стальные скобы.
• Растяжки.

Большинство из них вы найдете в ближайшем хозяйственном магазине.

Имейте в виду, что это приблизительная инструкция, и при необходимости можно использовать другие размеры.

---

Шаг 3. Создание лопастей

Целью этого шага является превращение 8-дюймового трубопровода в лопасти и их крепление к двигателю. Во-первых, хорошо бы определиться с конструкцией лезвия. Затем вам нужно будет разрезать трубу из ПВХ и прикрепить лопасти к маховику. Мы включили эскиз ниже.

Резка лопастей Идея вместе с размерами примера лопасти ветряной турбины. Вышеупомянутое лезвие изготовлено из трубы ПВХ.

Начните с измерения желаемой длины лезвий. На это влияют два фактора:

• Высота турбины;
• Количество энергии, которое вы хотите генерировать.

Лопасти должны быть достаточно длинными, чтобы поймать как можно больше ветра, но не делайте их слишком большими. Если лопасти слишком велики, они могут вызвать дисбаланс в вашей системе или даже стать опасными — это особенно актуально для турбин, установленных на крыше.

Общая длина лопастей турбины, сделанной своими руками, составляет от 18 до 24 дюймов. Используйте среднюю скорость ветра, чтобы определить правильный размер. Вы можете узнать, как это сделать, прочитав наше руководство для домовладельцев.

Отрежьте трубу нужной длины и разделите трубку на три равные части. Затем с помощью линейки вырежьте рисунок, подобный показанному ниже.

Затем отшлифуйте края. Передняя кромка должна быть закруглена, а задняя кромка должна быть скошенной.

Сборка втулки турбины

Следующая часть может быть сложной. В зависимости от размера вашего двигателя, вы можете использовать маховик или шкив. Тем не менее, мы рекомендуем маховик, так как его конструктивное назначение лучше подходит для этого проекта.

Отметьте места, где лопасти будут прилегать к маховику, и просверлите и нарежьте резьбу там, где это необходимо. Внутренние крепления должны быть сквозными болтами, а внешние крепления – крепежными винтами. Если вы не знаете, как сверлить и нарезать маховик, обратитесь за помощью в местную мастерскую по металлу.

Последним шагом является проверка того, как маховик сядет на двигатель. Мы пока не рекомендуем соединять две части. Лучше сначала установить двигатель, а затем прикрепить маховик.

Прикрепите лопасти из ПВХ к маховику с помощью болтов и винтов.

---

Шаг 4. Установка ступицы турбины

Для этого проекта мы вырезали 2 фута стального профиля с выступом 2″ x 1″. Но длина крепления зависит от вас и размера ваших лезвий.

Вырежьте хвостовую часть ветряной турбины из алюминиевого листа. Хвост может выглядеть как угодно. Однако помните об аэродинамике, так что думайте о хвосте самолета.

С одной стороны прикрепите хвост к креплению любым удобным для вас способом. Один из способов — просверлить пилотные отверстия в канале перед тем, как прикрутить хвост.

Затем вырежьте опорную пластину для двигателя — это не обязательно на 100%, но это даст ступице немного больше поддержки.

С помощью стальных хомутов прикрепите двигатель к основанию. Затем прикрутите опорную пластину к креплению на противоположном от хвоста конце.

Теперь можно прикрепить лопасти ветряка к двигателю.

Поздравляем, вы установили ступицу турбины!

Как различные компоненты подходят друг к другу.

---

Шаг 5. Подключение турбины

В конечном счете двигатель будет работать как генератор и подавать питание на контроллер. Электроэнергия будет перенаправлена ​​с контроллера на аккумуляторы глубокого разряда и самосвальную нагрузку.

Но сначала мы должны посмотреть, как мы подадим электричество на контроллер.

В качестве опоры турбины рекомендуется использовать полую стальную трубу. Таким образом, вы сможете провести провода от двигателя через стальной канал в трубу.

Мы выделили путь для прокладки кабелей на изображении ниже.

Красным цветом показаны места, где можно прикрепить провода и пропустить их через стальной кабелепровод.

При подсоединении двигателя обязательно используйте его в обратном направлении. Таким образом, он будет генерировать энергию, а не потреблять ее. Также рекомендуется использовать кусок ПВХ для создания корпуса для двигателя и его проводов.

Соединение крепления турбины с башней

Чтобы крепление могло поворачиваться на башне, вам необходимо прикрепить стержень к головке турбины. Дорога будет аккуратно располагаться внутри трубопровода башни, позволяя ветру вращать турбину.

Сначала прикрепите фланец пола к нижней части канала. Поместите его сразу за двигателем, примерно в 8 дюймах от передней части крепления. Затем закрепите стержень размером 10 на 1 дюйм на место. После завершения это должно выглядеть примерно так:

Прикрепите стержень диаметром 1″ к фланцу пола. Длина стержня должна быть 10 дюймов.

Пропускание кабелей через кабелепровод мачты означает, что они не будут запутываться при повороте турбины.

Наконец, вставьте опору турбины и стержень в трубу башни — ваши предварительные исследования определят длину башни. Обычная ветряная турбина «сделай сам» использует стальной трубопровод диаметром 1 1/4 дюйма.

---

Шаг 6. Создание опорной конструкции 

Если вы строите ветряную турбину своими руками в жилом районе, помните, что существует ограничение по высоте здания. В большинстве жилых районов ограничение по высоте составляет 35 футов, поэтому уточните у местных властей, не нарушаете ли вы какие-либо ограничения на строительство. После определения высоты вашей башни вам нужно будет обрезать трубы по размеру.

Вы либо прикрепите турбину к крыше, либо к основанию/фундаменту. Предположим, мы прикрепляем его к земле для этого проекта. Мы также собираемся использовать пример высоты 26 футов.

Установка кронштейнов

Лучший способ укрепить башню — прикрепить ее к стене дома. Затем разделите длину башни на четыре, чтобы определить, где разместить кронштейны. Например, мы установим один кронштейн на высоте 6,5 футов от земли, а следующий — на высоте 13 футов. Третье крепление будет выше уровня крыши (одноэтажное здание), и для него потребуются растяжки.

Возьмите 1″ стального швеллера для распорки и прикрепите его к стене с помощью каменных болтов. Это позволит равномерно распределить силу от башни на стену.

Прикрепите стальной кронштейн к распорке и, когда будете готовы, прикрепите башню к распорке. Повторите это для кронштейна на высоте 13 футов.

На высоте 19,5 футов нам нужно будет прикрепить растяжки к башне, чтобы обеспечить ее верхнюю поддержку. Это может быть соседнее здание, ваша крыша или опора в земле. Вы можете использовать зажимы для растяжек, а затем закрепить провод в трех разных точках.

Если вы когда-нибудь сомневаетесь, свяжитесь со строителем или подрядчиком, чтобы уточнить, что вам нужно для ремонта мачты.

Создание базы башни

В зависимости от того, насколько постоянной вы хотите сделать турбину, вы можете сделать временную базу или фундамент.

В любом случае в качестве основы можно использовать квадратный кусок стали или фанеры. Используйте колена из стальных труб, чтобы создать нижнюю часть башни. Дайте башне прикрепиться к тройнику, а затем используйте локти в качестве ножек на каждом конце. Наконец, прикрепите локти к опорной плите.

Если вы уверены в правильности размещения своей турбины, вы можете забетонировать основание.

Основание башни из двух колен и фанеры.
Источник: mdpub.com

---

Шаг 7. Подключение самодельной ветряной турбины к системе Простая блок-схема того, как может работать система.

Теперь, когда этапы строительства позади, пришло время сосредоточиться на электрике. Чтобы лучше передать это, мы создали эту блок-схему.

Энергия от турбины должна поступать на контроллер. Когда аккумуляторы будут полностью заряжены, контроллер отключит связь с турбиной. Вместо этого он будет направлять электричество на сбросную нагрузку или другие устройства постоянного тока.

Поскольку двигатель будет генерировать электричество постоянного тока, вам понадобится инвертор, чтобы преобразовать ток в переменный.

Возможно, у вас уже настроена система, или вы начинаете с нуля и вам нужно настроить совершенно новую систему. В любом случае, этот этап проекта «Сделай сам» потребует наибольшего количества проб и ошибок.

Создание новой системы само по себе почти самостоятельный проект. Мы рекомендуем прочитать некоторые из наших других статей, которые помогут вам в этом.

---

Заключительные мысли

Создание собственной ветряной турбины своими руками может стать интересным проектом и сэкономить ваши деньги. На самом деле, вы можете сэкономить до 800 долларов, сделав свой собственный.

Однако важно отметить, что сделанный вами ветряк, скорее всего, не будет идеальным. Чтобы увеличить эффективность и мощность турбины, потребуются пробы и ошибки.

В любом случае создание собственной турбины может стать доступным способом испытать энергию ветра.