Изготовление переносного (походного) ветрогенератора своими руками

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

Основы функционирования устройства

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

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

Инструментарий и детали для изготовления ветрогенератора

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

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

Непосредственно для конструкции ветрогенератора потребуются следующие детали:

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

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

Генератор

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

Пульт управления и зарядки

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

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

Лопасти (крыльчатка)

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

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

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

У готовых лопастей скругляются края для улучшения их аэродинамических свойств.

Изготовление винтовой ступицы – хаба (узла крепежа лопастей)

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

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

Изготовление флюгера и поворотного шарнира

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

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

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

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

Мачта

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

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