Как из подручных материалов сделать самодельный ветрогенератор на неодимовых магнитах

Дата публикации: 3 июня 2019

Ветрогенератор Ленца – простая и эффективная конструкция для получения электроэнергии. Ее можно смело использовать как в качестве самостоятельного источника питания, так и в сочетании с централизованным электроснабжением. В основе действия ветрогенератора лежит закон электромагнитной индукции Лоренса – Ленца. Вращение лопастей осуществляется за счет подъемной и импульсной силы. Магнитное поле, что образуется вследствие вращения, вырабатывает электроэнергию. Кроме того, оно удерживает ротор «на весу» с незначительной опорой на основу. Лопасти вращаются в плоскости параллельно земной поверхности, поэтому они реагируют на любое направление ветра и работают в сравнительно интенсивном режиме.

Как из подручных материалов сделать самодельный ветрогенератор на неодимовых магнитах

В числе основных достоинств ветрогенератора Ленца стоит отметить:

  • износостойкость;
  • легкость старта, реагирование даже на ветер средней силы – от 0,17м/с;
  • бесшумную работу конструкции;
  • отсутствие электромагнитных излучений, негативно влияющих на работу чувствительных приборов и оборудования;
  • легкость и простоту в эксплуатации и обслуживании;
  • возможность самостоятельно изготовить работоспособную и эффективную конструкцию из подручных материалов;
  • высокий коэффициент полезного действия;
  • экологичность и безопасность конструкции;
  • стойкость к механическому воздействию резких порывов ураганного ветра.

Вариативность конструкции ветрогенератора Ленца

Количество лопастей может составлять от двух и более. Увеличение их числа позволяет конструкции реагировать даже на слабые порывы ветра, но такое устройство развивает относительно небольшую скорость. И, напротив, по мере уменьшения количества лопастей скорость вращения генератора увеличивается. Но запустить его в работу можно только при относительно сильном ветре.

Вариативность конструкции ветрогенератора Ленца

Материалы, необходимые для изготовления ветрогенератора

Чтобы самостоятельно изготовить ротор Ленца, вам потребуются:

  • фанера толщиной до 10 мм;
  • стальная лента с отверстиями под крепления;
  • металлический стержень 60 см с диаметром 10 мм;
  • листовой металл или пластик, который можно легко раскроить в домашних условиях;
  • 9 отрезков древесины размером приблизительно 450*25 мм;
  • автомобильная ступица;
  • набор неодимовых магнитов;
  • медная проволока;
  • болты и гайки разных размеров.

Материалы, необходимые для изготовления ветрогенератора

Последовательность изготовления и сборки ветрогенератора на неодимовых магнитах своими руками

Общий план работы выглядит следующим образом:

  • из фанеры с помощью картонных заготовок вырезаются детали лопастей;
  • собирается лопастной механизм;
  • подготавливается осевой стержень, на котором будут размещены лопасти;
  • монтируется конструкция из неодимовых магнитов и статор с катушками;
  • система собирается и подключается в работу.

После подготовки всех материалов можно приступать к раскрою и сборке основных деталей ветрогенератора Ленца:

  1. С помощью лобзика вырезаем из фанеры шесть заготовок половин лопастей – по две на каждую лопасть.
  2. В заготовках лопастей рассчитываем по два отверстия для установки крепежных планок и вырезаем их с помощью лобзика. Концы каждого крыла фанерных деталей соединяем с помощью планок, длина которых равна высоте крыла. Если крепежные планки выступают за пределы лопастей, их следует аккуратно подрезать.
  3. Зафиксировать планки внутри лопастей можно с помощью шурупа. Если вы переживаете за сохранность конструкции, можно дополнительно проклеить отверстия с планками.
  4. Как правило, заостренные концы лопастей повернуты относительно центра конструкции на 9 градусов. По расчетам Ленца такой показатель обеспечивает оптимальное вращение конструкции. Но возможно изменить параметр угла в ходе тестирования готового генератора, если лопасти выбранного вами размера лучше вращаются под другим углом.

Процесс отделки лопастей с помощью металлического или пластикового листа осуществляется следующим образом:

  1. Оптимальным будет оборачивание не только переднего, но и обратного края крыла, тем более что необходимо защитить фанеру от неблагоприятного внешнего воздействия.
  2. Из рулона или листа вырезается два по высоте лопастей и по ширине, равной ширине крыла с запасом. Каждый отрезок крепится на соединительные планки с помощью винтов прямо вдоль срезанного края.

Последовательность изготовления и сборки ветрогенератора на неодимовых магнитах своими руками

Сборка конструкции ротора на неодимовых магнитах

Выбор автомобильной ступицы в качестве основы ротора оправдан ее высокой прочностью и подходящими размерами. После очистки поверхности от грязи необходимо разметить деталь, разделив ее на 20 частей. Это необходимо для равномерного распределения магнитов по окружности ступицы. Стандартный размер магнитных элементов – 25*8мм. Их количество и размеры могут меняться в любую сторону, в зависимости от параметров всей конструкции.

Перед наклеиванием магниты необходимо разметить таким образом, чтобы после установки на ступицу они были направлены друг к другу противоположными полюсами. Образующаяся при этом сила притяжения будет достаточной для удержания и вращения конструкции ветрогенератора. Разметка должна быть максимально точной, добиться нужного эффекта не удастся. Зафиксировать магнит на диске можно с помощью супер клея и заливки эпоксидной смолой. Для предотвращения ее растекания по краю диска и формируют барьер из пластилина или скотча.

Статор представляет собой неподвижный элемент с силовой обмоткой, где индуцируется ток. Его можно изготовить из фанерного листа круглой формы, по окружности которого размещены катушки из медной проволоки. Их можно делать круглыми или придавать вытянутую форму таким образом, чтобы внутри катушки помещался магнит выбранных размеров. Толщина конструкции статора должна быть равна толщине магнитных элементов. После размещения по поверхности диска концы проводов катушек выводятся за пределы фанерного диска и соединяют между собой. Катушки укладывают на фанеру на слой стеклоткани и заливают слоем эпоксидной смолы. Статор и ротор соединяют соосно с минимальным расстоянием, чтобы ротор с магнитами свободно вращался, не цепляясь за медные катушки.

Сборка самодельного ветрогенератора Ленца

Для установки генератора мастера советуют использовать поддерживающую конструкцию, чтобы крылья свободно вращались под воздействием ветра. Решением проблемы может стать L-образный металлический кронштейн достаточной прочности. Его меньшая часть закрепляется на вале двигателя от стиральной машины или небольшой бытовой техники, а на длинную часть устанавливается конструкция с крыльями. Все элементы надежно соединяются болтами.

Наверх