Как самому сделать ветряную электростанцию

Дата публикации: 9 декабря 2013

Начни — сделаешь

Самодельный ветрогенераторДля мало-мальски умеющего и любящего что-то мастерить, вопрос «как самому сделать ветряную электростанцию» из имеющихся под рукой агрегатов и материалов, не будет являться неразрешимой проблемой. Стоит только взяться с упоением, не торопясь, шаг за шагом двигаться к завершению работы – цель будет непременно достигнута. Вы обязательно получите дармовую электроэнергию, которая зажжёт свет в вашем доме, заставит работать телевизор, зарядит аккумулятор телефона, оживит пылесос. Мало того, вами будут восхищаться близкие люди, женщины посмотрят совсем другими глазами, непременно начнут хвалиться соседям: «Мой-то сам сумел сделать электростанцию»! Мелочь, но приятно.

Что же на старте надо иметь, на какую мощность своего детища можно рассчитывать? Энергоёмкость любой ветроэлектростанции всегда находится в зависимости от технических возможностей приборов вашей установки. Сейчас пройдём все этапы, создадим самодельный ветрогенератор мощностью до 1 квт. Этого вполне хватит, чтобы осветить несколько комнат, оживить холодильник, телевизор, подключить компьютер.

Как известно, ветроустановки бывают двух типов – с вертикальной осью и горизонтальной, или карусельные и лопастные. У карусельного вида ось вращения вертикальная, у лопастного — горизонтальная. Поскольку карусельная ветроустановка не требует высоты, а может работать непосредственно у поверхности на небольшой опоре, то сейчас расскажем о том, как её сделать собственными руками.

Прежде всего, запасёмся приборами, проводами, фанерой, деревянными материалами различной конфигурации, металлическими материалами (уголками, швеллером, листовым дюралюминием), болтами, гайками различной величины. К приборам относятся генератор от автомобиля, или электромотор от выброшенной стиральной машины, аккумулятор, резистор, регулятор напряжения, реле обратного тока, амперметр, предохранитель, выключатель.

Инструменты: дрель с набором свёрл, шлифовальная машина, или «болгарка» для резки металла с дисками, сварочный аппарат (может и не пригодится), набор гаечных ключей. Весь этот арсенал у мастерового человека всегда имеется.

Крыльчатка – ловец ветра

Именно с неё начнём делать нашу ветряную электростанцию. Потому что эта деталь среди всего комплекса работ самая трудоёмкая, хоть и сложного здесь ничего нет. Собственно говоря, это единственная составная часть, от начала до конца требующая её создания своими руками. Всё остальное – уже готово, только подсоединить провода, соорудить опору, укрепить установку и ждать первого дуновения ветерка. Считайте, что ветрогенератор готов к работе.

Приступаем. Вид крыльчатки, габариты всей установки видны на схеме (см. рисунок, его можно увеличить). Лопасти можно сделать из фанеры, из тонкой железной пластины, из дюралюминия, пластика. На ваш выбор. Что есть под рукой в нужном количестве, то и выбирайте. Единственное требование к результату этого этапа работы – изделие должно быть максимально лёгким, строго симметричным, чтобы при вращении не было толчков.

Схема простейшего ветрякаЕсли вы предпочли сделать четыре лопасти из тонкого железного листа, то по вертикальному краю каждой лопасти для жёсткости укрепите шестимиллиметровой проволокой, а если выбрали фанеру, то в конце изготовления тщательно пропитайте её горячей олифой.

Четыре крестовины, на которые крепятся лопасти, удобнее всего сделать из стальных полосок сечением 5 на 60 мм. Они будут служить более продолжительное время, чем деревянные. В качестве вертикальной оси электростанции надо использовать стальную трубу диаметром не менее 30 мм и длиной 2 метра. Здесь всё зависит от размера двух шарикоподшипников, под которые надо выбирать диаметр осевой трубы. В нижней части трубы прикрепите два шкива разного диаметра. Через ремень вращение будет передаваться на ветрогенератор, укреплённый рядом с установкой. Не забудьте надёжно укрыть приборы от атмосферных осадков в металлическую коробку. Можно деревянную.

Осталось сваркой приварить к оси стальные крестовины ротора, к которым прикреплены лопасти ветряка. Тщательно измерьте расстояние от оси до каждой лопасти. Оно должно быть равным. После сбора ротора покройте его масляной краской.

Изготовление станины изучите по схеме (см. рисунок). Здесь ничего сложного нет. Чтобы она была устойчива при любом напоре ветра, желательно все четыре точки соприкосновения с поверхностью залить бетоном.

При ветре до 10 м/сек и при использовании автомобильного генератора такая установка будет давать мощность 800 ватт. Не забывайте снабдить ветрогенератор мощным аккумулятором, что даст возможность более длительное время пользоваться энергией при полном безветрии.

Поскольку электростанция предназначена для работы у поверхности, значит важно выбрать место для её расположения. Оно должно быть открытым, возвышенным, ничто не должно препятствовать движению воздуха в радиусе 40-50 метров от установки.

Не гоняйтесь за призраками

Время подошло поговорить о самых выгодных генераторах, которые можно применять в ветровой энергетике. В этом разделе речь пойдёт о применении асинхронного двигателя в электростанции.

Само понятие – асинхронный означает «не совпадающий», «неодновременный». Почему получили такое название некоторые электродвигатели? Потому, что у них вращение ротора не совпадает с вращением магнитного поля статора. С помощью ветра вращается ротор генератора, при несовпадении полей образуется электроэнергия. Вот и весь принцип работы асинхронного двигателя.

Специалисты связывают минимальные затраты и высокую производительность именно с применением в ветроэнергетике асинхронных двигателей в качестве ветрогенератора. Если их сравнивать с обычными генераторами, то асинхронные двигатели намного легче, мощнее и дешевле. Им не нужен дополнительный источник питания, у них отсутствуют электрические щётки, которые часто надо менять в генераторах, работающих на постоянных магнитах.

Каков принцип работы асинхронного двигателя? Когда ротор начинает двигаться под влиянием ветра, магнитное поле воздействует на какую-либо обмотку статора. К каждому из них подключен конденсатор. Появляется еле заметный ток, заряжающий один из конденсаторов. Поскольку фаза напряжения конденсатора отстаёт, на роторе образуется магнитное поле. В свою очередь оно действует на другую обмотку, через которую её конденсатор ещё сильнее заряжается. Ротор входит в полное насыщение – ток пошёл по назначению.

На что способен ветрогенератор с применением асинхронного двигателя? При ветре 5 м/сек его мощность составляет 4000 ватт. Мощность генератора 2000 ватт. Напряжение при выходе 220 в. Если будем использовать электродвигатель на 720 об/мин, то при указанной ветровой скорости, можно получать устойчивый переменный ток постоянной частоты до 60 гц.

Такой ветрогенератор по своим преимуществам далеко ушёл от своих собратьев, работающих на постоянных магнитах. Перечислим их:

  • простота обслуживания, финансовая и техническая доступность;
  • большой срок безремонтной эксплуатации;
  • способность давать устойчивый переменный ток;
  • относительно высокая мощность при низкой себестоимости.

И последняя информация на эту тему. Какому генератору отдать предпочтение при установке ветровой электростанции – синхронному, или асинхронному? Мы скажем о их различии, а вам выбирать.

Главнейшее преимущество синхронных генераторов – устойчивая стабильность напряжения, а недостаток – наличие щёток, которые время от времени требуют замены. Асинхронный довольно простой в эксплуатации, не подвержен коротким замыканиям.

Так стоит ли гоняться за призраками, выдумывать велосипеды в стиле луноходов, когда есть испытанный асинхронный двигатель, который легко сделать самому из любого автомобильного генератора и успешно применить его в изготовлении ветряной электростанции. Почему из автомобильного? Он бывает довольно мощным, выносливым, неприхотливым. Имеет удобный шкив для ремня с клинообразным профилем, что предотвращает от соскальзывания.

Автомобильный генератор – отличный агрегат для приспособления его к работе ветряка. Его нетрудно найти в любом гараже, автосервисе, да и в магазине он стоит дешевле.

Для умельцев с богатым опытом есть над чем подумать, чтобы превратить автомобильный синхронный генератор в асинхронный и применить его для ветряной электростанции.

В.Ильин

Мощность генератора надо согласовывать с размерами ветроколеса:

Наверх