Ветрогенератор своими руками 12 вольт из автомобильного генератора

Самовозбуждение автомобильного генератора

Чтобы генератор самовозбуждался без аккумулятора в ротор нужно поставить пару маленьких магнитиков. Если катушку возбуждения запитать от аккумулятора, то она постоянно и не зависимо от того вырабатывает энергию или нет ветрогенератор, будет потреблять свои 3 ампера и заряжать аккумулятор. Чтобы этого не происходило нужно поставить блокирующий диод, чтобы ток шол только в акб, а обратно не уходил.

Катушку возбуждения можно запитать от самого генератора, минус на от корпуса, а плюс от плюсового болтика. А в зубы ротора нужно поставить пару маленьких магнитиков для самовозбуждения. Для этого можно просверлить сверлом дырочки и на клей посадить маленькие неодимовые магнитики. Если нет неодимовых магнитов то можно вставить обычные ферритовые от динамиков, если маленькие, то просверлится и вставить, или проложить между когтей и залить эпоксидной смолой.

Так-же можно использовать так-называемую таблетку, то-есть реле-регулятор как в автомобиле, который будет отключать возбуждение если напряжение АКБ достигло14.2 вольта, чтобы не перезарядить. Ниже на рисунке схема самовозбуждения генератора. Вообще генератор сам возбуждается так-как ротор имеет остаточную намагниченность, но это происходит на высоких оборотах, лучше для надёжности добавить магниты. В схему включен реле-регулятор, но его можно исключить. Развязывающий диод нужен чтобы аккумулятор не разряжался так-как без диода ток будет течь в обмотку возбуждения (ротор).

Так-как ветрогенератор будет очень маленький с винтом диаметром всего 1 метр, то никакие защиты от сильного ветра не нужны и с ним ничего не случится если будет крепкая мачта и крепкий винт.

Есть генераторы на 28 вольт, но если их использовать для зарядки 12 вольт АКБ, то оборотов нужно в два раза меньше, около 600 об/м. Но так-как напряжение будет не 28 вольт, а 14, то катушка возбуждения будет давать только половину мощности и напряжение генератора будет меньше, по-этому ничего не получится из этого. Можно конечно попробовать в генератор, статор которого намотан на 28 вольт, поставить ротор на 12 вольт, тогда должно быть получше и зарядка начнётся раньше, но тогда нужны два одинаковых генератора чтобы заменить ротор, или искать отдельно ротор или статор.

Выбор подходящей конструкции

Прежде чем собирать ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора, желательно ознакомиться с известными конструкциями этих устройств, отличающимися расположением рабочей оси (горизонтальное или вертикальное). В домашних условиях предпочтение принято отдавать горизонтальному варианту, обеспечивающему в два раза больший КПД (при тех же суммарных затратах).

Размещаемый по горизонтали генератор для ветряка представлен на фото ниже по тексту.

Генератор с горизонтальной установкой

При сравнении горизонтальных и вертикальных исполнений ветряных генераторов особого внимания заслуживают следующие моменты:

Монтируемый вертикально механизм из-за большого веса генераторного узла может устанавливаться лишь на незначительной высоте, где скорость потоков ветра и мощность генерации существенно снижаются;
С другой стороны, шумность таких установок заметно ниже, чем у горизонтальных, что обязательно принимается в расчёт, когда предполагается делать самодельный ветрогенератор;
И, наконец, для вертикально размещаемой модели не потребуется отдельного узла ориентации на ветер, что несколько упростит ее конструкцию;
Добавим ко всему перечисленному, что движок в таком исполнении имеет низкий пусковой момент и удобен в обслуживании.

Дополнительная информация. В случае применения специальных направляющих, обеспечивающих плавную регулировку высоты размещения силового агрегата, его производительность может существенно увеличиться.

При этом повреждения от порывов ветра практически исключаются за счёт введения в конструкцию элементов защиты, в результате чего она получается немного сложной, но, тем не менее, экономически выгодной. Все эти достоинства вертикальной модели являются вескими аргументами в пользу её выбора.

Как работает ветрогенератор

Ветрогенератором (ветроэлектрической установкой – сокращённо ВЭУ) называют устройство, которое используя потоки ветра, преобразует механическую энергию в электрическую.

Есть три типа ВЭУ:

Промышленные – отличаются большой мощностью (до 8 МВт). Используются госкомпаниями или крупными промышленными организациями. Часто объединяются в единую сеть.
Коммерческие – средние по габаритам и выдаваемой энергии. Применяются небольшими компаниями.
Бытовые – устанавливаются на территории дачных участков, возле частных домов.

Общая схема работы:

Ветер раскручивает винт установки, воздействуя на его лопасти;
Через вал (и/или редуктор) крутящий момент сообщается генератору, который вырабатывает переменный ток;
При помощи инвертора характеристики тока стабилизируются;
Происходит зарядка аккумулятора, а от него запитываются потребители электроэнергии.

Ветрогенератор можно изготовить самостоятельно

Ветрогенераторы отличаются тем, что для их работы не требуется топливо, при функционировании нет отходов, не выделяются выхлопные газы. Кроме периодического технического обслуживания, ВЭУ не требуют никаких вложений финансов.

Но есть и минусы: в маловетреных регионах работа таких установок не будет эффективной.

Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора

Самый простой вариант — использовать в качестве генератора ветряка автомобильный генератор. Автогенераторы недорого стоят, отлично ремонтируются, на рынке большой выбор. По стоимости они составляют примерно $20 за 1 кВт. Они выдают стабильное напряжение с определенных оборотов и стыкуются с аккумуляторами 12 вольт.

Недостатки:

требуют высоких оборотов ‑ от 1,5-2,0 тыс. и выше в минуту;
уступают в надежности заводским генераторам для ветряков;
имеют относительно небольшой ресурс (до 4000 часов работы), что компенсируется низкой стоимостью.

Для сборки ветрогенератора своими руками из автомобильного генератора мощностью 1,5 кВт понадобится:

автомобильный генератор на 12 в;
соответствующая по напряжению аккумуляторная батарея;
преобразователь с 12 на 220в, мощность 1,3 кВт;
небольшая бочка (ведро) из алюминия или стали;
зарядное реле и автомобильная контрольная лампа;
защищенный от влаги выключатель, 12в;
прибор контроля напряжения (старый вольтметр);
медный провод от 2 мм сечением;
крепеж (болты, шайбы, гайки, хомуты).

Из ручного инструмента понадобятся: ножницы по металлу, болгарка, рулетка измерительная, карандаш, отвертки, гаечные ключи в наборе, пассатижи, электродрель со сверлами.

Несколько принципиальных моментов в изготовлении ветрогенератора:

Максимальной эффективности можно добиться, переделав автомобильный генератор под постоянные магниты. Для этого обмотку возбуждения нужно заменить на несколько ферритовых магнитов.
Выточив немагнитный ротор из титана или другого немагнитного материала, можно избежать намагничивания ротора.
Чтобы повысить генерацию тока на малых оборотах, нужно перемотать статор, увеличив количество витков в 5 раз и уменьшив диаметр провода.
Установка на ротор неодимовых магнитов увеличит мощность генератора на малых оборотах. Четное количество магнитов крепится на стальной бандаж, который нужно прикрепить к основанию внутренней части генератора. При установке магнитов для повышения мощности нужно чередовать полярность.
Для изготовления лопастей подойдет дюралевая труба, крепеж делается из стали. Лопасти обязательно нужно балансировать, а также максимально облегчить конструкцию, удалив лишнее болгаркой и наждаком.

В сети достаточно материалов с подробным описанием работ, поэтому нет необходимости повторяться

Какой источник автономного электроснабжения выбрать

Получить электроэнергию можно даже от печки. Однако, если учесть фактор затрат времени и сил, то всерьез можно рассматривать только те источники, которые могут работать сами по себе. По этой причине самыми популярными являются следующие способы обеспечения дома электричеством.

1. Генератор на жидком топливе

Например газовые генераторы доступны в самых разных вариантах, но использовать их в качестве постоянного источника электроэнергии в жилом доме не целесообразно. Причина заключается в:

дороговизне горючего;
шумности работы генератора;
наличие выхлопных газов;
необходимости выделения для генератора отдельного помещения или навеса.

Цены генераторов на жидком топливе начинаются от 30 тысяч рублей. Однако дешевизна полученной электроэнергии иллюзорная, поскольку должна быть умножена на стоимость топлива.

На фото газовый генератор HONDA HG 5500 (SE) мощностью 4.0кВт, цена 121 тысяч рублей

2. Солнечная электростанция

Солнечная электростанция не требует внимания и топлива. Единственное, что им нужно – это интенсивный свет, а поскольку это топливо природа поставляет не регулярно, то и мощные аккумуляторы. При наличии последних в условиях климата с большим количеством солнечных дней обеспечить дом электричеством вполне возможно.

Цены на комплект солнечной электростанции начинаются от 130 тысяч рублей. Окупаемость высокая, поскольку некоторые модели могут без проблем работать тридцать лет.

На фото «Солнечная дача» мощностью 1,6 кВт/400Ач/1000 Вт, цена 160 тысяч рублей за комплект

3. Ветрогенератор

Ветрогенераторы не менее популярны, чем солнечные батареи. Однако они еще более зависимы от капризов погоды, поэтому полагаться только на этот источник энергии можно не везде.

Самые простые ветрогенераторы стоят от 30 тысяч рублей. Их можно использовать для локальной выработки электроэнергии, но решить проблему полного энергоснабжения дома они не смогут. Более мощные ветряные генераторы для полноценного обеспечения жилища электричеством (от 3 кВт) обойдутся в 150 тысяч и выше.

Полноценный ветрогенератор мощностью 10 кВт стоит не менее 500 тысяч рублей. При среднем домашнем потреблении 250 кВт в месяц и цене 4 руб/кВт, такой ветряк будет окупаться более 40 лет

4. Мини гидроэлектростанция

Для мини ГЭС необходим водоток с небольшим перепадом высот для обеспечения эффекта падающей воды. В месте такого перепада устанавливается небольшая турбина, и электричество будет поступать в ваш дом постоянно, а главное – бесплатно. Под миниГЭС можно использовать естественный ручей или речку, а можно прорыть небольшой канал, проходящий через ваш участок. Однако такая ГЭС будет работать только в тёплое время года, потом придётся перейти на другие источники.

Если собирать гидроэлектрастанцию на 3-5 кВт из подручных материалов, то стоимость устройства не превысит 20 тысяч рублей

5. Альтернативные источники малой мощности

Сюда можно отнести электричество из земли и атмосферное электричество. Рассчитывать на полноценное элетроснабжение в обоих случаях не приходится, но для «дачных» нужд такие источник вполне пригодны.

Правила установки

Рекомендуется устанавливать ветряк на относительно дальнем расстоянии от дома и других сооружений (от 20 метров и более). Желательно выбрать для этого открытое пространство. Кроме того, учитывайте плотность почвы: от неё зависит длина клиньев, предназначенных для растяжки мачты, а также материал для их изготовления. Если грунт мягкий, нужно подбирать более массивный и длинный клин, чем в случае с твёрдой почвой. Их необходимо использовать не менее трёх. Идеальным вариантом, который обеспечит наибольшую надёжность, является обустройство четырёх клиньев.

Способы растяжки выбираются с учётом длины мачты и состояния почвы. Для высоких конструкций, которые устанавливаются на мягком грунте, к клиньям предъявляются более жёсткие требования.

Нижняя часть мачты крепится болтами к металлической подставке и бетонируется

Мачта опускается в почву на глубину от 0,5 метров или ниже, крепления растяжек бетонируются, поскольку грунту свойственна рыхлость после дождя. Эта особенность может привести к тому, что они ослабнут и создадут угрозу падения всей конструкции.

Если мачта не опускается, значит, нужно предусмотреть устройство для подъёма к главным элементам ветрогенератора, что позволит проводить его обслуживание. Средство для подъёма на высоту следует закрепить на мачте, ведь оно должно обеспечивать надёжность и удобство во время проведения ремонтных работ. Необходимо понимать, что скорость ветра может быть высокой, в связи с чем рекомендуется построить площадку с приваренной лестницей.

Что касается высоты мачты, она должна на 10 метров превосходить наивысшую помеху, которая находится в радиусе 100 метров.

Преимущества и недостатки использования автомобильного генератора

Использование автомобильного генератора как элемента ветроэлектростанции дает существенные преимущества:

Имеется готовый генератор, который может использоваться без вмешательства в конструкцию или с некоторой модернизацией.
Автомобильный генератор выдает стабильное напряжение, что важно для ветряков с их постоянно меняющейся скоростью вращения.
Используется стандартное оборудование, доступное и не нуждающееся во вмешательстве в конструкцию.
Автомобильные генераторы широко распространены, что делает их ремонтопригодными и доступными для замены при необходимости.

Наряду с достоинствами имеются и некоторые недостатки:

Автомобильный генератор нуждается в высокой скорости вращения, что требует использования повышающего редуктора или изменений в конструкции устройства.
Ресурс автомобильного генератора ограничен примерно 4000 часами работы (в среднем). Даже новый генератор не выдержит и года непрерывной работы и потребует ремонта.
Система возбуждения некоторых генераторов требует подачи напряжения на катушку, что вынуждает изменять конструкцию и устанавливать постоянные магниты.

Несмотря на имеющиеся недостатки, автомобильный генератор считается оптимальным вариантом, возможным при самостоятельном создании ветроэлектростанции.

Фото ветрогенераторов своими руками

https://youtube.com/watch?v=EvsQSQl_axc

Также рекомендуем просмотреть:

Идеи как сделать станок для сверления
Какую люстру лучше выбрать
Направленные Wi-Fi антенны
Советы по выбору раздвижных дверей
Как выбирать кондиционер для квартиры
Капает и течет смеситель
Усилитель звука своими руками
Как сделать римские шторы
Идеи самодельных электрогенераторов
Концепция вечных фонариков
Схема как сделать самодельный металлоискатель
Идеи маленькой гардеробной
Почему потеют пластиковые окна
Идеи как использовать пространство под лестницей
Технологии производства древесного угля
Идеи обустройства кладовок в квартире
Советы как выбрать качественные пластиковые окна
Как выбрать вытяжку на кухню
Идеи, как сделать поделку из пряжи
Какие уровни лучше выбирать
Как выбрать хороший роутер для дома
Какой шуруповерт лучше выбрать
Советы как выбрать хороший холодильник
Как сделать красивый кристалл
Как работать с краном под давлением
Эффективные способы как выкрутить сломанный болт
Самодельные фонарики своими руками
Лучшие идеи как хранить игрушки
Как выбрать хороший пылесос
Рекомендации как правильно выбрать ванну
Какое отопление лучше выбрать
Какой котел для отопления выбрать
Какую кухню лучше выбрать
Как выбрать качественную плитку
Какие обои лучше выбирать
Советы для выбора пола
Лучшие идеи строительных лесов
Какие увлажнители воздуха лучше
Какие окна лучше выбрать
Как выбрать ортопедическую подушку и матрас
Лучшие идеи зонирования пространства
Какой матрас лучше выбрать
Быстрая и пошаговая уборка квартиры
Что такое акустический выключатель
Как сделать генератор дыма
Самодельный пресс из домкрата
Как сделать солнечную батарею
Какой аудиопередатчик лучше покупать
Приспособления для нарезки бутылок
Индукционные системы для отопления
Идеи электровелосипедов своими руками
Самодельные стельки с подогревом
Фильтры низких и высоких частот
Как сделать воскотопку
Идеи самодельного пескоструя
Как сделать точилку для ножа
Советы для правильного выбора смесителей
Современные варианты перегородок
Меловые доски в интерьере
Рекомендации по выбору ламината
Как нужно выбирать стиральные машины
Как устранить трещину на лобовом стекле
Правильная установка розеток
Как правильно выбирать диван
Как выбирать газовые котлы по критериям
Советы как правильно выбирать утюг
Как правильно выбирать телевизоры
Разновидности направляющих для ящиков
Как правильно выбирать шторы

Принцип работы ветряного генератора и виды оборудования

Все ветрогенераторы состоят из лопасти, ротора турбины, генератора, оси генератора, инвертора и аккумулятора. Условно можно разделить все модели на промышленные и домашние, при этом принцип работы у них будет одинаков.

Пример схемы покупной модели

Вращаясь, ротор создает переменный ток с тремя фазами, который идет через контроллер к аккумулятору, а дальше, в инверторе преобразуется в стабильный для подачи к электроприборам.

Простая схема работы

Вращение лопастей происходит за счет физического воздействия при помощи импульсной или подъемной силы, в результате чего в действие приходит маховик, а также под воздействием тормозящей силы. В процессе маховик начинает раскручиваться, а ротор создает поле магнитное на зафиксированной части генератора, после чего воспроизводится ток.

В целом разделяют ветрогенераторы на вертикальные и горизонтальные. Что связано с расположением оси вращения.

Вертикальный вариант

Планируя создания ветряка своими руками на 220В, в первую очередь продумайте именно вертикальные варианты. Среди них выделяют:

Ротор Савониуса. Самый простой, появившийся еще в 1924 году. В основе лежат два полуцилиндра на вертикальной оси. К недостаткам относят низкое использование энергии ветра.

Вариант ротора Савониуса

С ротором Дарье. Появился в 1931 году, раскрутка происходит за счет разности сопротивления аэродинамического горба и кармана ленты, поэтому к недостаткам относится малый вращательный момент, а также необходимость монтировать нечетное количество лопастей.

Разновидность ветрового генератора Дарье

Геликоидный. Лопасти имею закрученную форму, уменьшая нагрузку на подшипник, увеличивая срок эксплуатации. Недостаток – высокая цена.

Геликоидный

Самодельный вариант выйдет дешевле, если его правильно продумать и смонтировать.

Горизонтальные модели

Горизонтальные модели разделяют по количеству лопастей. КПД у них выше, но есть необходимость монтажа флюгера для постоянного поиска направления ветра. Обороты вращения все модели имеют высокие, вместо лопастей монтируют противовес, который оказывает влияние на сопротивление воздуху.

Вариант горизонтальных моделей

Многолопастные модели могут иметь до 50 лопастей с большой инерцией. Их можно применять для работы водяных насосов.

Основные элементы конструкции

Несмотря на большое разнообразие ветрогенераторов и способов их изготовления, все они состоят из одинаковых конструктивных элементов.

Ветровое колесо

Лопасти считаются одним из важнейших элементов ветровой установки. Их конструкция влияет на работу других узлов генератора. Для изготовления лопастей применяются различные материалы.

Перед изготовлением нужно выполнить расчеты длины лопасти. Если для изготовления берется труба, то ее диаметр должен быть не менее 20 см, при запланированной длине лопасти в 1 метр. Далее труба разрезается на 4 части с помощью лобзика. Одна часть используется для изготовления шаблона, по которому вырезаются остальные лопасти. После этого они собираются на общем диске, и вся конструкция закрепляется на валу генератора. Собранное ветровое колесо необходимо отбалансировать. Балансировка должна выполняться в помещении, закрытом от ветра. Если операция проведена правильно, колесо не будет самопроизвольно вращаться. В случае самопроизвольного вращения лопастей, они подтачиваются до тех пор, пока вся конструкция не придет в равновесие. В самом конце проверяется точность вращения лопастей. Они должны вращаться в одной плоскости, без каких-либо перекосов. Допустимая погрешность составляет 2 мм.

Мачта

Следующим элементом конструкции ветрогенератора является мачта. Чаще всего она изготавливается из старой водопроводной трубы, диаметр которой должен быть не 15 см, а длина – до 7 метров. Если в радиусе 30 метров от запланированного места установки имеются какие-либо сооружения или постройки, в этом случае высота мачты увеличивается.

Для того чтобы вся установка работала максимально эффективно, колесо с лопастями поднимается выше окружающих препятствий не менее чем на 1 метр. После установки основание мачты и колышки для крепления растяжек заливаются бетоном. В качестве растяжек рекомендуется использовать оцинкованный трос, диаметром 6 мм.

Генератор

Для ветровой установки можно использовать любой автомобильный генератор, желательно с более высокой мощностью. Они все обладают идентичной конструкцией и требуют переделки. Подобная переделка автомобильного генератора для ветряка предполагает перемотку проводника статора, а также изготовление ротора с использованием неодимовых магнитов. Чтобы их надежно зафиксировать, требуется высверлить отверстия в полюсах ротора. Установка магнитов выполняется с чередованием полюсов. Сам ротор оборачивается бумагой, а все пустоты, образующиеся между магнитами, заливаются эпоксидной смолой.

В процессе наклейки магнитов должна соблюдаться их полярность. Поэтому ротор подключается к источнику питания. Включенный ротор создает магнитное поле и каждый магнит приклеивается на свое место той стороной, которая притягивается.

Для подключения ротора можно использовать любой блок питания, напряжением 12 вольт и силой тока от 1 до 3 ампер. Подключение осуществляется таким образом, что съемное кольцо, расположенное ближе к клыкам, является минусом, а положительная сторона располагается ближе к концу ротора. Магниты, установленные в промежутки ротора или клыки, вызывают самовозбуждение генератора, и это считается их основной функцией.

В самом начале вращения ротора, магниты начинают возбуждать ток в генераторе, который также поступает на катушку, приводя к увеличению магнитных полей клыков. В результате, генератор выдает ток с еще большей величиной. Получается своеобразный круговорот тока, когда происходит возбуждение генератора и дальнейшее питание собственного ротора, на который установлены электромагнитные полюса. Собранный генератор необходимо опробовать и произвести измерения полученных выходных данных. Если агрегат при 300 оборотах выдает примерно 30 вольт, то это считается нормальным результатом.

О самодельных ветряках для дома

Особый интерес к ветряной энергии проявляется на уровне бытовой сферы. Это понятно, если краем глаза взглянуть на очередной счёт за потреблённую энергию. Поэтому разного рода умельцы активизируются, используя все возможности получения электричества недорого.

Одна из таких возможностей, вполне реальная, тесно связана с ветряком из автомобильного генератора. Уже готовый прибор – автомобильный генератор – достаточно лишь оснастить правильно сделанными лопастями, чтобы иметь возможность снимать с клемм генератора какое-то значение электрической энергии.

Правда эффективно работать он будет лишь при условии наличия ветреной погоды.

Пример из практики бытового применения ветряных генераторов. Удачно разработанная и вполне эффективная практическая конструкция ветряка. Установлен трёхлопастной винт, что редкость для бытовых аппаратов

Использование фактически любого автомобильного генератора приемлемо для конструирования ветряка. Но подобрать для дела обычно стараются модель мощную, способную выдавать большие токи. Здесь на пике популярности конструкции генераторов от грузовых автомобилей, крупных пассажирских автобусов, тракторов и т.п.

Помимо генератора, для изготовления ветряка потребуется ещё ряд комплектующих деталей:

винт двух- или трёх- лопастной;
автомобильный аккумулятор;
электрический кабель;
мачта, элементы опоры, крепёж.

Конструкция винта на две или три лопасти считается наиболее оптимальной для классического ветряного генератора. Но бытовой проект зачастую далёк от инженерной классики. Поэтому чаще всего на домашнюю конструкцию стараются подобрать уже готовые винты.

Крыльчатка от вентилятора легкового автомобиля, которая будет использована в качестве винта ветряной домашней установки. Лёгкость и большая полезная площадь для воздушной силы позволяют применять такие варианты

Таким, к примеру, может стать крыльчатка от внешнего блока сплит-системы кондиционирования воздуха или от вентилятора того же автомобиля. Но когда есть желание следовать традициям конструирования ветрогенераторов, придётся сооружать пропеллер ветряка от начала до конца своими руками.

Двухлопастной винт на генератор без переделки

В принципе если на генератор поставить скоростной двух-лопастной винт диаметром 1-1.2 метра, то такие обороты легко достигаются при ветре 7-8м/с. Значит можно сделать ветряк и не переделывая генератор, только работать он будет на ветре от 7м/с. Ниже скриншот с данными двух-лопастного винта. Как видно обороты такого винта при ветре 8м/с составляют 1339 об/м.

Так-как обороты винта растут линейно в зависимости от скорости ветра, то (1339:8*7=1171 об/м) при 7м/с начнётся зарядка АКБ. При 8 м/с ожидаемая мощность опять-же по расчёту должна быть (14:1200*1339=15.6 вольт) (15.6-13=2.6:0.4=6.5 ампер*13=84.5 ватт). Полезная мощность винта судя по скриншоту 100 ватт, по-этому он свободно потянет генератор и должен недогруженный выдать даже больше оборотов чем указано. В итоге 84 .5 ватт должно быть с генератора при 8 м/с, но катушка возбуждения потребляет около 30-40 ватт, значит в аккумулятор пойдёт всего 40-50 ватт энергии. Совсем мало конечно так-как переделанный на магниты генератор и перемотанный при этом-же ветре на оборотах 500-600 об/м выдаст в три раза больше мощности.

При ветре 10 м/с обороты будут (1339:8*10=1673 об/м), напряжение в холостую (14:1200*1673=19.5 вольт), а под нагрузкой АКБ (19.5-13=6.5:0.4=16.2 ампер*13=210 ватт). В итоге получится 210 ватт мощности минус 40 ватт на катушку и полезной мощности останется 170 ватт. При 12 м/с будет примерно так 2008 об/м, напряжение без нагрузки 23.4 вольта, ток 26 ампер, минус 3 ампер на возбуждение, и того 23 ампер ток зарядки аккумулятора, мощность 300 ватт.

В принципе если рассчитывать на ветра от 7м/с и выше, то такой ветрогенератор будет хорошо работать и выдавать 300 ватт при 12 м/с. При этом стоимость ветряка будет совсем небольшой, по сути только цена генератора, а винт и остальное можно сделать из того что есть. Только винт нужно делать обязательно по расчётам.

Переделанный правильно генератор начинает давать заряду уже с 4 м/с, при 5 м/с ток зарядки уже 2 ампера, при этом так-как ротор на магнитах, то весь ток идет в АКБ. При 7 м/с ток зарядки 4-5 ампер, а при 10 м/с уже 8-10 ампер. Получается что только при сильном ветре 10-12 м/с генератор без переделки может сравнится с переделанным, но он ничего не даст на ветре меньше 8 м/с.

Обслуживание ветрогенератора

Ветрогенератор, как и любое другое устройство, нуждается в техническом контроле и обслуживании. Для бесперебойной работы ветряка периодически проводят следующие работы.

Схема работы ветрогенератора

Наибольшего внимания требует токосъёмник. Щётки генератора нуждаются в чистке, смазке и профилактической регулировке раз в два месяца.
При первых признаках неисправности лопастника (дрожание и разбалансировка колеса) ветрогенератор опускают на землю и ремонтируют.
Раз в три года металлические детали покрывают антикоррозийной краской.
Регулярно проверяют крепления и натяжение тросов.

Теперь, когда установка окончена, можно подключать приборы и пользоваться электроэнергией. По крайней мере, пока ветрено.

Кому это выгодно?

Видов ветряных генераторов очень много, а подвидов тем более. То, какое устройство следует установить на том или ином участке, зависит от следующих факторов:

скорость ветров на местности
назначение устройства
предполагаемая сумма затрат

Перед непосредственной установкой ветряка нужно несколько раз обдумать: окупятся ли затраты. Для начала следует определить скорость и направление ветра на предполагаемой для установки местности.

Получить эту информацию можно двумя способами: измерить самостоятельно или обратиться в местную метеослужбу. Для первого варианта потребуется портативная станция, которую можно взять в аренду или приобрести.

Плюс самостоятельных замеров в их точности, однако, на полноценное исследование потребуется не менее одного года. Данные, полученные в метеослужбе будут иметь приблизительные значения, но не потребуют затрат на оборудование и времени на дополнительные расчеты.

При значениях около 4-5 м/с вырабатываемая генератором средней мощности энергия будет равна 250 кВт-часов в месяц. Этого достаточно, чтобы обеспечить электричеством дом на 3-4 человек с отоплением и горячей водой. За год ветряк может вырабатывать до 3 тыс. кВт-часов. Стоимость установки такого ветрогенератора равняется примерно 180 тыс. рублей.

Создание собственной установки обходится в разы дешевле. При этом стоит учесть постоянный рост тарифов на электроэнергию. Таким образом, ветрогенератор может стать хорошим альтернативным источником электроэнергии.

Источник

Если вы желаете изготовить ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками, то необходимо будет подготовить все инструменты и материалы, а также ознакомиться с методикой проведения работ. Довольно часто проведение такого рода работ не отнимает у мастера много сил и времени, а вот услугами токаря, возможно, придется воспользоваться. Это утверждение, конечно же, верно только в том случае, если вы сами не являетесь профессионалом в данной области. Как бы то ни было, специалист данного профиля будет выполнять минимальное количество манипуляций, именно поэтому проведением остальных работ вы сможете заняться самостоятельно. В итоге удастся получить конструкцию с длительным сроком эксплуатации.

Как исключить ошибки?

Установку следует произвести внутри так называемых крабов, после манипуляций они станут хорошо притягивать железные элементы. Для того чтобы исключить данное явление, нужно насадить все на металлический вал. Обусловлено это тем, что вал зашунтировал через себя магнитные силовые линии. Если вы решили выполнить ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками, то, возможно, придется заказать новый вал из материала, который не имеет отношения к магниту. Для вытачивания вала можно отыскать кусок титанового стержня. После этого ротор должен заработать исправно. Если генератор на 600 оборотов в минуту будет выдавать всего лишь 4 В без нагрузки, то придется подвергнуть статор перемотке.

Технология проведения работ

Мастер должен увеличить число витков в 5 раз, это позволит уменьшить диаметр провода. На холостых оборотах напряжение будет равно 20 В. Если произвести загрузку с помощью электрической лампочки, позаимствованной от автомобильной фары на 60 свечей, то вольтметр покажет 12 В, тогда как амперметр — 5 А. Если вам покажется незначительным, что 1,3-киловаттный генератор выдает 60 ватт, можно использовать редуктор. Это обусловлено тем, что 600 оборотов в минуту является слишком маленьким показателем для сравнения с генератором автомобиля. Мощность будет расти пропорционально по отношению к количеству оборотов. Если удастся приобрести неодимовые магниты, размер которых составит 50 x 20 x 5 миллиметров, в количестве 12 штук, то можно изготовить новый ротор.

Работа над ротором

Если вы решили сделать ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками, то сможете изготовить ротор. Для этого нужно подготовить лом алюминия, в качестве которого способны выступить старые поршни от двигателя внутреннего сгорания. В стальной кружке можно переплавить лом алюминия, а из полученной болванки — выточить основание ротора, этот элемент можно будет насадить на старый вал от первого ротора. С одной стороны следует оставить бортик, ширина которого составит 8 миллиметров, а остальной алюминий нужно снять резцом, углубившись на такое расстояние, которое будет равно габаритам магнитов и металлического бандажа. К данным параметрам необходимо будет добавить по 5 миллиметров.

Советы по работе с бандажом

Ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками с легкостью может быть изготовлен. Бандаж легко выполнить из кусков стальной трубы, диаметр которой должен составить 100 миллиметров. Данную заготовку следует насадить до упора в бортик на основание. На бортики мастер должен нанести разметку, которая будет представлена 12 секторами. Магниты должны быть зафиксированы клеем на металлический бандаж, при этом стоит придерживаться ранее выполненной разметки. Использовать нужно клей «Секунда», чередуя при этом полярность. Магниты после обматываются вощеной бумагой, а сверху усиливаются скотчем с таким расчетом, чтобы клейкая лента прилипла к бортику. Вы должны будете подготовить эпоксидный клей, аккуратно залив его в пространство между магнитами. После того как состав затвердеет, нужно сбалансировать положение ротора на параллельных металлических линейках, которые должны быть зажаты горизонтально в тиски через обрезок доски. На эти элементы будет опираться ротор своим валом, катаясь, словно по рельсам. Важно учесть, что дисбаланса при этом быть не должно.

Испытание генератора

Своими руками ветряк из автомобильного генератора выполнить достаточно просто, испытать генератор можно будет на токарном станке. Если все хорошо, то результаты должны обрадовать. При количестве оборотов в минуту в 125 он будет выдавать 15,5 вольта, тогда как при 630 оборотах без нагрузки этот показатель составит 85,7 вольта. Если речь идет о нагрузке на нихромовую проволоку при 630 оборотах в минуту, то вольтметр будет показывать 31,2 вольта, тогда как амперметр — 13,5 ампера. Таким образом, мощность будет равна 421,2 ватта. Это указывает на то, что неодимовые магниты работают в 7 раз более эффективно, чем ферритовые.

Нюансы проведения работ

Когда изготавливается ветрогенератор своими руками, может возникнуть необходимость перемотать статор большим диаметром проволоки, чтобы уменьшить напряжение. Для уменьшения магнитного залипания между статором и ротором можно перебрать пластины статора. Стоит учесть, что работа эта является очень кропотливой. С помощью углошлифовальной машинки можно избавиться от швов, молотком и ножом следует отделить каждую пластину. Если вы решили выполнить ветрогенератор своими руками, то в работе может понадобиться плоская наковальня, на которой можно будет произвести выравнивание легкими ударами с помощью резинового молотка. Как только удастся разделить пластины, можно воспользоваться помощью токаря, заказав выточку оснастки для сборки. Оснастка имеет в своем составе цилиндр, диаметр которого эквивалентен тому же показателю, свойственному пластинам. По цилиндру будет свободно скользить второй фланец. Во фланцах нужно проделать два противоположно расположенных отверстия, диаметр каждого из которых составит 6 миллиметров. Они необходимы для установки направляющих стержней. Последние должны обладать диаметром в пределах 5 миллиметров. Самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора мастер может начать собирать на оснастке, надевая ее на цилиндр таким образом, чтобы стержни оказались внутри противоположно расположенных пазов. После проведения сборки стержни можно наклонить в разные стороны до упора, зажимая пластины с помощью струбцин в количестве 4 штук. Перекос должен составить 13 миллиметров при высоте набора пластин в 36 миллиметров.

Как выбрать между роторным и барабанным ветрогенератором?

Ветрогенератор своими руками может быть выполнен на основе барабанной или роторной конструкции. Коэффициент съема воздушных масс будет всегда ниже у барабанных конструкций по сравнению с пропеллерными. Если же попытаться приблизить данный параметр, то устройство получится довольно сложным. При этом никак не избежать чрезмерных финансовых затрат при одинаковой мощности. Помимо прочего у барабанного агрегата должна быть очень сложная система защиты, которая исключает разнос. Ввиду этого мастера довольно часто отказываются от данного элемента в конструкции.

Заключение

Ветрогенератор из автогенератора может при работе издавать некоторые звуки. Обусловлено это тем, что в нерабочем состоянии шаг от конца лопастей до мачты составляет всего лишь 12 сантиметров. Центробежная сила не позволяет лопастям прогибаться, и концы лопастей приближаются к мачте в зависимости от силы ветра. Ветрогенератор из автомобильного генератора обладает множеством плюсов, да и создание некоторого шума при работе нельзя назвать явным минусом.

Источник

Создание ветрогенератора из автомобильного генератора: преимущества, недостатки, инструкция по сборке и установке

Обновлено: 4 мая 2019

Генератор для ветряка из автогенератора

Генератор является таким же основным элементом ветряка, как и крыльчатка. Если лопасти рабочего колеса преобразуют энергию ветра во вращательное движение, то генератор вращение превращает в электроэнергию. Его конструкция и возможности определяют производительность и мощность установки, способность работы на слабых потоках ветра.

При изготовлении ветряков вопрос об использовании самодельного или готового генератора встает практически всегда. Чаще всего к решению подходят комбинированным способом — используют готовый автомобильный генератор, иногда без конструктивных изменений, но чаще всего — с некоторыми доработками, повышающими чувствительность или выходную мощность.

Автомобильные генераторы представляют собой готовые устройства, созданные для выработки электрического тока заданного напряжения. Оно постоянно на выходе, что обеспечивает стабилизатор (регулятор) напряжения, удерживающий значения в узких рамках. Единственная особенность, требующая вмешательства, это режим работы — автомобильные генераторы приводятся от двигателя и работают на больших скоростях.

Причем, скорость вращения двигателя автомобиля не постоянна, она меняется на протяжении всего времени работы в значительных пределах — от 800 об/мин до 6000 об/мин, а иногда и больше. Кроме того, автомобильный генератор имеет предел по силе тока, превысить который устройство не сможет ни при каких обстоятельствах.

КПД автогенераторов не превышает 60%, что объясняется наличием потерь в конструкционных узлах, расходом энергии на токи Фуко. Чем выше общая мощность устройства, тем выше его КПД. Производится переменный ток, который преобразуется в постоянный при помощи диодного выпрямителя.

Преимущества и недостатки

Использование автомобильного генератора как элемента ветроэлектростанции дает существенные преимущества:

Имеется готовый генератор, который может использоваться без вмешательства в конструкцию или с некоторой модернизацией.
Автомобильный генератор выдает стабильное напряжение, что важно для ветряков с их постоянно меняющейся скоростью вращения.
Используется стандартное оборудование, доступное и не нуждающееся во вмешательстве в конструкцию.
Автомобильные генераторы широко распространены, что делает их ремонтопригодными и доступными для замены при необходимости.

Наряду с достоинствами имеются и некоторые недостатки:

Автомобильный генератор нуждается в высокой скорости вращения, что требует использования повышающего редуктора или изменений в конструкции устройства.
Ресурс автомобильного генератора ограничен примерно 4000 часами работы (в среднем). Даже новый генератор не выдержит и года непрерывной работы и потребует ремонта.
Система возбуждения некоторых генераторов требует подачи напряжения на катушку, что вынуждает изменять конструкцию и устанавливать постоянные магниты.

Как сделать своими руками?

Изготовление ветрогенератора складывается из двух основных этапов:

Создание вращающегося ротора с лопастями.
Изготовление или модернизация генератора, приводимого во вращение крыльчаткой.

Изготовление крыльчатки требует отдельного подробного описания, так как существует масса вариантов конструкции, выбор наиболее подходящего из них требует определенных познаний и опыта.

Изготовление генератора своими руками требует четкого знания принципа работы устройства, обладания навыками, материалами и необходимыми инструментами. Для ускорения процесса и получения более качественного результата надо использовать готовое устройство, нуждающееся в небольших вмешательствах в конструкцию. Это поможет сэкономить время, усилия и получить устройство с заранее известными параметрами.

Обычным изменением, которое приходится вносить в конструкцию генератора, является установка постоянных неодимовых магнитов вместо обмотки возбуждения. Этот вариант создает возможность самовозбуждения и повышает производительность генератора, но нередко создает эффект залипания, затрудняющий старт вращения ротора.

Также часто изменяют число витков обмотки, индуцирующей ток. Таким образом повышается чувствительность устройства, создается возможность генерации тока на низких скоростях вращения. Примечательно, что все переделки производятся достаточно просто и не требуют глубокого вмешательства в конструкцию. Меняется количество витков и толщина провода обмотки.

Тихоходный генератор

Наиболее предпочтительна конструкция генератора, способного производить ток при малых оборотах. Скорость ветра в регионах России в большинстве средняя и низкая, создать номинальную скорость вращения для автомобильного генератора чрезвычайно сложно. Потребуется установка повышающего редуктора, который будет существенно уменьшать чувствительность.

Вариантов решения вопроса может быть несколько:

Модернизация автомобильного генератора.
Использование магнето в качестве основы для создания генератора.
Создание быстроходного ротора, способного обеспечить необходимый режим работы генератора.

Первый вариант используется чаще всех в силу своей простоты и доступности, хотя изменения, вносимые в конструкцию, требуют использования производственного оборудования (токарный станок), приобретения супермагнитов (неодимовых) и изменения числа витков обмотки статора.

Применение магнето вызывает немало споров, хотя причиной для них становится неподготовленность. Конструкция магнето позволяет создать производительный и относительно тихоходный генератор, требуется лишь изменить параметры трансформатора на соответствующие режиму вращения имеющегося ветряка.

Изготовление быстроходных крыльчаток возможно при наличии естественных условий — наличие достаточно сильных и ровных ветров в регионе. Такое имеется не везде, в большинстве районов ветра слабые и имеют эпизодический характер.

Ветрогенератор из тракторного генератора Г-700

Тракторный генератор Г-700 имеет следующие номинальные параметры:

Напряжение — 14 В.
Сила тока — до 50 А.
Скорость вращения — 5000 об/мин (номинальная), 6000 об/мин (максимальная).

Ротор ветряка не сможет обеспечить такую частоту вращения, поэтому потребуется перемотать обмотку статора для того, чтобы обеспечить нужную производительность при низкой скорости вращения. Для этого надо использовать более тонкий провод, чтобы увеличить число витков в катушках. Обычно используется провод толщиной 0,8 мм, число витков делается максимальным, сколько сможет вместить корпус статора. Обычно делается не менее 80 витков.

Катушка возбуждения также подлежит доработке. Обмотка перематывается таким же проводом, добавляется до 250 витков. В результате получается устройство практически с исходными параметрами, но способное работать на низких скоростях вращения.

После доработки генератор устанавливается на ротор ветряка, испытывается на производительность и чувствительность в рабочем режиме. При необходимости параметры обмоток могут быть изменены, оптимальный режим находится опытным путем на основании эксплуатационных показателей.

Ветряк из автогенератора от бычка

Неплохие результаты показывает автомобильный генератор от грузовика «Бычок». Понадобится перемотать обмотку статора проводом 0,6 мм (получено опытным путем), для трехфазной обмотки понадобится около 90 витков на каждую катушку, всего 18 шт.

Ротор генератора подлежит некоторой доработке — на токарном станке стачивается толщина (диаметр) для того, чтобы получить пространство под неодимовые магниты. Исследования показывают, что наилучший результат достигается при большом числе магнитов.

При этом, необходимо избегать сильного залипания, что можно регулировать увеличением расстояния от магнитов до сердечников статора. Имеется возможность добиться минимального залипания при максимальном выходном напряжении, что потребует некоторых затрат времени, по поможет получить оптимальных результатов.

Подготовленный генератор устанавливается на ветряк, присоединяется к крыльчатке и тестируется на практике.

Инструкция по сбору и установке

После перемотки или установки неодимовых магнитов генератор собирается обычным образом. Гайки на соединительных элементах надежно затягивают, исключая возможность расшатывания собранной конструкции. Провода качественно изолируют, по возможности помещают в гофрированную трубу. Снаружи корпус генератора неплохо защитить корпусом, в качестве которого можно использовать отрезок полипропиленовой трубы с заглушками, в которых проделаны соответствующие отверстия.

Монтаж устройства к ветряку производится согласно выбранной конструкции. Поскольку оптимальным способом является непосредственная установка крыльчатки на вал генератора, следует заранее предусмотреть способ крепления и изоляции от атмосферной влаги. В идеале вращающиеся части должны быть надежно закрыты от доступа внешнего воздуха, что предотвратит появление коррозии, обледенение, появление пылевых наносов.

Оптимальным способом монтажа принято считать фиксацию на опорной штанге при помощи хомутов. Такой вариант не нуждается в использовании крепежных болтов, опасных из-за возможности появления ржавчины и сложностей при ремонте. Проблемы, возникшие с хомутами, решить намного проще – их всегда можно срезать и заменить новыми.

Иногда приходится использовать соединительную муфту. Она устанавливается как переходный элемент с вала ротора ветряка на вал генератора, установленных соосно. Требуется точное соблюдение размеров и прочность крепления муфты, иначе передача вращения прекратится или будет происходить с большими потерями.

Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора?

Ветрогенераторы (ветряки, ветроэлектрические установки) сегодня считаются одними из самых дешевых источников альтернативной электроэнергии. Они менее распространены, чем солнечные панели. Однако производимая батареями солнечных элементов электрическая энергия выходит в разы дороже. Значит, ветряк в личном хозяйстве способен оказаться очень эффективным и полезным источником дополнительной электрической энергии. В особенности он может стать выгодным, если не приобретать заводскую установку, а сделать ее своими руками из автомобильного генератора. Самодельный ветрогенератор выйдет гораздо дешевле, чем заводское устройство.

Устройство ветряного генератора

Существует большое количество разновидностей ветровых генераторов и чертежей их создания. Но несмотря на многообразие видов, все конструкции имеют в своей структуре следующие неотъемлемые компоненты:

электрический генератор;
ротор с лопастями;
аккумуляторную батарею;
мачту (бывает с растяжками и без них);
преобразователь электрической энергии (инвертор);
электронный блок (контролер заряда);
проводку, по которой проходит электрическая энергия.

Помимо этого, требуется заблаговременно обдумать систему управления и распределения электрической энергии, набросать схему установки.

Инструкция по созданию

Подготовка

Прежде чем приступить к работе следует определиться, какое конкретно устройство желаете изготовить, поскольку практикуется несколько типов ветровых генераторов, например, роторный, аксиальный (осевой) на магнитах и так далее.

Существует 2 варианта размещения оси:

горизонтальное – наиболее распространенное, коэффициент полезного действия у данного типа вдвое больше;
вертикальное – монтируется внизу, поскольку обладает большой массой. Так как ветер внизу слабее вдвое, стало быть, мощность установки понижается примерно в 8 раз. Из плюсов – низкий уровень шума и удобство эксплуатации.

Вне зависимости от модели конструкции, для создания самодельного ветрового генератора необходимо подготовить:

автомобильный генератор;
вольтметр;
реле зарядки аккумуляторной батареи;
регулятор напряжения для переменного электротока;
материал для создания лопастей;
аккумуляторную батарею (гелиевую либо кислотную);
короб для закрывания проводки;
емкость (некорродирующая кастрюля либо алюминиевое ведро);
выключатель на 12 В;
электрический 3-жильный кабель (сечением не менее 2,5 мм2);
старую водопроводную трубу (диаметром не менее 15 миллиметров, длиной 7 метров);
лампочку-зарядку;
4 болта с шайбами и гайками;
железные хомуты для фиксации.

Наряду с этим, нужно иметь для работы специализированный инструментарий:

шлифмашину с дисками;
маркер;
шуруповерт;
электродрель со сверлами;
ножницы по металлу;
комплект накидных ключей;
газовые ключи различных номеров;
кусачки;
рулетку.

Ротор

При создании ветроэлектрической установки следует принять в расчет, что ротор любого автомобильного генератора, даже от ВАЗ, имеет обмотку электромагнитного возбуждения. Если все выполнять собственными силами, его конструкцию можно сделать проще. Следует удалить коллектор, перемотать статорную обмотку, что даст возможность переделать устройство в тихоходное. Желательно переделать железный ротор.

На ось ротора в обязательном порядке вытачивается не подверженная влиянию магнитного поля насадка из алюминия. На нее помещают специализированный бандаж из металлической трубы.

Это следует делать с незначительной натяжкой. На поверхности бандажа производят разметку и посредством суперклея ставят прямоугольники из магнитов, изготовленных из неодима. Их приклеивают на агрегат с незначительным перекосом, что не допускает залипания, соблюдая чередование полюсов. Между этих элементов заливают эпоксидку, что дает возможность сровнять поверхность.

Такая ветроэлектрическая установка будет производить удовлетворяющее потребности количество электроэнергии лишь при частоте вращения 6000 обмин. Чтобы сделать его производительным и при 600 об/мин, нужно увеличить статорную обмотку в 5 раз. Параллельно следует сделать меньше и само сечение силового привода.

Лопасти данной ветроэлектрической установки должны быть большого размера. Для понижения магнитного поля желательно перебрать пластинки статора, выровнять их, после чего смонтировать обратно.