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.
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.
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.
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.
Лопасти, наверное, самая значимая часть ветроэлектрической установки. От их конструкции напрямую зависит работа других узлов установки. Делают их из различных материалов, порой даже из канализационной полипропиленовой трубы.
Лопасти из трубы несложны в создании, стоят недорого и не подвергаются воздействию влажности.
Последовательность изготовления лопастной системы следующая.
- Требуется произвести расчет длины лопасти. Диаметр трубы должен составлять 1/5 от совокупного метража. Например, если лопасть будет равняться метру, то подойдет труба диаметром 20 сантиметров.
- Разрезаем трубу посредством лобзика по длине на 4 отрезка.
- Из одного отрезка делаем крыло, которое будет служить образцом для вырезания остальных лопастей.
- Заусенцы на концах обрабатываем абразивом.
- Лопасти закрепляем к диску из алюминия с приваренными полосками для фиксации.
- Затем к этому диску прикрепляем электрогенератор.
По окончании сборки лопастной системе требуется балансировка. Ее фиксируют на треноге в горизонтальной позиции. Мероприятие проводят в закрытом от ветра помещении. Если балансировка выполнена правильно, колесо должно быть неподвижно. Когда же лопасти крутятся самостоятельно, то их необходимо подточить до придания баланса всей структуре.
Лишь при успешном завершении этой операции необходимо перейти к испытанию точности вращения лопастей, они должны вращаться в одной плоскости без нарушения баланса. Допустимо отклонение в 2 миллиметра.
По большому счету если на электрогенератор установить скоростной 2-лопастной винт диаметром 1-1,2 метра, то подобные обороты свободно достигаются при скорости ветра 7-8 м/с. Следовательно, можно изготовить ветрогенератор и без переделки электрогенератора, только функционировать он станет при скорости ветра от 7 м/с.
Для создания мачты подойдет водопроводная труба диаметром не меньше 15 сантиметров, длиной приблизительно 7 метров. Если в границах 30 метров от намечаемого места установки имеются сооружения, то в высоту устройства вносят коррективы в сторону увеличения.
Для продуктивного функционирования ветроэлектрической установки лопастник поднимают выше преграды по меньшей мере на 1 метр.
Основу мачты и колья для фиксирования растяжек заливают бетоном. К колышкам варят хомуты с болтами. Для растяжек используется 6-миллиметровый трос, покрытый цинком.
Для сборки ветроэлектрической установки требуется изготовить поворотную ось. Ее можно создать из подшипников и колена 15-сантиметровой трубы с гайками и резьбой. Следует залить трубу эпоксидкой в теле подшипника, а его залить на куске пластиковой трубы, диаметром 50 миллиметров. В результате получится подвижная ось.
Последовательность монтажа ветрогенератора:
- из профиля 50×25 миллиметров изготовить 60-сантиметровую балку;
- зафиксировать ее на балку электрогенератора;
- зафиксировать хвост;
- проделать отверстия для фиксации вращающейся оси;
- установить лопасти;
- зафиксировать готовый ветряк на мачте;
- подключить маленький аккумуляторный блок;
- подключить мультиметр.
Ветроэлектрическая установка смонтирована и готова к эксплуатации. Этот ветрогенератор при маловетреных погодных условиях в силах без труда гарантировать светодиодное освещение, работу телевизионного приемника с ноутбуком и иные мелочи. Но это исключительно при маловетреных погодных условиях. При мощном ветре получение электроэнергии увеличивается в разы.
Ветряк, как и всякий механизм, требует технического контроля и обслуживания.
- В особом внимании нуждается токосъемник. Щетки электрогенератора чистят, смазывают и регулируют раз в 2 месяца.
- При первых симптомах неполадки лопастника (вибрация и разбаланс колеса) ветряк опускают на землю и чинят.
- Раз в 3 года стальные элементы покрывают противокоррозионной краской.
- Постоянно обследуют крепления и натяжку тросов.
Когда монтаж окончен, можно подключать аппаратуру и пользоваться электричеством.
Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора смотрите далее.
Ветрогенератор для частного дома своими руками из автомобильного генератора, фото, видео
Ветрогенератор, изготовленный из автомобильного генератора, может помочь в ситуации, когда в частном доме нет возможности подключения к линии электропередачи. Либо послужит вспомогательным источником альтернативной энергии. Такое устройство можно сделать своими руками из подручных материалов, используя наработки народных умельцев. Фото и видео продемонстрируют процесс создания самодельной ветровой установки.
Конструкция ветрогенератора
Существует огромное видовое разнообразие ветрогенераторов и чертежей их изготовления. Но любая конструкция включает в себя следующие обязательные элементы:
- генератор;
- лопасти;
- накопительная батарея;
- мачта;
- электронный блок.
Обладая некоторыми навыками, можно смастерить ветрогенератор своими руками
Кроме этого, необходимо заранее продумать систему управления и распределения электроэнергии, начертить схему монтажа.
Ветровое колесо
Лопасти, пожалуй, самая важная часть ветрогенератора. От конструкции будет зависеть работа остальных узлов устройства. Изготавливают их из разных материалов. Даже из пластиковой канализационной трубы. Лопасти из трубы просты в изготовлении, стоят дёшево и не подвержены воздействию влаги. Порядок изготовления ветроколеса следующий:
- Необходимо рассчитать длину лопасти. Диаметр трубы должен быть равен 1/5 от общего метража. К примеру, если лопасть будет метровая, то подойдёт труба диаметром 20 см.
- Разрезаем трубу лобзиком вдоль на 4 части.
- Из одной части изготавливаем крыло, которое послужит шаблоном для вырезания последующих лопастников.
- Заусенца на краях сглаживаем абразивом.
- Лопасти фиксируют к алюминиевому диску с приваренными полосами для крепления.
- Далее к этому диску прикручивается генератор.
Лопасти для ветрового колеса
После сборки ветроколесо нуждается в балансировке. Его закрепляют на штативе горизонтально. Операцию проводят в закрытом от ветра помещении. В случае правильно проведённой балансировки колесо не должно двигаться. Если же лопасти вращаются сами, то их требуется подточить до придания равновесия всей конструкции.
Только после успешного завершения данной процедуры следует перейти к проверке точности вращения лопастей, они должны крутиться в одной плоскости без перекоса. Допускается погрешность в 2 мм.
Схема сборки генератора
Мачта
Для изготовления мачты подойдёт старая водопроводная труба диаметром не менее 15 см, длиной около 7 м. Если в пределах 30 м от предполагаемого места монтажа есть постройки, то высоту конструкции корректируют в сторону увеличения. Для эффективной работы ветроустановки лопастник поднимают выше препятствия минимум на 1 м.
Основание мачты и колышки для закрепления растяжек бетонируют. К кольям приваривают хомуты с болтами. Для растяжек применяют оцинкованный 6 мм трос.
Совет. Собранная мачта обладает немалым весом, при ручной установке понадобится противовес из трубы с грузом.
Переделка генератора
Для изготовления генератора ветряка подойдёт генератор от любого автомобиля. Их конструкции схожи между собой, а переделка сводится к перемотке провода статора и изготовлению ротора на неодимовых магнитах. В полюсах ротора высверливаются отверстия для фиксации магнитов. Устанавливают их, чередуя полюса. Ротор оборачивают бумагой, а пустоты между магнитами заливают эпоксидной смолой.
Автомобильный генератор
Таким же способом можно переделать двигатель от старой стиральной машины. Только магниты в этом случае во избежание залипания наклеивают под углом.
Новую обмотку перематывают по катушке на зуб статора. Можно сделать всыпную обмотку, это как кому удобно. Чем больше количество витков, тем эффективнее получится генератор. Мотают катушки в одном направлении по трёхфазной схеме.
Готовый генератор стоит опробовать и измерить данные. Если при 300 оборотах генератор выдаёт порядка 30 вольт, это хороший результат.
Генератор для ветряка из автомобильного генератора
Финальная сборка
Раму генератора сваривают из профильной трубы. Хвост изготавливают из оцинкованной жести. Поворотная ось представляет собой трубку с двумя подшипниками.
Генератор крепят к мачте таким образом, чтобы расстояние от лопасти до мачты было не менее 25 см. В целях безопасности для финальной сборки и монтажа мачты стоит выбрать безветренный день.
Лопасти под действием сильного ветра могут изогнуться и разбиться о мачту.
Чтобы использовать аккумуляторы для питания техники, которая работает от сети 220 В, потребуется установить инвертор преобразования напряжения. Ёмкость батареи подбирается индивидуально к ветрогенератору. Этот показатель зависит от скорости ветра на местности, мощности подключаемой техники и частоты пользования ею.
Устройство ветрогенератора
Чтобы батарея не вышла из строя от чрезмерной зарядки, понадобится контроллер напряжения. Его можно изготовить самостоятельно, если обладаете достаточными знаниями в электронике, или купить готовый. В продаже имеется множество контролеров для механизмов получения альтернативной энергии.
Совет. Чтобы лопастник не сломался при сильном ветре, устанавливают простое устройство – защитный флюгер.
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.
Генератор для ветряка своими руками: видео
Ветрогенератор для частного дома: фото
Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками?
Ветрогенераторы на сегодняшний день являются одними из наиболее дешёвых источников альтернативной энергии. Они имеют меньшее распространение, чем солнечные батареи. Но, в случае последних, вырабатываемая электрическая энергия получается в несколько раз дороже.
Поэтому ветряная установка в частном хозяйстве может оказаться весьма полезным и эффективным источником дополнительной электроэнергии. Особенно он может быть выгоден, если Вы не станете покупать готовую установку, а сделайте его самостоятельно из автомобильного генератора. Самодельный ветряной генератор обойдётся значительно дешевле, чем фабричное изделие.
В этом материале мы поговорим о том, как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками.
Конструкция и принцип действия ветрогенератора
На сегодняшний день разработано много разнообразных ветрогенераторов и в сети можно найти различные чертежи изготовления.
В любой конструкции есть такие элементы, как генератор, лопасти, аккумуляторная батарея, мачта, блок управления.
Необходимым элементом также является система управления и подачи электрической энергии в сеть. Перед установкой системы желательно изготовить схему монтажа.
Расположения оси в ветряных генераторах может быть горизонтальное и вертикальное. Более распространено горизонтальное, которое обеспечивает в 2 раза больший КПД и меньшие затраты на установку. Вертикальные роторы из-за их массивной конструкции и большого веса приходится монтировать внизу. А внизу скорость ветра в несколько раз ниже, чем наверху. Поэтому сильно снижается КПД.
Ветряные установки с вертикальной осью обычно используются там, где требуется меньший шум, небольшая зависимость от ориентации ветра. Им требуется небольшая стартовая скорость, а также удобство эксплуатации.
Некоторые специалисты изготавливают специальные направляющие для барабанных ветрогенераторов вертикального типа. Это увеличивает производительность и исключает разнос от ветра.
Естественно, что это усложняет конструкцию и увеличивает её стоимость.
Что касается лопастей, то их обычно бывает не больше 3. Лопасти заводского изготовления могут менять углы поворота. Это позволяет настраивать скорость вращения и снизить шум. Ветрогенератор мощностью 1 кВт стоит минимум 70 тысяч рублей. Поэтому многие стремятся самостоятельно изготовить ветрогенератор из автомобильного генератора.
Мачта для установки оборудования может выполняться как с креплением на растяжках, так и без них. Конструкция может предусматривать возможность опускания для ремонта и профилактики. Принцип работы ветрогенератора можно описать пятью основными этапами:
- Раскручивание лопастей и ротора ветром;
- Соединение ротора и электрогенератора;
- Полученная электрическая энергия поступает на контроллер заряда, откуда передаётся в накопительный аккумулятор (ы);
- Далее посредством инвертора электроэнергия преобразуется из 12 (24, 36, 48) в 220 вольт;
- Подача электричества в сеть.
Ветрогенератор из автогенератора в частном хозяйстве позволит обеспечить электроэнергией освещение территории, сигнализацию и другие подобные системы. Важно помнить о том, что ветряные установки окупаются только в тех местах нашей планеты, где годовая скорость ветра 5 м/с и выше. Иначе срок окупаемости будет приближаться к сроку эксплуатации.
Вернуться к содержанию
Доработка автомобильного генератора
Теперь о том, как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора. Для изготовления генератор ветряной установки, в принципе, подойдёт автомобильный генератор от любой машины. Конструкции автогенераторов приблизительно одинаковые на разных автомобилях.
Переделка его в генератор для ветрогенератора сводится к перемотке провода статора. А также изготавливается ротор на базе неодимовых магнитов. Отверстия для крепления магнитов сверлятся в полюсах ротора. Затем магниты устанавливаются с чередованием полюсов.
Пространство между магнитами заполняется эпоксидной смолой, а сам ротор обёртывается бумагой.
Подобным способом умельцы переделывают двигатели от стиральных машин под генератор ветряной установки. Такие варианты также встречаются в интернете, но там магниты закрепляют на роторе под углом. Это делается для того, чтобы не происходило магнитного залипания. При магнитном залипании вал становится сложно сдвинуться с места. Чтобы этого избежать, магниты приклеивают с небольшим перекосом. По этой же причине лопасти делаются максимально большего размера.
Некоторые советуют для уменьшения магнитного поля полностью перебрать статорные пластины. Сначала они разделяются, а затем выравниваются на наковальне. После этого проводится их сборка на оснастке, где пластины стягиваются струбцинами.
Специалисты советуют делать новую обмотку на зуб статора по катушке. Существуют также варианты с всыпной обмоткой. Намотка катушки производится по трехфазной схеме в одном направлении. Эффективность генератора повышается с увеличением числа витков.
Те, кто переделывал автомобильный генератор под ветряную станцию, говорят, что нужно ориентироваться на следующую цифру. Если вы сделали 300 оборотов обмотки, то генератор должен выдавать примерно 30 вольт. Статор автомобильного генератора перематывается таким образом, что число витков увеличивается примерно в 7 раз, а их диаметр уменьшается.
Это делается для того, чтобы увеличить выработку электрической энергии на малых оборотах. Ведь в автомобиле вращение происходит гораздо большей скоростью, нежели ветер будет вращать лопасти.
Чаще всего для изготовления ветряной установки подобного плана умельцы используют автомобильные генераторы с тракторов, грузовиков или мощных легковых автомобилей.
Лопасти являются одной из ключевых частей ветрогенератора. Работа остальных узлов во многом зависит от конструкции лопастей.
Когда изготавливается самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора, умельцы используют самые разные материалы. Это может быть простая канализационная труба из пластика.
Такой материал мало весит, легко обрабатывается, устойчив к воздействию окружающей среды и стоит недорого.
Диаметр лопасти из трубы и её длина соотносятся, как 1 к 5. То есть, при изготовлении двухметровой лопасти, следует брать трубу диаметром 40 см. При этом отрезается кусок трубы нужной длины, а затем она разрезается вдоль на 4 части. Из одного куска можно изготовить шаблон, по которому вы вырежете все остальные лопасти. После изготовления лопастей, нужно убрать все заусенцы на срезах.
Затем лопасти фиксируются на алюминиевом диске, который имеет для крепления специальные полосы. И уже этот диск крепится к генератору, который будет вырабатывать электрический ток.
После того как лопасти будут установлены, нужно сделать проверку точности вращения. Лопасти обязательно должны вращаться в одной плоскости. Перекоса быть не должно, а допустимая погрешность составляет 2 мм.
Вернуться к содержанию
Мачта
В качестве мачты самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора может иметь самые разные конструкции и материалы.
Те, кто изготавливает ветряную станцию своими руками, часто используют в качестве мачты использованные водопроводные трубы. При этом стоит учесть, что длина трубы должна быть не менее 7 метров, а её диаметр примерно 3 дюйма.
Если рядом с местом установки ветряной станции имеются жилые помещения, то высоту мачты следует увеличить.
Чтобы гарантировать эффективную работу ветрогенератора, его лопасти должны быть подняты выше всех окружающих препятствий, как минимум на 1 метр. Мачта устанавливается на растяжки, а её основание и места закрепления растяжек заливаются бетоном. Растяжки представляют собой оцинкованный трос и хомуты с болтами. Диаметр троса для растяжек следует брать не менее 6 мм. Поскольку вся конструкция получается довольно тяжёлой, может понадобиться какой-нибудь подъёмник для установки её на высоте.
Вернуться к содержанию
Сборка и установка ветрогенератора
Установку ветрогенератора следует выполнять на удалении от жилых домов и прочих сооружений. Расстояние должно быть как минимум 20 метров, а, вообще, чем больше, тем лучше.
Лучше всего устанавливать ветряную станцию на открытом пространстве или на холмах, где ветер значительно сильнее. При установке следует учесть плотность грунта.
От этого будет определяться длина клиньев, которые будут местами крепления растяжек самой мачты.
Если почва в районе установке мягкая, то потребуются клинья большего диаметра и длины. Таких клиньев для крепления растяжек должно быть как минимум три, а ещё лучше 4.
Способы обустройства растяжек выбирают в зависимости от высоты мачты. Сама мачта ветрогенератора ставится в грунт на глубину полметра или ниже. Основание мачты и клинья, к которым крепятся растяжки, бетонируются. Если этого не сделать, то почва может стать рыхлой после дождя, что приведёт к ослаблению растяжек.
Если конструкция мачты не подразумевает её опускание вниз, тогда следует предусмотреть какой-либо подъёмник. Он потребуется для того, чтобы подниматься к основным рабочим элементам ветрогенератора для их обслуживания. Это может быть какая-либо лестница, ступеньки и так далее. Такое средство для подъёма должно быть приварено к мачте, чтобы удобнее было подниматься. К тому же на высоте ветер значительно сильнее, чем у поверхности земли. Поэтому лучше сделать какую-то площадку для большего удобства при обслуживании ветрогенератора.
Вернуться к содержанию
Эксплуатация и безопасность
Ветрогенератор из автомобильного генератора, как и все технические устройства, требует периодического контроля и обслуживания. Можно выделить следующие необходимые операции при эксплуатации ветрогенератора:
- Уделяйте внимание состоянию токосъёмника. Раз в несколько месяцев щётки генератора требуется чистить, смазывать и регулировать;
- Обязательно проводить ревизию крепления мачты к фундаменту, а также состояние растяжек;
- Если появляются какие-то мелкие неисправности лопастей, их нужно тут же устранять. Кроме того, нужно проводить постоянный контроль балансировки лопастей;
- Подшипники генератора и поворотных механизмов требует регулярной смазки;
- Один раз в 3─4 года металлические элементы ветрогенератора следует перекрашивать;
- Один раз в полгода следует проверять изоляцию электрооборудование и проводки.
Вернуться к содержанию
Опрос
Примите участие в опросе!
Загрузка …
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье, а также ваши отзывы об использование самодельных ветрогенераторов из автомобильного генератора, оставляйте в х.
Вернуться к содержанию
Ветрогенератор из автомобильного генератора: как сделать своими руками тихоходное устройство, его преимущества и недостатки
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.
Несмотря на имеющиеся недостатки, автомобильный генератор считается оптимальным вариантом, возможным при самостоятельном создании ветроэлектростанции.
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.
Загрузка...
