Ветрогенератор из автомобильного генератора своими руками

Изготовление ветрогенератора в домашних условиях используя автомобильный генератор

Исследования в области ветроэнергетики, а именно разработка новых способов преобразования ветряной энергии в электрическую, ведется уже довольно давно. Существуют серийно выпускаемые промышленные ветрогенераторы, которые способны обеспечивать электроэнергией целые поселки. В связи с этим многие домовладельцы с интересом изучают это направление получения альтернативной энергии и задаются вопросом приобретения либо интересуются как сделать ветрогенератор в домашних условиях. Можно сделать ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора, надо только выполнить определенную переделку.

Вариант, который мы рассмотрим в этой статье — это сборка ветрогенератора из автомобильного генератора. В этом случае используется уже готовый узел (хотя он и требует некоторой модификации). Также потребуется винт, аккумулятор, преобразователь, мачта и элементы крепления. При выборе конструкции ветрового генератора традиционно отдают предпочтение ветрякам с горизонтальной ориентацией пропеллера ввиду более высокого КПД и менее сложной конструктивной части.

Переделка автомобильного генератора

Процесс сборки ветряка из автомобильного генератора начинается c выбора самого генератора. Можно использовать любой автомобильный генератор, однако предпочтение отдается наиболее мощным устройствам с грузовых машин, сельскохозяйственной техники. Многие умельцы используют тракторные генераторы АТ700, Г700, Г.964. Мощность генератора этого класса позволяет вырабатывать достаточное количество энергии.

Принимая за основу конструкции ветряка автомобильный генератор, нужно помнить, что он рассчитан на работу при частототах вращения ротора 1200 — 6000 об/м. Домашний ветрогенератор таких оборотов просто не требует, поэтому автогенератор нуждается в некоторой переделке и доработке: требуется установить понижающий редуктор либо произвести перемотку статора. Делается это более тонким проводом с увеличением количества витков в 5-7 раз. Смысл этой процедуры заключается в увеличении генерации энергии при низких оборотах.

Флюгер

Эта деталь является неотъемлемой частью ветрогенератора и обеспечивает вращение лопастей по ходу ветра. Она должна быть собрана из прочного материала. Как вариант — это может быть алюминиевый квадратный профиль. На одном из его концов устанавливают генератор в сборе, на другом — хвостовик. Также его можно изготовить и из оцинкованной жести. Обычно генератор крепят при помощи хомутов, лучше, если они будут выполнены из нержавеющей стали.

Для изготовления хвостовой части можно использовать тот же алюминиевый лист, его достаточно зафиксировать на несущем профиле с помощью уголков.

Заметим, что нужно так же рассчитать местонахождение центра тяжести, через который должен пройти стержень из нержавеющей стали. Эта деталь должна быть выполнена в виде болта, длиной порядка 300 мм и диаметром около 30 мм. В середине стержня должно быть высверлено отверстие, через которое будет пропущен провод.

Делаем ветровое колесо

Для изготовления лопастей винта можно использовать алюминиевую трубу с поперечным сечением в 200 мм и длиной от 0,7 до 1 метра. Ее разрезают вдоль оси на четыре равных куска, из которых изготавливают необходимое количество лопастей. На самом деле, алюминий довольно легко подвергается обработке, поэтому вырезать эти детали не так и сложно. Куда как сложнее подготовить необходимые расчеты и создать шаблон.

Заметим, что для изготовления лопастей можно также использовать:
— листовое железо, в этом случае вырезать придется болгаркой;
— обычную цилиндрическую емкость (бочку), 3 либо 4 лопасти вырезаются в боковой части, однако не отделяются, а отгибаются (такой вариант применяется для ветряков с вертикальной осью).

Либо, в качестве готового винта для бытовой установки вполне может подойти крыльчатое колесо, которое устанавливают в домашних сплит-системах или автомобильный вентилятор системы охлаждения.

Итак, лопасти, которые были получены из трубы, или какого-либо другого материала, необходимо скруглить, обработать на предмет заусенцев и, скрепив между собой, установить на вал генератора. При выполнении этой работы необходимо четко соблюсти баланс, иначе пропеллер может пойти в разнос.

Для создания центра (выполняется, как правило, в форме диска), на котором будут установлены лопасти, можно нарезать круглых алюминиевых пластин и спрессовать друг с другом (к примеру, эпоксидным клеем). После того, как клей схватиться, диск необходимо просверлить по центру и выработать место под шпонку, которая установлена на генераторном валу.

Сборка ветряка

Установка ветрогенератора должна выполняться в безветренную погоду. Сборку домашней ветряной электростанции начинают с соединения генератора и флюгера. Генератор закрепляют к основанию флюгера при помощи хомутов. После этого, флюгер необходимо установить в подшипники, которые обеспечат его вращение. На этом узле должен стоять ограничитель, который не даст вращаться на угол больший, чем 360 градусов.

При выборе места установки необходимо учитывать, что ветрогенератор должен находиться не ближе 20 м к жилым домам. При монтаже конструкции ветряка необходимо проложить силовой кабель. Поднятый на мачте флюгер (высота порядка 5 — 6-ти метров) закрепляют при помощи тросовых растяжек, надежность установки которых надо регулярно проверять. Нижняя часть мачты крепится болтами к металлическому основанию, которое готовится заблаговременно (желательно, чтобы это была забетонированная конструкция, т.к. при сильных ветрах возможны значительные напряжения). В качестве мачты удобно брать обычную металлическую трубу (диаметром 50 мм).
По окончании работ, подготовленные концы кабеля можно подключить к приемнику электроэнергии, как правило, для этого используют аккумуляторы. Но подключение аккумуляторов напрямую приведет к их выходу из строя (при высоких оборотах большая величина зарядного тока), поэтому в схеме подключения ветряка должен быть предусмотрен контроллер напряжения. Также необходим инвертор, преобразующий энергию.

Некоторые особенности проектирования

Заметим, что минимальная скорость ветра, при которой начинает крутиться винт ветрогенератора составляет 2 м/сек, а оптимальная скорость ветра — это 10-12 м/сек. При проектировании и сборке генератора могут быть допущены ошибки, которые могут привести его к разрушению. Одна из самых распространенных ошибок, которую допускают мастера, это пренебрежение таким узлом, как модуль торможения. В стандартном исполнении большинство автомобильных генераторов им не оснащено. В этом случае генератор необходимо «доводить до ума». Этот модуль, своего рода предохранитель, который не дает ротору раскрутиться до больших скоростей. Подшипники, которые не рассчитаны на высокие обороты, могут просто не выдержать.

К такой же недоработке можно отнести и отсутствие ограничителя на флюгере. В случае возникновения сильного ветра генератор может начать вращаться вокруг оси флюгера. В лучшем случае произойдет разрыв проводов, в худшем разрушение всей конструкции.

В качестве заключения отметим, что без определённого опыта сделать эффективный ветрогенератор своими руками довольно сложно, и если позволяет финансовая сторона вопроса – лучше купить надежный серийный агрегат.

Ветрогенератор из автомобильного генератора

За основу этого ветряка я использовал автогенератор, так как выбора особого не было, а генератор у меня уже имелся в наличие. С начало занялся адаптацией генератора под нужные параметры. Автомобильный генератор имеет электромагнитное возбуждение и соответствующую электронику для контроля этого возбуждения, так-же щётки и т.п. Я решил от этого всего избавится и переделать генератор под постоянные магниты.

Для этого вынул из генератора и разобрал ротор, снял обмотку возбуждения и вместо неё установил установил 3 дисковых обычных фееритовых магнита по размерам. После сборки ротор стал хорошо магнитить, как будто к нему подключили питание. Но когда собрал генератор, покрутив его понял, что он не работает. Оказывается железный ротор замкнул на себя электромагнитные линии магнитов и ток в катушках татора не генерировался

Проблему решил заказав у токоря немагнитный ротор, для этого отыскался кусок титанового стержня,из которого и был выточен вал. После сборки новый ротор заработал как надо. Но на 600 об/мин генератор выдавал всего 4В без нагрузки.Решил что обмотка генератора не подходит для генирации тока на малых оборотах, я отдал статор на перемотку с целью увеличения витков в катушках статора.

Увеличил количество витков в 5 раз (от 7 до 35 на одну катушку) соответственно уменьшив диаметр провода. Напряжение на тех же холостых оборотах генератор уже выдавал 20В. Нагрузил электрической лампочкой от фары автомобиля на 60Ампер. Вольтметр показал 12В а амперметр 5А.

Результат меня не устроил, хотя я думаю здесь дело в оборотах, ведь в автомобиле такие генераторы крутятся до 6000об/м, а ток начинают давать от 2000об/м, а я хочу чтоб при 600об/м, вот и мощность получается такая маленькая. Выйти из ситуации можно было поставив редуктор с большим передаточным соотношением, но это влекло за собой существенное увеличение размеров и веса всей конструкции, и от этой идеи я отказался.

Через некоторое время я раздобыл 12 прямоугольных нодимых магнита размерами 50/20/5мм. которые решил установить на ротор, надеясь таким образом увеличить мощность генератора на малых оборотах. Для этого я изготовил новый ротор. Для этого ротора переплавил старые автомобильные поршни на которе и отлил цилиндрическую болванку, из которой токорь выточил на старый титановый вал новую насадку под магниты. Под магниты были прорезаны 12 посадочных мест оставив с одной стороны бортик шириной 8мм, остальной алюминий был снял резцом на глубину магнитов и стального кольца-бандажа (5+5мм).

Бандаж выточили из куска подходящей стальной трубы диаметром 100мм и насажен на основание до упора в бортик. На бортике сверху нанес разметку, т.е. 12 секторов. Магниты клеил на стальной бандаж, придерживаясь разметки, супер клеем, чередуя их полярность. Потом, обмотав вощеной бумагой магниты, сверху усилил скотчем с таким расчетом, чтобы скотч прилип к бортику. Приготовил эпоксидный клей, поставил ротор «на попа» и аккуратно залил эпоксидку в щели между магнитами.

После того как эпоксдка затвердела я обработал ротор сгладив небольшие неровности кое-где, затем решил балансировать ротор. Для этого катал ротор на двух стальных рейках, зажав их в тиски горизонтально, при этом дисбаланса не обнаружилось.

После сборки, оказалось, что магнитное залипание было очень значительное, провернуть ротор рукой за вал было очень тяжело, несмотря на то, что магниты я клеил с небольшим перекосом относительно пазов статора. Далее испытал генератор на токарном станке. Результаты были теперь намного лучше, сказалась мощность необходимых магнитов, уже при 125 об/мин генератор выдал 15,5 вольт а при 630 об/мин – 85,7 вольт без нагрузки.

Под нагрузкой при 630 об/мин вольтметр показал 31,2 вольта а амперметр 13,5 ампера, в качестве нагрузки служил отрезок нихрама. По мощности получало что он выдавал около 400 Ватт. Выходит, что неодимовые магниты эффективнее ферритовых в 7 раз. Далее пришлось снова отдавать на перемотку статор с целью уменьшения получаемого напряжения.

Чтобы уменьшить магнитное залипание между ротором и статором, решил перебрать пластины статора. Снял болгаркой швы, ножом и молоточком отделял пластину за пластиной.

После обжима струбцинами заварил швы сварочным полуавтоматом. Обработал надфилями все заусеницы на полюсах, особенно тщательно обработал внутренние поверхности пазов – ведь там стенки получились с уступами. После этого отправил статор на намотку, получилось по 15 витков на катушку проволокой диаметром 1,35мм.

С волнением собрал генератор. Попробовал крутить рукой вал – и огорчился. Залипание осталось, правда стало меньшим. Сколько труда, а толку мало!

Пока перематывали статор, я занялся лопастями. Решил делать 3 лопасти из дюралевой трубы длиной м. Ширина в начале по 120мм лопасти, а в конце по 50мм. Ступицу сделал в виде трехслойного трехрогого бутерброда. Внутри стальной диск диаметром 100мм и толщиной 2,5мм как и толщина тела лопастей, сверху и снизу цельные махи, вырезанные из листовой стали толщиной 2мм. и выбухтованные на оправке из стальной трубы диаметром 220мм.

Просверлил отверстия для заклепок. Потом между нижним и верхним махами вставил лопасти, подогнал их концы так, чтобы получился равносторонний треугольник, просверливая тело лопастей, склепал. Балансировку делал, подвесив пропеллер на нить через центр.Лишний вес убирал болгаркой с наждачной шкуркой на липучке, шлифуя лопасти.

Самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора

Дата публикации: 1 декабря 2013

• Для вас, Кулибины, рассказ
• На что способна ветроустановка?

Для вас, Кулибины, рассказ

О том, как смастерить самодельный ветрогенератор из автомобильного генератора. Занятие довольно увлекательное и имеет экономический смысл этим заняться прямо сегодня, чтобы через пару недель получить первый дармовой электроток в свою квартиру. А, может, и раньше. Всё зависит от вашей расторопности. Кое-какие незначительные затраты всё же ожидают вас.

Собираем все составляющие, а уж потом начинаем работать. Что надо иметь, прежде чем приступить к сборке ветроустановки? Желательно иметь автомобильный генератор с более мощных машин (автобус, трактор). Учтите при этом, что все узлы надо приобретать в комплекте: аккумулятор, реле, генератор с одной машины.

Так как потребителям подавай переменный ток, то надо иметь и преобразователь, или инвертор. Если мощность этого прибора будет 100 ватт, то этого вполне достаточно для работы двух лампочек от 40 ватт. В той местности, где достаточно высокая скорость ветра (среднегодовая не менее 5,5 м/сек), можно смело устанавливать ветрогенераторы больших мощностей. Но речь идёт о ветроустановках небольшой мощности, для чего вполне пригодны автомобильные генераторы.

Для их сборки надо:

• автомобильный генератор 12 вольт;
• вольтметр;
• реле аккумуляторной зарядки;
• материал для лопастей;12-ти вольтовый аккумулятор;
• закрывающаяся коробка для проводов;
• четыре болта в комплекте с гайками и шайбами;
• хомуты для крепления генератора.

В первую очередь делаем ротор-ветряк. Оптимальным вариантом для самодельного ветрогенератора с применением автомобильного генератора будет изготовление роторного колеса из 4-х лопастей. Его можно сделать из листового железа, даже из железной бочки. Режущий инструмент – «болгарка», или шлифовальная машина.

После изготовления ветряка соединяем его с осью генератора: сверлим отверстия, соединяем болтами. Затем собираем электрическую схему, устанавливаем мачту, крепим генератор и провода, подсоединяем к аккумулятору, преобразователю напряжения. Словом, делаем всё, как учили в школе на уроках физики по составлению электросхемы.

Монтаж подобного ветрогенератора делается быстро, просто и без особых финансовых затрат. Роторный ветрогенератор имеет свои преимущества: прост, бесшумен, надёжен в работе. Недостаток – боится ураганного напора.

На что способна ветроустановка?

В измерении расстояния самой малой единицей будем считать сантиметр, хотя есть миллиметр, микрон и т.д. Мощность электротока измеряется в ваттах. Это самая малая единица, как сантиметр в расстоянии. Поэтому пользуются киловаттами (1000 ватт). Выработка и потребление энергии измеряется и по времени – 1 час. Итак, мы пришли к сокровенному измерению – (квт/ч). Отсюда и танцуем.

Сколько же может дать ветрогенератор из автогенератора, сделанный собственными руками? 100 — ваттовая лампочка за 10 часов работы расходует 1 квт/ч . Теперь представим себе такую картину. Вы спите – установка при ветре работает. Проснулись и бодрствуете, но не пользуетесь электричеством – ветряк продолжает на вас работать. Вы включили телевизор и начали потреблять энергию – ветряк какую-то часть компенсирует. И вдруг ветер стихает и совсем прекратился. Вот тут-то и пошло-поехало! Энергия идёт только из аккумулятора.

Здесь уже потребуется мощный инвертор, преобразующий постоянный ток в переменный и подающий её на точки потребления. Если даже ветрогенератор не настолько сильный, чтобы дать нужную мощность, зато по продолжительности работы он достаточно накапливает энергию. И здесь решающее значение имеет ёмкость аккумулятора. Принцип старый, как мир: сколько накопишь, столько и возьмёшь.

Переходим к более точным расчётам. Нам всем интересно знать, сможет ли сделанный нами ветрогенератор из автомобильного генератора потянуть все потребители энергии, которые есть в доме. Потребление энергии одной лампочки мы уже знаем и теперь нетрудно посчитать, сколько их. С учётом того, что теперь мы всё больше пользуемся энергосберегающими потребителями. А на остальных потребителях (стиральной машине, кухонном комбайне, посудомойке, электродрели и т.п.) указано количество потребляемой мощности.Считаем, но при этом учитываем, что не все же одновременно приборы мы включаем. А то получится, что и мощной гидростанции будет недостаточно.

Расчёт мощности установки простой до безобразия. Она зависит от напора ветра и площади вращения винта, или площади лопастей, в которые ударяет ветер. Начинает «просыпаться» установка при ветерке 2м/сек, а наиболее продуктивная её работа при ветре 10-12 м/сек.

Итак, считаем. Специальная литература предлагает несколько формул подсчёта мощности ветроустановок. Возьмём самую простую. Они мало чем отличаются и результаты подсчёта незначительны один от другого. Покажем формулу не в условно-буквенном выражении, а в словесном.

Мощность равна площади винта, помноженной на 0,6, полученное число снова умножаем на скорость ветра в кубе. Вот и вся формула. Сравниваем с нашим «аппетитом». Если такая установка обеспечит необходимой энергией – устанавливаем. Если нет, то ставим несколько малых ветрогенераторов, или монтируем гибридную установку, подкрепив её солнечными батареями.

«Золотая» цифра потребления электроэнергии средней семьи 360 квт/ч в месяц. Средняя нагрузка 0,5 квт, а пиковая, самая напряжённая, когда включено много приборов, составляет 5 квт/ч. Значит, ваш 5-киловаттный ветрогенератор сможет потянуть нагрузку. А если круглосуточно работают отопительные батареи – то при месячном потреблении 700 квт/ч и выше такая установка при слабых ветрах уже не потянет.

Видео на тему создания генератора из асинхронного двигателя:

Самодельный ветряк из автомобильного генератора

Автора уже давно интересовала идея использования альтернативной энергии. Поискав информацию о различных устройствах на эту тему, автор нашел для себя модель ветряка, которая легка в исполнении и не сильно затратная по деньгам.

Материалы использованные автором для создания ветряка:
1)провода 38-16
2)электронный контроллер зарядки
3) генератор GM 7127 от компании AutoZone
4) набор для усовершенствования статора — MTM cientific,
5) углеволоконные лопасти и ступица — Picou Builders Supply, Co Inc.,
6) трубы водопроводные
7) лентопротяжный мотор DC Ametek мощностью 38 В

Рассмотрим этапы создания ветрогенератора.
Для начала автор приобрел все необходимые комплектующие. В строительном магазине были куплены трубы и несколько метров проводов. Через интернет магазины были заказаны высоковольтные катушки статора и трансмиссия. Для индикации зарядки аккумулятора был приобретен электронный контроллер.

После этого автор приступил к сборке основной конструкции ветрогенератора.
Генератор был установлен на стойку, и на верхушку стойки турбины был установлен небольшой диод, который был присоединен проводами к катушке генератора. Так как это не генератор с постоянным магнитом, то лампочка позволяет катушке самовозбуждаться и покажет момент, когда генератор не выдает заряд, а следовательно может быть отключен от аккумулятора.

Затем были изготовлены лопасти из углеволокна. После чего автор приступил к покрасочным работам. сам генератор автор покрасил в красный цвет, а ступицу и крепежи лопастей в белый.

Первые тесты показали надежность конструкции. При сильном ветре около 35 мильчас генератор начинал шуметь, но крепления выдерживали. Однако в ходе испытаний был выявлен главный недостаток данного генератора, который упустил автор. дело в том, что автомобильный генератор не начинает вырабатывать ток пока ветер не достигнет 12 мильчас

Прошлой ночью дул достаточно сильный ветер, но турбина “была на высоте”. Временами порыв ветра достигал 35 — 40 миль/час. При таком ветре турбина создавала шум, но главное, что она выдержала такое испытание. Из-за заводского ограничения автомобильный генератор не начинает вырабатывать ток, пока сила ветра не достигнет 12 миль/час, а при нулевых оборотах он не вырабатывает энергию и не показывает напряжение. При ветре меньше 12 мильчас и низких оборотах генератора, он до момента начала выработки тока сам потребляет энергию аккумулятора, что практически испортило его. Поэтому для того чтобы исправить систему, и сберечь аккумуляторы автор решил модернизировать генератор таким образом, чтобы сделать из него генератор переменного тока с постоянным магнитом.

Обмотка статора была перемотана. Первоначально на статоре было 4 витка провода №14, они были заменены на 10 витков провода №18. Уложить последние 4 провода в последнем слое оказалось сложной задачей, автор даже попробовал при помощи пресса сделать углубления в статоре, однако это не принесло результатов.

Поэтому автор просто выточил карман глубиной в палец для нового магнита.

По итогу вся затея с перемоткой статора провалилась, так как некоторые кольца обмотки соприкасались с металлическим сердечником и создавали короткое замыкание. Поэтому автор отбросил эту затею и приобрел лентопротяжный мотор DC Ametek мощностью 38 В. Автор пометил капы и развел их для большего удобства. Купленный ротор со скошенными пазами давал довольно неплохой пусковой момент, при испытаниях на ручной тяге вольтметр показывал чуть более 9 В.

Новый статор относительно меньше своего предшественника в размерах, но зато начинает работать уже при самом слабом ветре. Для того, чтобы преодолеть сопротивление аккумулятора и начать зарядку достаточно силы ветра в 7-8 мильчас. При этом установленный диод не дает генератору перейти в режим мотора.

А вот фотография аккумуляторного блока системы.

Ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора

Так называемые «ветряные» генераторы принято относить к широко обсуждаемым в последние годы источникам альтернативной энергии. В сравнении с солнечными аккумуляторами, например, получаемое с их помощью электричество обходится пользователю достаточно дёшево (примерно в 3 раза дешевле, чем преобразование энергии солнца). С тем, как выглядит самодельный ветряк из автомобильного генератора, можно ознакомиться на рисунке ниже.

Такой самодельный генератор подходит лишь для жителей регионов, где имеются естественные условия для постоянного перемещения воздушных масс, что обеспечивает его достаточную эффективность.

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.

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.

Особенности конструкции лопастей

Относительно конструктивных особенностей лопастей будущего генератора следует отметить, что они не должны быть слишком длинными, а их общее количество обычно не превышает трёх. Подобный выбор объясняется тем, что вес вращающихся элементов в этом случае будет меньше, и риск их разрушения резко снижается.

Обратите внимание! В ряде промышленных образцов используются длинные и сравнительно тяжёлые лопасти, но при этом в их конструкции предусмотрен изменяющийся угол наклона плоскости вращения.

Такое устройство подвижного механизма позволяет менять обороты с одновременным снижением уровня шумности.

Примерная стоимость самого недорого образца промышленной ветроустановки мощностью до 1 кВт составляет около 50-ти тыс. руб. и более. Для большинства пользователей такая сумма оказывается абсолютно «неподъёмной». Этим объясняется желание многих из них попытаться изготовить ветряной агрегат самостоятельно, воспользовавшись возможностями старого, но ещё рабочего автогенератора.

Ветряк из автогенератора

У большинства автолюбителей среди запчастей в гараже всегда имеется запасной или снятый со старой машины генератор, пока не используемый по назначению. Его наличие в личном хозяйстве является прекрасным поводом для того, что собрать ветрогенератор из автомобильного генератора.

На данный момент в сети имеется множество информации по сооружению таких агрегатов, что позволяет выбрать подходящую модель для сборки в домашних условиях (один из таких образцов на фото ниже).

Отдельно обратим внимание на то, что старый механизм от автомобиля может быть даже неисправным. Это не так важно, поскольку всё равно потребуется его основательная переделка, а некоторые детали могут использоваться как запасные.

Важно! Основное условие целесообразности сборки такой модели – наличие сильных ветров в данной местности.

Это требование объясняется тем, что автомобильный генератор относится к высокоскоростному оборудованию, а при слабых ветрах достичь нужных оборотов не всегда удаётся.

Комплектующие

Для того чтобы собрать ветряк своими руками, помимо старого генератора, потребуется целый набор дополнительных узлов и деталей, перечень которых приводится ниже:

• Исправный и хорошо заряженный АКБ;
• Комплект соединительных проводов;
• Контроллер плюс преобразовательный инвертор, вместе образующие схему питания от ветряного генератора (на рисунке ниже приведён полный комплект силовой установки).

Из неё видно, что такая конструкция даже при условии самостоятельного изготовления всё равно обойдётся недёшево. К этому следует добавить, что в процессе её эксплуатации аккумуляторное устройство (АКБ) периодически придётся заменять.

Помимо этого, для возбуждения обмотки ротора потребуется ещё одна электронная плата, а также комплект съёмных щёток с коллектором.

Самостоятельное изготовление

При изучении вопроса о том, как сделать такое устройство проще, рекомендуется заменить ротор со щётками и коллектором на более простую конструкцию на основе постоянных магнитов, зафиксированных на вращающемся узле генератора.

При такой переделке дополнительно потребуется перемотать обмотки статора, чтобы несколько снизить обороты преобразователя энергии. Все рассмотренные выше детали хорошо видны на приведённом ниже рисунке.

Переделка ротора и статора

Порядок переделки ротора может быть представлен следующим образом:

• Сначала на алюминиевую немагнитную насадку переделываемого ротора устанавливается отрезок трубы, одеваемый на него с натягом;
• После его разметки на основании бандажа приклеивается на клей «Момент» несколько прямоугольных магнитов из неодима (с чередованием противоположных полюсов);
• Между фрагментами заливается эпоксидная смола, а после её застывания поверхность тщательно шлифуется.

При использовании «родного» статора автомобиля для выработки достаточного количества электроэнергии необходимо, чтобы ротор вращался с довольно высокой частотой (порядка 6000 об./мин.). С целью снижения этого показателя хотя бы до 600 оборотов в минуту нужно будет перемотать статорную обмотку, увеличив число витков в ней, примерно в пять раз.

Одновременно с этим сечение наматываемого провода потребуется немного уменьшить.

Обратите внимание! К относительным недостаткам генераторов на сверхмощных магнитах относят эффект залипания, затрудняющий начальный пуск устройства.

Для снижения последствий этого эффекта чередующиеся магнитные фрагменты наклеиваются на основание с небольшим перекосом. Помимо этого, с целью снижения паразитного действия специалисты рекомендуют перебрать пластины статора, полностью разобрав его с помощью подходящего инструмента.

После разборки отдельные элементы пакета пластин выравниваются на небольшой наковальне или основании тисков посредством резинового молотка. Для сборки статора потребуется специальная оснастка, позволяющая стягивать их с помощью небольших струбцин.

Обустройство ветряного колеса

В качестве лопастей ветряка удобнее всего использовать дюралевую трубу, диаметр которой составляет не менее одной пятой от предполагаемой длины. Для примера, берётся труба метровой длины с диаметром 20 см, которая разрезается затем по продольным линиям на четыре равные полосы.

Из каждой получившейся заготовки делается одно крыло, причём первое из них может использоваться в качестве шаблона для изготовления оставшихся трёх. Края получившихся заготовок скругляются напильником, а затем тщательно шлифуются до идеального состояния.

Закрепляются лопасти на старом диске, снятом с отработавшей свой срок циркулярной пилы, прежде сточив все имеющиеся зубья и высверлив установочные отверстия. Изготовленные по шаблону лопасти должны иметь форму, которая подбирается экспериментальным путём (после целого ряда опытов по достижению максимальной производительности).

В заключение обзора отметим, что собрать работающий механизм, обеспечивающий требуемую эффективность генерации, удаётся лишь пользователям, имеющим некоторый опыт проведения соответствующих работ. В этом случае грамотно изготовленный ветряной генератор сможет обеспечить потребителя электроэнергией мощностью до 1 кВт.

Видео

Как сделать ветрогенератор своими руками из автомобильного генератора

Одним из наиболее эффективных источников альтернативной энергии является ветрогенератор. Становятся популярными солнечные батареи, но пока вырабатываемая ими электроэнергия в 3 раза дороже, чем у ветряной электростанции. Кроме того, солнце светит не круглосуточно, пасмурная погода снижает производительность в 5 раз, а КПД солнечных батарей снижается на 5% ежегодно.

Как выглядит ветрогенератор из автомобильного генератора

Выбор конструкции ветряка

Ветрогенератор может иметь два расположения оси. Предпочтение отдаётся горизонтальной из-за меньших затрат и в 2 раза большего КПД.

Вид ветрогенератора с горизонтальной осью

Вертикальные роторы приходится устанавливать внизу по причине большого веса и габаритов, где скорость ветра в 2 раза ниже, что снижает мощность установки в 8 раз. В ряде случаев их применяют из-за меньшего шума, отсутствия ориентации на ветер, малой стартовой скорости и удобства эксплуатации.

Если изготовить для барабанных вертикальных агрегатов специальные направляющие, производительность увеличится, а разнос от сильного ветра будет исключён. Конструкция получается сложной, но результат того стоит.

Количество лопастей чаще всего выбирают не более трёх, благодаря высокой скорости вращения и меньшему шуму. При большом ветре они могут разрушиться, но в промышленных образцах углы поворота лопастей изменяются, что даёт возможность регулировать скорость и уменьшать гул.

Ветрогенератор на 1 кВт промышленного изготовления вместе с комплектацией стоит около 50 тыс. руб. и выше. Для большинства пользователей эта сумма является слишком большой.

При наличии необходимых навыков и подручных материалов можно сделать ветряк своими руками.

Переделка автогенератора

В настоящее время ветряк из автомобильного генератора основательно разработан для изготовления своими руками. У многих автолюбителей он может лежать без дела в гараже. Даже если у него есть какая-либо неисправность, детали могут пригодиться, поскольку всё равно потребуется основательная переделка. Для генератора требуются большие обороты, которые смогут обеспечить только сильные ветра. При преобладании слабого ветра это устройство как ветрогенератор не подходит, даже с переделкой на меньшие обороты.

Перед тем как начать изготавливать ветрогенератор своими руками, надо иметь в виду, что для него дополнительно потребуются контроллер, АКБ и инвертор, последовательно расположенные друг за другом.

Как выглядит ветроустановка в полном комплекте

В целом конструкция обойдётся недёшево. Кроме того, батареи придётся время от времени менять на новые.

Изготовление ротора

Ротор автогенератора имеет обмотку электромагнитного возбуждения, для чего необходима дополнительная электроника управления и щётки с коллектором.

Если сделать его своими руками под постоянные магниты, конструкцию можно упростить, убрав коллектор. Кроме того, надо перемотать обмотки статора, чтобы устройство из быстроходного превратилось в тихоходное. Также следует переделать железный ротор, который замыкает магнитные линии на себя и в результате ток в катушках статора генерироваться не будет. На рисунке ниже изображён разобранный автогенератор.

Автогенератор в разобранном виде

Немагнитная насадка на старый вал ротора вытачивается из алюминия. Затем на неё надевается с натягом бандаж из стальной трубы. На нём делается разметка, и приклеиваются суперклеем прямоугольные неодимовые магниты с чередованием полюсов. Между ними заливается эпоксидная смола, после чего поверхность выравнивается.

Ротор с неодимовыми магнитами, сделанный своими руками

Генератор вырабатывает достаточно энергии при вращении со скоростью около 6000 об./мин. Чтобы он был эффективным при 600 об./мин., следует перемотать обмотку статора, увеличив количество витков в 5 раз. Сечение провода при этом надо уменьшить.

Чтобы получить мощный источник энергии, потребуется самодельный генератор для ветряка на неодимовых магнитах.

Недостатком генераторов на супермагнитах является магнитное залипание, когда сложно сдвинуть вал с места.

Для его уменьшения магниты наклеивают с небольшим перекосом. Кроме того, лопасти также следует выполнить большего размера. Магнитное поле уменьшится, если перебрать все пластины статора, отделяя их с помощью ножа и молотка. Затем они выравниваются на наковальне резиновым молотком. Сборка статора производится на специальной оснастке со стягиванием пластин струбцинами.

Ветровое колесо своими руками

Лопасти делаются из пластиковой или дюралевой трубы, диаметр которой составляет 20% от метража. Метровую трубу диаметром 20 см разрезают вдоль на 4 равные части. Из одной части делается крыло, а за ним – следующие, используя его как шаблон. Края лопастей скругляются и шлифуются до удаления заусенцев. Лопасти крепят на старый диск от циркулярной пилы, сточив с него зубья и просверлив отверстия для установки.

Лопасти с сегментами обычно применяются для несжимаемых сред. Профиль для воздушной среды должен иметь сложную форму, чтобы обеспечить высокую производительность. Основную работу выполняют наружные концы лопастей. Умельцы делают их на шпильках, поскольку внутренняя часть около ротора не работает. На рисунке ниже изображена такая конструкция, где лопасти привариваются к круглым стальным стержням.

Вид четырёхлопастного ветрового колеса

Ветроколесо устанавливают горизонтально на штативе и производят балансировку, подтачивая лопасти до равновесия конструкции. Они должны вращаться в одной плоскости с перекосом не более 2 мм.

Сборка ветряка

Диаметр вала ветрового колеса должен быть не менее 20 мм. Если у генератора он меньше, валы следует установить соосно, соединив их муфтой. Ветровое колесо устанавливается на шпонку и дополнительно крепится гайкой, накрученной на ось.

Рама устройства изготавливается из профильной трубы. Ось поворота представляет собой трубу, установленную в двух подшипниках. Она крепится наверху мачты. Флюгер вырезают из оцинкованной жести 40х60 см и крепят болтами. Длина хвоста составляет 1,5 м. Расстояние от лопастей до мачты делается не менее 25 см, чтобы при изгибе от сильного ветра они не разбились.

Генераторы работают на подзарядку аккумулятора, который должен снабжать бытовую технику на 220В.

Для преобразования напряжения нужен инвертор. При быстром вращении батарея может выйти из строя из-за большой величины зарядного тока. Чтобы этого не происходило, следует установить контроллер напряжения. Его можно купить или сделать самостоятельно.

Ветрогенератор обслуживают следующим образом:

1. регулировка, чистка и смазка токосъёмника через каждые 2 месяца;
2. ремонт лопастника при возникновении разбалансировки и вибрации;
3. покраска металлических частей через 3 года;
4. проверка и регулировка креплений.

Видео. Ветрогенератор своими руками.

Автогенератор без переделки под ветрогенератор не подходит, потому что для него необходима большая скорость вращения. Редуктор не решает проблему, так как увеличивается сопротивление вращению. Без определённого опыта сделать эффективный агрегат своими руками сложно. Качественно изготовленный ветряк будет без проблем вырабатывать мощность до 1 кВт.

Ветряк своими руками за 150$

Недавно у меня возникла идея вырабатывать свою электроэнергию для дома. Это не было большой необходимостью, но мой интерес возрос к данной теме когда я прочитал статью про сборку ветряка с мотором от беговой дорожки и ПХВ-труб. Предварительно прикинув по расходам – получалось около 150-200$ на ветряк, который мог бы вырабатывать приблизительно 50-250 Ватт электроэнергии (это выходит значительно дешевле, чем использовать солнечные батареи при той же выходной мощности). И в этой статье я поделюсь с вами моим опытом изготовления ветряка своими руками.

Видео

Перед тем как рассказать об изготовлении, посмотрите видео моего ветряка в действии. На видео показаны различные конфигурации лопастей.

Конфигурация с длинными и тонкими лопастями (наилучшее решение)

Шестилопастная конфигурация (маленькая скорость при старте и большой вращающий момент)

Конфигурация с широкими лопастями (хороший старт, но очень медленно крутится)

Как работает ветряк?

Любой ветряк, независимо от его размеров и предназначения, работает согласно следующим принципам:

Дует постоянный ветер.

Флюгер (хвост ветряка) поворачивается по ветру.

Лопасти, соединенные с генератором (напрямую или через редуктор) под силой ветра заставляют его вращаться.

Из-за вращения, генератор вырабатывает электричество.

Звучит не так уж и сложно, не правда ли? Итак перейдем к конкретике.

Инструмент

Для изготовления ветряка не нужен какой-либо специализированный инструмент. Я использовал следующие инструменты:
— ножовка
— дрель и сверла для нее
— рулетку
— разводной ключ
— газовый ключ
— транспортир
— наждачку (разной зернистости)

Необходимые детали

Моей задачей было сделать ветряк с минимально возможными затратами (т.к. я студент и ограничен в финансах). Итак, я взял готовое решение изготовления простого ветряка с интернета и еще больше упростил его. Все необходимые запчасти можно купить на любом строительном рынке или в магазине. Многие, возможно окажутся в вашем гараже или сарае.

Итак, вот что я использовал:
— лист металла 25х35см
— 1/4″ х 25 см трубку
— 1/4″ фланец
— 20-25мм квадратную трубу L=1м
— диск от пилы (для хаба)
— штифт (для соединения диска с осью мотора)
— два автомобильных хомута
— 8″ x 4″ ПХВ труба
— 30″ x 8″ ПХВ труба
— DC-мотор (генератор)
— болты, шайбы, гайки
— саморезы по металлу
— диоды на ток 10-40А (можно и больше)

Достать эти запчасти нет никаких проблем, кроме моторчика. Из интернета, наиболее популярным является вариант использования мотора фирмы «Ametek» от старых магнитофонов. При подборе генератора (мотора) выбирайте те, у которых наибольшее кол-во вольт на оборот. К примеру, моторчик «Ametek», который я использую выдает 30В при 325 об/мин, т.о. он прекрасно подходит для использования его в качестве генератора в ветряке. Также имейте в виду, что нужен моторчик не менее 12В, для инвертора или зарядки аккумулятора. В моей конструкции, при хорошем ветре, обороты легко достигают значений в 300-400 об/мин.

Изготовление лопастей

Самой важной частью ветряка вероятно являются лопасти. Большинство, делают их из дерева или композитных материалов (стеклоткань и эпоксидка). Но я думаю, что реально их сделать из обычной водопроводной ПХВ-трубы (по эффективности они будут ничем не хуже). Перед тем как продолжить, немного теории о лопастях ветряка…
— чем длиннее лопасти, тем легче они крутятся в слабый ветер, но у них будет низкая скорость вращения.
— на концах лопастей вращение будет больше чем у основания, поэтому необходимо рассчитывать отношение скорости вращения лопастей к скорости ветра (TSR) при их изготовлении (например старые ветряные мельницы круглый год вращаются с постоянной скоростью 40 об/мин.)
— мощность, которую можно получить из энергии ветра, равна скорости ветра в третьей степени. Т.е. P=k*v^3, где k-постоянная ветряка, v-скорость ветра.
— согласно закону Беца, только

59.3% энергии можно получить от ветра. Т.е. в реальности наша формула примет вид: . P=0.593*k*v^3, где k – потери в ветрогенераторе на механические трения и т.п.
— чем выше ветряк установлен над уровнем земли, тем большее мощности можно извлечь из энергии ветра (рекомендуют 6-15 метров, но я установил на высоте 4 метра).

Сами лопасти изготовить из трубы очень легко. Нужно разрезать ПХВ-трубу на 3 секции: две по 150 град. и одна секция 60 град. (Я попытался изобразить это на рисунке очень приблизительно, в моей любимой CAD-программе –MS Paint 🙂 ). Красные линии – это лини реза. Чтобы удобнее было видеть линию реза по всей длине, рекомендую наклеить изоленту, скотч или просто бумагу. Из отрезка трубы 150 град. получатся широкие лопасти, которые будут легко крутиться в слабый ветер, но медленно. Опытным путем вы сами можете подобрать оптимальный угол, исходя из практики, он находится где то между 75-150 град. Для начала вырежьте широкие лопасти, а потом если нужно будет, то подрежьте их сделав более узкими. И запомните: «Семь раз отмерь – один раз отрежь».

После того, как все вырезано, я скруглил края. Если следовать аэродинамике, то нужно скруглить главную кромку и выровнять заднюю, но на практике, при использовании ПХВ-трубы я не увидел никакой разницы. В общем, вы можете сделать лопасти как эти (см. рис.)…

Изготовление узла крепления лопастей (Хаба)

Следующей задачей является изготовления узла крепления лопастей (ступица винта, хаб). Существует много различных способов изготовления. Я рекомендую сделать его из диска для пилы, его легко можно найти и он легко поддается сверлению. При помощи дрели просверлите 3 группы отверстий (по 2 в кадой) со смещением в 120 градусов (здесь вам может понадобиться транспортир). Расстояние в группе между двумя отверстиями – 1 дюйм (см. рис.).

Если в качестве хаба вы тоже планируете использовать диск от пилы, то не забудьте сточить все зубья на нем, иначе если он по какой-либо причине оторвется, то может нанести вред вам и окружающим.

После того, как все просверлено и мы уверены в надежности и безопасности хаба, то можете прикрутить лопасти к нему при помощи болтов и гаек. Обязательно поставьте гроверную шайбу или используйте гайку с уплотнителем.

Изготовление флюгера и шарнира для поворота

Теперь мы должны изготовить поворотную платформу, на которой будет установлен наш генератор. Для этого используем квадратную трубу, кусок ПХВ-трубы, фланец и небольшой лист металла. На рисунке ниже, можно посмотреть примерный набросок, как это будет выглядеть.

В первую очередь из куска железа необходимо вырезать хвост ветряка (флюгер). Форма не сильно важна и служит в основном для придания эстетического вида.

Далее, вдоль квадратной трубы мы делаем пропил (легче это сделать болгаркой). Длина не сильно важна, я рекомендую 20-25 см. Затем вставляем в прорезь наш флюгер и сверлим сквозные отверстия в трубе и листе. Закрепляем болтами.

Также необходимо предусмотреть какой-нибудь чехол для генератора, от непогоды. Для этого мы также используем пластиковую трубу. На рисунке ниже я думаю понятно как это будет выглядеть (боковое отверстие служит для электрических выводов).

Затем все красим и собираем до кучи. Прикрепляем мотор и чехол для него, к трубе хомутами. Снизу трубы, ближе к мотору, устанавливаем фланец и крепим его саморезами.

Любому ветряку необходима мачта (башня). Я изготовил ее из ПХВ-труб и различной фурнитуры для пластиковых труб. Для моей мачты понадобились: 1” ПХВ-труба, муфта для нее, 3 Т-образных отвода.

Мачта проста в изготовлении и получилось что-то похожее на это:

Далее, сажаем всю нашу конструкцию на получившуюся мачту.

Осталось только посадить наш хаб с лопастями на вал мотора и наш самодельный ветряк готов!

На рисунке ниже вы можете увидеть экспериментальную конструкцию с шестью лопастями. Она вращается практически в безветрие, но обороты не превышают 100 об/мин.

В батарейном отсеке, питание подается параллельно с солнечными батареями. Я использую 2 аккумулятора. Можно использовать обычные автомобильные аккумуляторы. Не забывайте припаять диоды между аккумуляторами и генератором ветряка, иначе ток от аккумуляторов пойдет в генератор.

В ходе экспериментов выяснилось, что более тонкие лопасти лучше работают при моих ветровых условиях. Поэтому я использовал большие белые лопасти (см. предыдущие фотографии) немного обрезав их. Результат — возросла скорость вращения (см. самое первое видео).