Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора

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:

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.

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.

Ветряк из автомобильного генератора

Самодельное ветровое устройство, как основной источник электроэнергии в доме

Перед тем как начать строить самодельную ветряную электростанцию, на базе автогенератора, необходимо выполнить очень важную и кропотливую работу, суть которой состоит в переделке самого автомобильного генератора. Сам процесс изменения этого устройства нужно разбить на несколько шагов.

• 1-й шаг. Состоит из изготовления нового вала из немагнитного материала по образцу старого (например из титана).
• 2-й шаг. Заключается в перемотке статора автогенератора, где увеличивают количество витков в 5-7 раз, а диаметр провода уменьшают. Это делается для увеличения генерации энергии на малых оборотах. Автогенератор при работе в автомобиле развивает обороты до 6000, ветряк же выдает не более 600.
• 3-й шаг. На этом шаге необходимо изготовить новый ротор из алюминиевой болванки и напрессовать ее на новый вал. На самом ново-изготовленном роторном устройстве нужно сделать выборку под бандажные кольца и постоянные магниты.
• 4-й шаг. Это последний шаг, где устанавливаются бандаж, который можно сделать из обычной водопроводной трубы, и садят на эпоксидный клей парное число неодимовых магнитов. Их можно найти и купить в интернете. Магниты устанавливаются с небольшим смещением, чередуя полюса.

Следующим этапом изготовления ветряка из автомобильного генератора, станет определение мощности ветровой установки.

Экономический расчет по сбережению электричества в частном доме

Чтобы выполнить расчет, в первую очередь, нужно определить саму мощность самодельной ветровой установки. Для этого необходимо суммарное значение площади лопастей умножить на коэффициент ветроиспользования 0,6 (при вращении винта перед ним создается воздушная подушка, которая не позволяет полностью использовать энергию ветра). Дальше полученное число еще раз умножаем, но уже на скорость ветра в третьей степени (средняя скорость ветра составляет 5 м/с). Идеальным вариантом значения мощности, которое будет иметь проектируемый ветряк из автомобильного генератора, является 3 кВт/ч.

Устройство с такой мощностью спокойно обеспечит на 100% необходимой электрической энергией потребителя, нагрузка которого составляет в среднем 3кВт. Но это идеальный вариант, при наличии ветра с необходимой высокой скоростью, идеального генератора с минимальными потерями. Поэтому для исключения неблагоприятных погодных условий для выработки собственной электроэнергии необходимо построить целую собственную сеть, способную компенсировать киловатты за счет их накопления.

Принцип действия самодельного ветрового устройства на базе автомобильного генератора.

Принцип работы этого устройства очень прост. Ветер нужной скорости воздействует через лопасти на автомобильный генератор, заставляя его крутится. В процессе вращения генерирующего устройства вырабатывается электрический ток, поступающий к нагрузке потребителя через инверторное устройство.

Стоить отметить очень важную деталь в работе ветрового устройства – это наличие флюгера, который обеспечивает вращение лопастей по ходу ветра.

Конструкция ветровой установки на базе автомобильного генератора.

Для того чтобы сделать ветряк из автомобильного генератора в конечном его виде, необходимо набраться немного терпения и разбить сам процесс на два этапа:

• 1-й этап – изготовление лопастей. Этот элемент можно изготовить из ПВХ трубы, диаметр и размер которой должен соответствовать рассчитанной необходимой площади лопастей исходя из выше указанной формулы. Саму трубу необходимо разрезать на три равных частей по ее длине. Из полученных частей вырезаются лопасти, по форме которые должны быть трапецеидальными. Полученные элементы вращения крепим на основание. Само основание можно сделать из старой циркуляционной пилы, сточив для этого дела ее зубья. Полученный пропеллер необходимо закрепить на вал генератора.
• 2-й этап – сборка полной конструкции поворотной части ветровой установки. На этом этапе нужно взять квадратную трубу 20*25мм, которую с одной стороны необходимо разрезать вдоль и в полученный прорез вставить флюгер, сделанный из листового металла, любой формы. На другую сторону трубы, с помощью хомутов крепится генератор с пропеллером.

Стоит запомнить, что автомобильный генератор, для достижения нужных результатов, должен быть с мощного авто или трактора, в комплекте с аккумулятором и его релейными устройствами. Поднимать ветряк нужно как можно выше. Скорость ветра линейно зависит от высоты подъема. Постарайтесь устанавливать ветрогенератор на возвышенности или в степных районах с минимальной застройкой.

В принципе ветровая установка готова. Остался контроллер, аккумуляторы, инвертор и вперед, но это тема для отдельной статьи.

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.

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.

• 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

Обновлено: 11 марта 2020

• Генератор для ветряка из автогенератора
• Преимущества и недостатки
• Как сделать своими руками?
  • Тихоходный генератор
  • Ветрогенератор из тракторного генератора Г-700
  • Ветряк из автогенератора от бычка
• Инструкция по сбору и установке
• Рекомендуемые товары

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.

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.

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.