- Про саморобних вітряки для будинку
- Технологія складання вітрогенератора
- Розбір помилок конструювання
- Висновки і корисне відео по темі
Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!
Вітряки - перспективна альтернатива для традиційної енергетики. Енергія вітру, перетворена в електрику, обіцяє стати дешевою, просто видобувається і маловитратною. А якщо брати до уваги рахунку, які приходять зараз за електрику, то в цілях економії варто спробувати зібрати власний вітрогенератор, згодні?
Є реальні приклади створення установок, які б виробляли пристойний обсяг енергії. Проте можливості вітряків поки істотно випереджають конкурентів, здатних протистояти традиційного способу видобутку електрики.
Ми представили керівництво, слідуючи якому ви зможете зібрати вітрогенератор з автомобільного генератора своїми руками. У запропонованій до ознайомлення статті докладно розібрані поширені помилки, які допускають при конструюванні вітряків. Для наочності стаття супроводжується тематичними фото- і відеоматеріалами.
Про саморобних вітряки для будинку
Особливий інтерес до вітряної енергії проявляється на рівні побутової сфери. Це зрозуміло, якщо краєм ока поглянути на черговий рахунок за спожиту енергію. Тому різного роду умільці активізуються, використовуючи всі можливості отримання електрики недорого.
Одна з таких можливостей, цілком реальна, тісно пов'язана з вітряком з автомобільного генератора. Уже готовий прилад - автомобільний генератор - досить лише оснастити правильно зробленими лопатями, щоб мати можливість знімати з клем генератора якесь значення електричної енергії.
Правда ефективно працювати він буде лише за умови наявності вітряної погоди.
Приклад з практики побутового застосування вітряних генераторів. Вдало розроблена і цілком ефективна практична конструкція вітряка. Встановлено трилопатевий гвинт, що рідкість для побутових апаратів
Використання фактично будь-якого автомобільного генератора прийнятно для конструювання вітряка. Але підібрати для справи зазвичай намагаються модель потужну, здатну видавати великі струми. Тут на піку популярності конструкції генераторів від вантажних автомобілів, великих пасажирських автобусів, тракторів і т.п.
Крім генератора для виготовлення вітряка буде потрібно ще ряд комплектуючих деталей:
- гвинт дво- або три- лопатевої;
- автомобільний акумулятор;
- електричний кабель;
- щогла, елементи опори, кріплення.
Конструкція гвинта на дві або три лопаті вважається найбільш оптимальною для класичного вітряного генератора. Але побутової проект часто далекий від інженерної класики. Тому найчастіше на домашню конструкцію намагаються підібрати вже готові гвинти.
Крильчатка від вентилятора легкового автомобіля, яка буде використана в якості гвинта вітряної домашньої установки. Легкість і велика корисна площа для повітряної сили дозволяють застосовувати такі варіанти
Таким, наприклад, може стати крильчатка від зовнішнього блоку спліт-системи кондиціонування повітря або від вентилятора того ж автомобіля. Але коли є бажання слідувати традиціям конструювання вітрогенераторів, доведеться споруджувати пропелер вітряка від початку до кінця своїми руками.
Перед прийняттям рішення про складання та встановлення вітрогенератора варто оцінити кліматичні дані ділянки та розрахувати окупність. Істотну допомогу в цьому надасть інформація вельми цікавою статті, рекомендованої нами до ознайомлення.
Технологія складання вітрогенератора
Оптимальною основою для генератора домашнього вітряка бачиться модель АТ-700, взята від трактора серії ДТ. Правда цей тракторний генератор в його первісному вигляді розрахований на частоту обертання ротора до 6000 об / хв. Під конструкцію домашнього вітряка такий параметр явно надмірний.
Є два виходи з положення:
- Застосувати якийсь редуктор-мультиплікатор, що дає необхідну передавальне відношення.
- Перемотати існуючу обмотку статора АТ-700 під малі обороти.
В принципі, обидва варіанти модернізації приладу досяжні. Але, судячи з відгуків відбулися конструкторів, варіант з перемотуванням обмотки статора більш прийнятний. Тим більше якщо враховувати вагу самого генератора АТ-700, що досягає 6 кг.
Тракторний генератор АТ-700. Численні проекти в побутовій сфері розроблялися на базі саме цього пристрою, що володіє високою віддачею по току. Але потрібна невелика модернізація
Якщо прилад доповнити редуктором, вага загального модуля збільшиться вдвічі. А це важливий параметр для конструкції вітряка. Вага завжди прагнуть зменшити.
Крок 1. Гвинт вітряної електростанції
Матеріалом для виготовлення лопатей гвинта служить поливна алюмінієва труба (d = 200 мм) довжиною 0, 7 - 1, 0 м. Спочатку її розрізають уздовж на чотири відрізка, а потім з двох або трьох отриманих частин вирізують лопаті необхідної форми.
Так як алюміній - матеріал, що добре піддається обробці, вирізати з шматка труби потрібну форму лопаті не проблема. Головне - правильно розрахувати і намалювати шаблон.
Приготовлені лопаті майбутнього гвинта необхідно якось скріпити і насадити на вал генератора. Ця робота складніша, вимагає точного балансу і особливо при виконанні трилопатевої конструкції. Є маса варіантів виготовлення диска гвинта. Один з них - створення цієї деталі з алюмінієвих пластин.
Буде потрібно розрахувати діаметр диска гвинта з урахуванням метрової довжини лопатей. Для розмаху крила в 2 метри, розрахунковий діаметр диска може складати 150-200 мм. На підставі розрахованого діаметра з листового алюмінію вирізається необхідну кількість круглих пластин (6-7 шт.).
Приклад виготовлення гвинта вітряного генератора з двухсотмілліметровой алюмінієвої труби, яка застосовується на сільськогосподарських полях для поливу врожаю. Виходить легка і ефективна конструкція
Вирізані круглі пластини накладають один на одного, вирівнюють по крайках і скріплюють. Для скріплення найкраще використовувати якісний епоксидний клей. Але не виключені також інші методи кріплення.
На готовому склеєному диску необхідно в центральній точці розмітити і просвердлити отвір під кріплення на валу генератора. Отвір доопрацювати шпонковим пазом під розмір шпонки, встановленої на валу ротора генератора.
Приготований таким способом пропелерний диск розмічають під кріплення лопатей. За намічених лініях свердлять отвори для болтів кріплення кронштейнів. Ці деталі теж робляться алюмінієвими з підбором по товщині, достатньою для компенсації переданих зусиль.
Чи залишиться докласти виготовлені раніше лопаті до диска в намічених точках з'єднання, збалансувати їх на рівній поверхні і закріпити болтами.
Крок # 2. Виготовлення щогли з труби
Тракторний генератор АТ-700, оснащений саморобним гвинтом, вже є реальний вітряк. З метою отримання максимального ефекту від конструкції, її бажано підняти метрів на 5-7 і до того ж забезпечити круговий рух на 360 °.
Тому флюгер-вітряк ставлять на щоглу, яку найпростіше виготовити на базі металевої труби.
Встановлена щогла з металевої труби діаметром 50 мм з вітряним генератором нагорі. Для забезпечення стійкості щогли застосовуються розтяжки з металевого троса
Щогла висотою 5-7 метрів, оснащена нагорі вітрогенератором, буде відчувати значні навантаження. Відповідно діаметр металевої труби потрібен чималий - не менше 50 мм по зовнішньому розміром.
Кріплення щогли виконується за рахунок чотирьох тросових розтяжок, закріплених зверху ближче до вітряка і розтягнутих на противагу один одному.
Під верхній обріз труби-щогли, у внутрішню область, запресовується пара відповідних підшипників або кріпиться якимось іншим способом. Це буде опорний крутиться блок, куди встане флюгер з генератором і гвинтом. Залишається зробити сам флюгер і встановити на нього все необхідне обладнання.
Крок # 3. Як зробити алюмінієвий флюгер
Флюгерну конструкцію, на одному кінці якої місце під автомобільний генератор з гвинтом, а на іншому - місце під «хвостовик», рекомендується робити з легкого міцного матеріалу.
Наприклад, алюмінієва труба прямокутного профілю підійшла б під основу в самий раз. Як кріплення генератора до профільної трубі зручніше застосувати хомути з м'якої металевої стрічки (краще нержавіючої).
Приклад можливого кріплення корпусу генератора на профільній трубі флюгера. Тут використовується металева рама з переднім і заднім кронштейнами під болтове з'єднання
Хвіст флюгера можна спорудити з того ж алюмінієвого листа і закріпити його до профільної трубі куточками. У точці центра ваги, на профільній трубі, необхідно зміцнити металевий штир з нержавійки.
Ця деталь - у вигляді довгого болта (250-300 мм), діаметром близько 30 мм (розраховується), проходить поперек крізь тіло профільної алюмінієвої труби і закріплюється знизу гайкою. Поверх гайки ставиться контргайка.
Діаметр різьби болта повинен бути трохи менше внутрішнього діаметра кілець підшипників, запресованих в трубі-щоглі. У центрі болта, по його осі, просверливается отвір 7-10 мм. Крізь цей отвір буде пропускатися електричний кабель від генератора і по трубі йти вниз до місця підключення.
Крок # 4. Установка і підключення вітрогенератора
Після всіх описаних приготувань (обов'язково в умовах безвітряної погоди) приступають до установки:
- На підставі флюгера кріплять хомутами тракторний генератор.
- Піднімають щоглу від землі на 1, 5 - 2 метри і встановлюють флюгер опорним болтом на підшипники.
- Одночасно пропускають кабель від генератора крізь тіло болта і далі всередині труби до нижньої точки виходу.
- Також трохи нижче флюгерне підстави жорстко встановлюють обмежувач, що дозволяє обертатися флюгеру на 360 ° в одну або другу сторону, але не більше того.
- Піднімають щоглу остаточно і зміцнюють тросовими розтяжками.
- Підключають кінці кабелю до приймального пристрою (зазвичай через контролер до акумуляторної батареї).
На цьому конструювання вітрового генератора можна вважати завершеним. Однак є ще маса окремих деталей процесу, з якими доведеться зіткнутися в період застосування пристрою.
Структурна схема повноцінної вітряної установки: 1 - вітряк, 2 - конвертер заряду АКБ; 3 - акумулятор автомобільний; 4 - інвертор 24/220; 5, 6 - виходи напруг 220В і 24В
Ці деталі пов'язані вже з автоматикою, яка регулює накопичення і розподіл енергії. Такі пристрої як контролер заряду, інвертор струму і інші, є обов'язковими компонентами вітрових генераторів.
Розбір помилок конструювання
Збірка вітрогенератора в побутових умовах власними руками - справа, звичайно ж, не безпомилкове. Навіть в конструкціях промислових вітряків інженерами допускаються помилки. Але на помилках вчаться, про що підтверджують цілком відбулися побутові конструкції.
Отже, серед помилок при влаштуванні побутових вітряних генераторів часто фігурує така деталь, як відсутність в конструкції генератора модуля гальмування. Стандартне виконання таких приладів (автомобільних або тракторних) такої деталі не передбачає. Значить, генератор необхідно допрацьовувати.
Однак не кожному «конструктору» хочеться займатися цим тонким справою. Багато ігнорують цю деталь, сподіваючись на «авось». Як результат - при сильному вітрі гвинт розкручується до неймовірно високих швидкостей. Підшипники генератора не витримують, розбивають посадочні місця алюмінієвих кришок. Відбувається клин ротора.
Зруйнований вітрогенератор через недоробок в конструкції. Помилки конструювання і монтажу подібних конструкцій призводять до тяжких наслідків
До цієї ж теми відноситься недоробка, пов'язана з відсутністю обмежувача повороту флюгера. Нерідко цей компонент просто забувають встановити і згадують тільки тоді, коли потоки вітру починають розкручувати «півника» навколо своєї осі, як дзигу в передачі «Що? Де? Коли? ». Результат плачевний.
Мінімум шкоди - перекручування і обрив електричного кабелю, а у важких випадках - рознос всієї конструкції.
Інша примітна помилка збірки - неправильний розрахунок точки центру ваги на підставі флюгера. В цьому випадку пристрій якийсь час може функціонувати нормально. Але з часом утворюється перекіс на підшипниковому вузлі, свобода обертання обмежується, ефективність конструкції по віддачі енергії різко знижується.
Про те, як правильно розрахувати вітрогенератор, дізнаєтеся із запропонованої нами статті.
Нерідко струмом, отриманим від генератора, намагаються безпосередньо живити акумуляторну батарею. Зовсім скоро починають дивуватися - чому акумулятор не тримає заряд або виявляють пробою 2-3 банок.
Це банальна і природна помилка, так як в будь-якому випадку заряд АКБ повинен проходити в умовах певних струмів і напруг. Тут потрібен контроль цього процесу.
Домашнім майстрам, зацікавленим темою збірки вітрогенератора, пропонуємо ознайомитися ще з одним оригінальним варіантом. У запропонованій статті описано виготовлення генеруючої установки з непридатних деталей пральки.
Висновки і корисне відео по темі
Навіть звичайний електричний шуруповерт може стати вітряком, якщо знати основи організації вітрогенератора.
Інтерес до вітрогенераторам не знижується. Навпаки, цей варіант видобутку електричної енергії все частіше розглядається на рівні власників заміської нерухомістю.
Очевидно, якщо поєднувати відразу кілька видів енергії - вітру, сонця, гідротурбін або атомних станцій, таке суміщення може дати економічний ефект. При цьому ризики користувача залишитися без електрики зводяться до нуля.
Хочете розповісти про те, як власноруч зібрали вітряк для забезпечення електрикою дачі? Бажаєте поділитися корисними відомостями, що не згаданими в статті? Пишіть, будь ласка, коментарі в розташованому нижче блоці, діліться враженнями, тільки вам відомими технічними нюансами і фото по темі статті.