Ветрогенератор своими руками из стиральной машины: инструкция по сборке ветряка

Ключевые узлы

Как говорилось, ветряной генератор можно сделать в домашних условиях. Надо подготовить определенные узлы для его надежного функционирования. Они включают:

1. Лопасти. Изготавливать их можно из разных материалов.
2. Генератор. Его тоже можно собрать собственноручно или же купить готовый.
3. Хвостовая зона. Используется для движения лопастей по направлению вектора, обеспечивая предельно возможный КПД.
4. Мультипликатор. Увеличивает скорость вращения ротора.
5. Мачта для крепежа. Она играет роль элемента, на котором зафиксированы все указанные узлы.
6. Натяжные тросы. Необходимы для фиксации конструкции в целом и защиты от разрушения под воздействием ветра.
7. Аккумулятор, инвертор и контроллер заряда. Способствуют преобразованию, стабилизации энергии и ее накапливанию.

Новичкам следует рассматривать простые схемы роторного ветрогенератора.

Подготовка к работе

«Сердце» всей конструкции – это электрогенератор. Чтобы его изготовить, и понадобится двигатель от стиральной машины – можно использовать от «Вятки» или другой советской марки. Для этой цели нужно полностью переделывать ротор мотора.

Поскольку это долго и кропотливо, рекомендуется купить готовый магнитный ротор, и вот по каким причинам:

• Чтобы подогнать родной ротор мотора, его нужно обрезать на токарном станке, а также проточить пазы для крепления магнитов.
• Нужно купить неодимовые магниты, которые стоят как новый ротор.
• Крепить магниты необходимо надежно и точно. Минимальный сдвиг в сторону приведет к их залипанию и снижению производительности.

Из каких еще элементов состоит ветряк

• Мачта.
• Редуктор.
• Вал.
• Крыльчатка.
• Шестерни.
• Фланец.

Используем то, что есть под рукой, и изготовим мачту. Для этого можно взять длинную трубу, но если таковой нет, можно использовать отрезки трубы по 32 мм. Сварите их между собой и получите мачту высотой 10 м.

1. Готовую мачту покройте краской.
2. Закрепите мачту вертикально. Чтобы сделать это основательно, можно использовать столб или другую опору. В то же время рассчитывайте, чтобы опора не мешала вращению ветряка.

Займитесь сборкой редуктора, как показано на фото ниже:

Редуктор призван контролировать и замедлять вращения пропеллера ветрогенератора. Так он защищает устройство от поломки во время сильного ветра. Как действовать:

• Возьмите шестерню из привода водного насоса. Она надевается на мачту, как отмечено на рисунке 5.
• По периметру к шестерням подсоедините обрезки металлической арматуры. Закрепите соединение сваркой. На картинке оно отмечено буквой С.
• На эти обрезки (оси) устанавливаются подшипники и шестерни и запрессовываются. Это действие показано под буквой Б.
• На мачту надевается малая шестерня, что отмечено буквой А.
• Все шестерни находятся в контакте друг с другом и постоянно взаимодействуют.

Теперь нужно собрать крыльчатку. Лопасти бывают такого типа: крыльчатые и парусные (по типу ветряной мельницы). Лучше остановить выбор на крыльчатой конструкции, они позволяют получить больший КПД.

Можно также изготовить пропеллер из стеклопластикового листа. Но для того, чтобы добиться жесткости конструкции, придется склеивать заготовки в два слоя. Затем они соединяются в единый механизм.

Подготовка деталей окончена, приступайте к сборке ветрогенератора.

Какими должны быть лопасти?

Форма лопастей может быть:

• парусной;
• крыльчатой.

Что касается лопастей парусного типа, то являются плоскими, а потому и менее эффективными. Аэродинамики они не учитывают, а крутятся исключительно под напором потока ветра. Как результат – не более 10 процентов всей энергии преобразуется в электрическую. А вот у крыльчатых лопастей площадь у внутренних и наружных поверхностей разная. Еще стоит заметить, что такие лопасти должны располагаться под углом 7-10 градусов относительно ветра.

Теперь несколько слов о материале, из которого должны быть лопасти. Для старинных ветряных мельниц использовались тонике каркасы из древесины, состоящие из жердей и перемычек. На такие каркасы натягивались специальные «крылья», сделанные из тканевого полотна. В случае износа ткани ее просто заменяли на новую. Хотя существует и альтернативный вариант – брать для этих целей плотные материалы (к примеру, брезент).

Хотя своими руками можно изготовить лопасти и из более современных материалов.

1. Если пропеллер небольшой, то в качестве лопастей для него могут послужить разрезанные на части трубы из поливинилхлорида.
2. Также можно использовать легкие металлы (к примеру, дюралюминий).
3. Если планируется использование «парусов», то их можно вырезать из фанеры.
4. Наконец, для большого агрегата лопасти можно сделать из досок (даже если они будут тяжелыми – не беда, нужно лишь, чтобы они друг друга уравновешивали).

Что касается диаметра труб, то он должен соответствовать 1/5 их суммарной длины. Каждая из таких труб режется вдоль на четыре куска, а в основании необходимо вырезать прямоугольник размерами 5х5 (тут будут находиться крепления), а после этого – выполнить косой срез, благодаря которому каждая лопасть будет сужаться от основания. Для обработки рваного края используется наждак.

Сравниваем плюсы и минусы установки

Ветрогенераторы используют уже многие годы, их конструкции постоянно совершенствуются, а ветер – легкодоступный источник энергии.

Устройства, работающие от него, абсолютно безопасны для экологии и удобны, т.к. располагаются на мачтах и не занимают полезную площадь. Их просто обслуживать и ремонтировать.

Из-за нестабильности работы ветрогенераторов приходится изобретать способы обеспечения домов дополнительной энергией. Хороший вариант – сочетание ветряных и солнечных установок

Ветряки шумят при работе. Звук может быть громче или тише, но есть он всегда. Иногда это мешает владельцам домов и даже соседям.

Можно отметить и другие неудобства. Ветер – непредсказуемая стихия, поэтому работа генераторов нестабильна и приходится аккумулировать энергию, чтобы не остаться без электричества в периоды штиля.

Ограничения по работе установки

На ветряки, собранные своими руками, действует ряд ограничений, касающихся:

Длина столба должна иметь определенную высоту и не превышать его. В среднем эти показатели варьируются в пределах 15 метров.

Массивные конструкции также предлог взысканий, так как они могут давать большую затененность.

Повышенная шумовая завеса постоянного действия с влиянием на человеческий организм. Инфразвук определенной частоты негативно влияет на здоровье, причем животные к этому более чувствительны. Поэтому прежде чем сделать ветряную электростанцию своими руками, необходимо проконсультироваться у специалистов, как можно снизить уровень шума, и получить разрешение по санитарным нормам.

Как и любой электрический прибор, ветрогенератор создает собственное электромагнитное поле, которое воздействует на открытые источники вблизи. Это работа радио и телевизоров, телефонов и кардиостимуляторов.

Со стороны экологов и природоохранных служб также могут возникнуть серьезные вопросы и опасения по работе устройства. Так как это может влиять на геомагнитные линии и перелеты птиц. А достаточная высота является механическим препятствием на пути.

Как показывает практика и опыт, необходимо собрать как можно больше официальной, правовой документации на установку и использование самодельного устройства.

Применение ветряных электрогенераторов в домашних условиях

Исходя из вышеперечисленных факторов возникает вопрос: по какой причине в каждом доме не установить ветряк? Ответ состоит из двух основных пунктов:

• Цена. Стоимость устройств достаточной мощности очень велика. Например, стоимость агрегата мощностью 2 КВт и напряжением в 24 В составляет от 75000 руб.;
• Средняя сила ветра в большинстве регионах не достигает и 4 м/с.

Карта средней годовой скорости ветра в России

То есть использование ветряков, как основной источник энергии – нерационально. В стандартном доме, при одновременной эксплуатации всех бытовых приборов потребляется до 1 КВт в час, а при работе мощных электроинструментов, эта цифра возрастает, увеличивая требуемое напряжение в сети.

Чтобы обеспечить бесперебойное электрообеспечение, потребуется как минимум: совокупность трех ветряных агрегатов в 3 КВт, или одного с мощностью не менее 10 КВт; несколько аккумуляторов достаточной емкости; надежный контроллер и инвертор.

Монтаж всей системы обойдется минимум в 400000 рублей, и при непостоянной скорости ветра, этот способ электроснабжения теряет актуальность.

Наглядный пример схемы с устройством высокой мощности

Целесообразно применение собранных своими руками 220-вольтных ветряков, как альтернативный источник энергии. В совокупности с солнечными панелями, топливным генератором достаточной мощности или с центральной электросетью.

Важно! При совокупности источников необходимо включить в систему АВР (автоматическое включение резервного питания). Это устройство, контролирует подачу энергии,меняя источник питания. Схема совокупности ветряка и городского электроснабжения

Схема совокупности ветряка и городского электроснабжения

Электрическая система с применением трех источников

Не выбрасывайте старый шуруповёрт

Например, пришёл в негодность аккумулятор шуруповёрта, а все остальные детали – хоть куда. Не выбрасывать же агрегат. Именно в таких случаях и делают умельцы ветрогенераторы на основе бытовых устройств, где таковым является, в данном случае, обыкновенный всем известный шуруповёрт.

Посмотрите на рис. 1, где изображён обыкновенный шуруповёрт в разрезе. Как же его можно заставить начать новую жизнь совсем в ином ракурсе? Первую часть своей службы человеку он брал электроэнергию, чтобы помогать в строительстве и ремонте, а теперь его можно приспособить давать электроэнергию с помощью ветра.

Отсоединяем всё лишнее и вынимаем роторную часть агрегата. Вот он движок, изображённый на рис.2. Считайте, что это без пяти минут будущий ветрячок-бодрячок, который будет давать вам дармовой электрический ток, если его вращать. Вращать будет ветер. Вал двигателя зажимаем и укрепляем скобой (см. рис 3 и 4). На концевой шестерёнке сверлим четыре отверстия, болтами присоединяем к ней круглую стальную пластину для крепления лопастей из ПВХ-трубы.

Показываем весь агрегат в собранном и укреплённом виде без лопастей. Так выглядит конструкция самодельно ветрогенератора, сконструированного на базе электродвигателя от шуруповёрта (см. рис.5). Точно таким же образом можно собрать ветрогенератор на базе электродвигателя от сломанной дрели.

Итак, собрали. Теперь надо надёжно укрыть весь механизм от атмосферных осадков. Есть шутливая поговорка «Голь на выдумки хитра». Недаром вспомнилось народное изречение, которое точно передаёт изворотливость технического ума наших умельцев. Для укрытия механизма самодельного ветрогенератора некоторые применили, вы не поверите, обыкновенную банку из-под кофе! (см. рис.6). При этом в ход пошёл герметик, укрепляющий крышку и дно банки с двух сторон, а саму банку обмотали изолентой.

В итоге получилась вот такая нехитрая конструкция (см. рис. 7). Осталось укрепить 4 лопасти, вырезанные из трубы ПВХ, и самодельный ветрогенератор на основе бытовых устройств (дрели, шуруповёрта или стиральной машины) готов к работе. Если вы хотите, чтобы ваш самодельный ветрогенератор был эффективнее, возьмите за основу редуктор от гайковёрта, он намного мощнее и даёт более 5квт/час.

Бензиновая модификация

Есть две конструкции бензинового генератора, изготовленного своими руками на базе двигателя от триммера и генератора от машины.

Для сборки первого генератора потребуются:

• бензиновый двигатель от триммера, желательно 4-тактный;
• рабочий автомобильный генератор;
• аккумулятор 12 В, необязательно мощный, он будет использоваться только для запуска; без него генератор не сможет вырабатывать электричество, так как на коллектор нужно будет подать начальное напряжение для первого возбуждения.

Устройство с прямой подачей простое и незамысловатое. Единственный сложный этап — подготовка вала под сверлильный патрон.

• Сначала вал обрезают и точат на станке, а затем нарезают резьбу под патрон.
• Затем навинчивают патрон, в который зажимают вал электрогенератора.
• Дальше все крепится на деревянную поставку.
• Теперь нужно запустить бензиновый движок и подключить генератор к аккумулятору. Вольтмер с лампочкой проверит его работу.

Второй способ сборки генератора чем-то похож на первый, только для процесса вращения применяется ремень. На вал триммера крепится шкив, и все соединяется ремнем. Далее все крепится на деревянное основание. Запускается триммер, и проверяется работа устройства.

Что касается достоинств бензиновых устройств, то их немало:

• Сфера использования устройства практически не ограничена. Его используют для электроснабжения загородного дома, дачного участка, при аварийном отключении электричества в больницах, аптеках и торговых точках.
• Бензиновое устройство имеет небольшие размеры и вес. Его малогабаритность обеспечивает мобильность: удобно брать с собой и перевозить в багажнике.
• Низкий уровень шума отличает бензиновые устройства от дизельных или газовых.
• Бензиновые генераторы экономичны в плане расхода топлива, его можно купить на любой заправке.

К недостаткам данного типа генераторов относятся:

• Основной минус заключается в высокой цене. Газ и дизель обходятся дешевле. Поэтому частое использование подобного устройства невыгодно в финансовом плане.
• Обладает низкой продолжительностью непрерывной работы, которая не превышает 8 часов. Но этого времени достаточно для энергоснабжения или проведения работ на участке.

Мачта

Мачта, на которой крепится ветрогенератор – это один из самых важных его узлов.

Она не только обеспечивает безопасность эксплуатации ветряка (нижняя точка круга, описываемого лопастями, должна быть не ближе 2 метров к земле), но и позволяет ему максимально эффективно использовать энергию ветра, поток которого вблизи от земли становится более турбулентным.

Большая высота приводит к низкой жесткости мачты ветрогенератора и делает ее прочностной расчет достаточно сложным не только для мастера-любителя, но и для инженера. Можно перечислить лишь основные моменты:

• Размещайте мачту возможно дальше от дома и деревьев, затеняющих воздушный поток. Кроме того, при сильном ветре возможно падение ветрогенератора на здание либо его повреждение деревьями;
• Оптимальная конструкция мачты – это ажурная сварная ферма наподобие вышек электропередач, но в изготовлении она сложна и дорога. Простейший, но достаточно эффективный вариант – это несколько параллельных труб диаметром 80-100 мм, сваренных короткими швами между собой и забетонированных на глубину не менее метра в земле. Конструкцию из одной трубы крайне желательно усилить тросовыми растяжками, которые также крепятся к залитым в бетон опорам.
• Для упрощения обслуживания ветряка его мачту можно сделать переломной: в этом случае при ослаблении растяжки, идущей в направлении перелома, мачту можно будет наклонить к земле.

Рассказ об очень простом ветрогенераторе из домашнего вентилятора

Применение ветряных электрогенераторов в домашних условиях

Исходя из вышеперечисленных факторов возникает вопрос: по какой причине в каждом доме не установить ветряк? Ответ состоит из двух основных пунктов:

• Цена. Стоимость устройств достаточной мощности очень велика. Например, стоимость агрегата мощностью 2 КВт и напряжением в 24 В составляет от 75000 руб.;
• Средняя сила ветра в большинстве регионах не достигает и 4 м/с.

То есть использование ветряков, как основной источник энергии – нерационально. В стандартном доме, при одновременной эксплуатации всех бытовых приборов потребляется до 1 КВт в час, а при работе мощных электроинструментов, эта цифра возрастает, увеличивая требуемое напряжение в сети.

Монтаж всей системы обойдется минимум в 400000 рублей, и при непостоянной скорости ветра, этот способ электроснабжения теряет актуальность.

Целесообразно применение собранных своими руками 220-вольтных ветряков, как альтернативный источник энергии. В совокупности с солнечными панелями, топливным генератором достаточной мощности или с центральной электросетью.

Ветряк своими руками

Проблемы с электроснабжением относятся не только к отдаленным регионам, никогда не имевшим подключения. Изношенность и перегруженность электросетей вызывает сбои, скачки напряжения или частые отключения даже в пригородных дачных или коттеджных поселках. Проблему каждый решает по-своему, одни из вариантов — использование ветрогенератора. Такой способ решения вопроса может оказаться чрезмерно затратным, поскольку цены на установки высоки, тенденций к снижению стоимости не наблюдается.

Выходом из положения становится изготовление ветряка своими руками. Результат способен превзойти заводские модели по производительности или ремонтопригодности, главным условием станет наличие опыта и навыков владения слесарным инструментом и некоторые познания в электротехнике.

Ветрогенератор — это комплекс оборудования, состоящий из нескольких узлов, выполняющих свои задачи. Основным и наиболее ответственным из них является генератор, устройство, производящее электрический ток. Насколько удачно будет выбрана конструкция генератора, настолько эффективна будет вся установка в целом.

https://youtube.com/watch?v=4VawEMvdQxc

Подготовка к работе

«Сердце» всей конструкции – это электрогенератор. Чтобы его изготовить, и понадобится двигатель от стиральной машины – можно использовать от «Вятки» или другой советской марки. Для этой цели нужно полностью переделывать ротор мотора.

Поскольку это долго и кропотливо, рекомендуется купить готовый магнитный ротор, и вот по каким причинам:

• Чтобы подогнать родной ротор мотора, его нужно обрезать на токарном станке, а также проточить пазы для крепления магнитов.
• Нужно купить неодимовые магниты, которые стоят как новый ротор.
• Крепить магниты необходимо надежно и точно. Минимальный сдвиг в сторону приведет к их залипанию и снижению производительности.

Из каких еще элементов состоит ветряк

• Мачта.
• Редуктор.
• Вал.
• Крыльчатка.
• Шестерни.
• Фланец.

Используем то, что есть под рукой, и изготовим мачту. Для этого можно взять длинную трубу, но если таковой нет, можно использовать отрезки трубы по 32 мм. Сварите их между собой и получите мачту высотой 10 м.

1. Готовую мачту покройте краской.
2. Закрепите мачту вертикально. Чтобы сделать это основательно, можно использовать столб или другую опору. В то же время рассчитывайте, чтобы опора не мешала вращению ветряка.

Займитесь сборкой редуктора, как показано на фото ниже:

Редуктор призван контролировать и замедлять вращения пропеллера ветрогенератора. Так он защищает устройство от поломки во время сильного ветра. Как действовать:

• Возьмите шестерню из привода водного насоса. Она надевается на мачту, как отмечено на рисунке 5.
• По периметру к шестерням подсоедините обрезки металлической арматуры. Закрепите соединение сваркой. На картинке оно отмечено буквой С.
• На эти обрезки (оси) устанавливаются подшипники и шестерни и запрессовываются. Это действие показано под буквой Б.
• На мачту надевается малая шестерня, что отмечено буквой А.
• Все шестерни находятся в контакте друг с другом и постоянно взаимодействуют.

Теперь нужно собрать крыльчатку. Лопасти бывают такого типа: крыльчатые и парусные (по типу ветряной мельницы). Лучше остановить выбор на крыльчатой конструкции, они позволяют получить больший КПД.

Можно также изготовить пропеллер из стеклопластикового листа. Но для того, чтобы добиться жесткости конструкции, придется склеивать заготовки в два слоя. Затем они соединяются в единый механизм.

Подготовка деталей окончена, приступайте к сборке ветрогенератора.

Нужно ли браться за изготовление ветряка?

Ответить на вопрос нужен или не нужен ветрогенератор, каждый должен для себя сам. Но вот если вопрос стоит остро и существует лишь дилемма покупать ветряк или делать, мы приведем вам конкретные цифры. Ветрогенератор китайского производства в сборе «со всеми потрохами» и монтажом (что называется «под ключ») обойдется вам в 75 000 рублей и это по докризисным ценам. Ветрогенератор из стиральной машины, сделанный своими руками обойдется в среднем в 3500 рублей (может быть чуть дороже, если есть «напряг» с металлоломом). Как говорится, почувствуй разницу.

Разумеется, дело не только в деньгах, чтобы «довести до ума» самодельный ветрогенератор, потребуется немало времени, смекалка и «золотые руки», но в целом результат стоит того, ведь на выходе вы получите стабильное устройство мощностью 2,5 кВт. Этого хватит, чтобы по минимуму электрифицировать небольшую дачу. В частности, наш ветряк обеспечивает освещение двух комнат дачного домика, работу компьютера и небольшого переносного телевизора.