Вертикальний вітряк своїми руками (5 кВт)

Діяльність як окремих людей, так і всього нинішнього людства практично неможлива без електроенергії. На жаль, швидко збільшується обсяг споживання нафти і газу, вугілля і торфу веде до зменшення запасів цих ресурсів на планеті. Що ж можливо зробити, поки все це ще є у землян? Згідно з висновками фахівців, саме розвитком енергетичних комплексів можна вирішити проблеми світових економічних і фінансових криз. Тому найбільш актуальними стають пошук і використання безпаливних джерел енергії.

Відновлювана, екологічна, «зелена»

Можливо, не варто нагадувати, що все нове - це добре забуте старе. Силу течії річки і швидкість вітру люди навчилися застосовувати для отримання механічної енергії дуже давно. Сонце нагріває нам воду і рухає автомобілі, живить космічні кораблі. Колеса, встановлені в руслах струмків і невеликих річок, подавали воду на поля ще в Середні століття. Одна вітряк могла забезпечити борошном кілька навколишніх сіл.

На даний момент нас цікавить просте питання: як забезпечити своє житло дешевим світлом і теплом, як зробити вітряк своїми руками? 5 кВт-ної потужності або трохи менше, головне, щоб можна було забезпечити своє житло струмом для роботи електроприладів.

Цікаво, що у світі існує класифікація будівель за рівнем ресурсоефективності:

• звичайні, побудовані до 1980-1995 рр .;
• з низьким і ультранизьким рівнем енергоспоживання - до 45-90 кВтг на 1 кВ / м;
• пасивні та енергонезалежні, одержуючі струм з відновлювальних джерел (наприклад, встановивши вітрогенератор роторний (5 кВт) своїми руками або систему сонячних панелей, можна вирішити цю задачу);
• енергоактивні будівлі, що виробляють електрики більше, ніж їм потрібно, отримують гроші, віддаючи її через мережу іншим споживачам.

Виходить, що власні, домашні міні-станції, встановлені на дахах і у дворах, можуть з часом скласти своєрідну конкуренцію великим постачальникам струму. Та й уряди різних країн всіляко заохочують створення і активне використання альтернативних джерел енергії.

Як визначити рентабельність власної електростанції

Дослідники довели, що резервні можливості вітрів набагато більше всіх накопичених багатовікових паливних запасів. Серед способів отримання енергії з відновлюваних джерел вітрякам відведено особливе місце, так як їх виготовлення простіше, ніж створення солнцеулавлівающіх панелей. По суті, вітрогенератор на 5 кВт своїми руками можна зібрати, маючи необхідні компоненти, серед яких магніти, мідний дріт, фанера і метал для лопатей.

Знавці стверджують, що продуктивної і, відповідно, вигідною може стати конструкція не тільки правильної форми, але і побудована в правильному місці. Це означає, що необхідно враховувати наявність, сталість і навіть швидкість повітряних потоків в кожному окремому випадку і навіть у конкретному регіоні. Якщо в місцевості періодично наступають штилі, спокійні і безвітряні дні, пристрій щогли з генератором не принесе ніякої користі.

Перш ніж починати робити вітряк своїми руками (5 кВт), необхідно продумати його модель і вигляд. Не варто очікувати від слабкої конструкції великого виходу енергії. І навпаки, коли потрібно живити тільки пару лампочок на дачі, немає сенсу будувати величезний вітряк своїми руками. 5 кВт - потужність, достатня для забезпечення електроенергією практично всієї системи освітлення і домашніх приладів. Буде постійний вітер - буде і світло.

Як зробити вітрогенератор своїми руками: послідовність дій

На вибраному для високої щогли місці зміцнюють сам вітряк з приєднаним до нього генератором. Вироблювана енергія по проводах надходить до потрібного приміщенню. Вважається, що чим вище конструкція щогли, більше діаметр вітряного колеса і сильніше повітряний потік, тим вище ККД всього пристрою. На ділі все не зовсім так:

• наприклад, сильний ураган може запросто поламати лопаті;
• деякі моделі можна встановити на даху звичайного будинку;
• правильно обрана турбіна легко запускається і відмінно працює навіть при вітрі з дуже слабкою швидкістю.

Основні види вітряків

Класичними вважаються конструкції з горизонтальним розміщенням осі обертання ротора. Зазвичай вони мають 2-3 лопаті і встановлюються на великій висоті від землі. Найбільша ефективність такої установки проявляється при повітряному потоці постійного напряму і його швидкості в 10 м / с. Істотним недоліком цієї лопастной конструкції є збій обертання лопатей при часто мінливому, рвучкому напрямку вітру. Це призводить або до непродуктивною роботі, або до руйнування всієї установки. Щоб запустити такий генератор після зупинки, необхідна примусова початкова розкрутка лопатей. Крім того, при активному обертанні лопаті видають специфічні, неприємні людському вуху звуки.

Вертикальний вітрогенератор («Дзига» 5 кВт або інший) має інше розміщення ротора. Н-образними або бочкоподібними турбінами захоплюється вітер будь-якого напрямку. Ці конструкції мають менші розміри, запускаються навіть при найслабших повітряних потоках (при 1,5-3 м / с), не вимагають високих щогл, їх можна використовувати навіть в міських умовах. Крім того, номінальної потужності вітряки, своїми руками (5 кВт - це реально) зібрані, досягають при вітрі в 3-4 м / с.

Вітрила не так на кораблях, а на суші

Одним з популярних напрямків у вітроенергетиці зараз стало створення горизонтального генератора з м'якими лопатями. Основною відмінністю є як матеріал виготовлення, так і сама форма: створені вітряки своїми руками (5 кВт, вітрильний тип) мають 4-6 трикутних тканинних лопатей. Притому, на відміну від традиційних конструкцій, їх перетин збільшується в напрямку від центру до периферії. Ця особливість дозволяє не тільки «зловити» слабкий вітер, а й уникнути втрат при ураганному повітряному потоці.

Плюсами вітрильників можна назвати наступні показники:

• велика потужність при повільному обертанні;
• самостійна орієнтування і підстроювання під будь-який вітер;
• висока флюгерну і мала інерція;
• відсутність необхідності примусового розкручування колеса;
• абсолютно беззвучне обертання навіть при великих оборотах;
• відсутність вібрацій і звукових збурень;
• відносна дешевизна конструкції.

Вітряки своїми руками

5 кВт необхідної електроенергії можна отримати декількома способами:

• побудувати найпростішу роторну конструкцію;
• зібрати комплекс з декількох послідовно розташованих на одній осі вітрильних коліс;
• використовувати аксільную конструкцію з неодимовими магнітами.

Важливо пам'ятати, що потужність вітряного колеса пропорційна добутку кубічного значення швидкості вітру на ометаєму площу турбіни. Отже, як зробити вітрогенератор на 5 кВт? Інструкція далі.

За основу можна взяти автомобільну маточину і гальмівні диски. 32 магніту (25 на 8 мм) розташовують паралельно по колу на майбутніх дисках ротора (рухомої частини генератора) на кожен диск по 16 штук, притому плюси обов'язково чергують з мінусами. У протилежних магнітів повинні бути різні значення полюсів. Після розмітки і розміщення все що знаходиться на колі заливають епоксидкой.

Котушки мідного дроту розташовують на статорі. Їх кількість повинна бути менше, ніж число магнітів, тобто 12. Попередньо всі дроти виводять і з'єднують між собою зіркою або трикутником, потім теж заливають епоксидним клеєм. Рекомендується перед заливкою вставити всередину котушок шматочки пластиліну. Після затвердіння смоли і їх вилучення залишаться отвори, які потрібні для вентиляції та охолодження статора.

Як все це працює

Диски ротора, обертаючись відносно статора, утворюють магнітне поле, і в котушках виникає електрострум. А вітряк, приєднаний за допомогою системи шківів, і потрібен для того, щоб рухати ці частини робочої конструкції. Як зробити вітрогенератор своїми руками? Деякі починають виготовлення власної електростанції зі збірки генератора. Інші - зі створення лопастной обертовою частини.

Вал від вітряка зчіплюють ковзаючим з'єднанням з одним з дисків ротора. На сильний підшипник ставиться нижній, другий диск з магнітами. Статор розташовують посередині. Всі частини кріпляться до фанерного колу за допомогою довгих болтів і фіксуються гайками. Між усіма «млинцями» обов'язково залишають мінімальні зазори для вільного обертання дисків ротора. У підсумку виходить 3-фазний генератор.

"Бочка"

Залишилося виготовити вітряки. Своїми руками 5 кВт-ную обертову конструкцію можна зробити з 3 кіл фанери і листа самого тонкого і легкого дюралю. Металеві прямокутні крила кріпляться до фанери болтиками і куточками. Попередньо в кожній площині кола видовбуються напрямні канавки у формі хвилі, в які вставляються листи. Одержаний двоповерховий ротор має 4 хвилястих лопаті, прикріплені один до одного під прямим кутом. Тобто між кожними двома скріпленими маточинами фанерними млинцями розташовані по 2 вигнутих у формі хвилі дюралевих лопаті.

Дана конструкція насаджена по центру на сталеву шпильку, яка і буде передавати крутний момент генератору. Вітряки, своїми руками (5 кВт) створені, такої конструкції важать приблизно 16-18 кг при висоті 160-170 см і діаметрі основи 80-90 см.

Що потрібно врахувати

Ветряк- «бочку» можна встановити навіть на даху будівлі, хоча цілком достатньо вишки висотою 3-4 метри. Однак обов'язково потрібно захистити від природних опадів корпус генератора. Рекомендується також встановити акумуляторний накопичувач енергії.

Для отримання з постійного 3-фазного струму змінного обов'язково в схему потрібно включити і перетворювач.

При достатній кількості вітряних днів у регіоні вітряк, своїми руками (5 кВт) зібраний, може забезпечити струмом не тільки телевізор і лампочки, а й систему відеоспостереження, кондиціонер, холодильник та іншу електротехніку.