Интернет начинает «трещать по швам» от хвалебных статей авторов, предлагающих всем желающим использовать природную энергию ветра для получения бесплатного электричества.

Я предлагаю рассмотреть этот вопрос с практической точки зрения, оценить экономический эффект до того, как начнете создавать ветрогенератор для частного дома своими руками или даже приобретать заводскую модель.

Поговорим о трудностях, с которыми вам придется столкнуться: их необходимо предусмотреть и преодолеть. Тема сложная. Надо оценить аэродинамические и механические характеристики, сделать электротехнический расчет.

Промышленные ветрогенераторы: образец для подражания

Не секрет, что альтернативная энергетика действительно позволяет получать электричество буквально из ветра. В странах Европы промышленные ветрогенераторы занимают огромные площади и работают автономно на благо человека.

Они имеют огромные размеры, расположены на открытых всем ветрам участках, возвышаются над деревьями и местными предметами.

А еще ветряки установлены на удалении друг от друга. Поэтому случайные поломки и повреждения одного не могут причинить вреда соседним конструкциям.

Эти принципы создания ветровых генераторов будем брать за основу разработки самодельных устройств. Они созданы по научным разработкам,
опробованы уже длительной эксплуатацией, эффективно работают.

Начнем с анализа характеристик местности, на которой планируем создавать ветряную электростанцию.

Как определить скорость ветра: хватит ли его напора для бытового ветряка

Вопрос обсудим на основе научных фактов и уже допущенных ошибок многими владельцами частных домов

Теоретическая часть проекта: на что обратить внимание при выборе конструкции

Среднегодовое значение ветра для любой местности России или другой страны можно узнать на карте ветров. Эти данные имеются в широком доступе.

Если рассмотреть всю территорию, то мест для благоприятного пользования ветряной энергией со скоростью от 5 м/сек и выше у нас не так уж много, как в Европе.

Я объясняю эту ситуацию тем, что теплый воздух Гольфстрима, поднимаясь от нагретой воды, сразу устремляется в холодные районы. Чем выше перепад температур, тем больше его скорость.

Пройдя несколько тысяч километров над Европой, его сила слабеет. Наибольший перепад температур весной и осенью вызывает бури и ураганы.
Нам важно понимать, как определить скорость ветра правильно в своей местности.

Возьмем величину 5 м/сек за основу, и рассчитаем мощность ветрового потока для наиболее распространенного горизонтально расположенного осевого генератора.

Учтем, что его лопасти охватывают площадь круга S (м кв.) с диаметром D (м). Через нее проходит ветер со скоростью V (м/сек).

Ветровая энергия Рв рассчитывается по формуле:

Рв=V3∙ρ∙S

ρ — это плотность воздушной массы (кг/м куб.)

Если взять усредненные значения, например, площадь 3 м кв и плотность
воздуха 1,25 кг/м3, то ветер, дующий со скоростью 5 м/сек, способен создать мощность чуть меньше, чем 2 киловатта.

Теперь наша задача — определить, какая ее часть сможет преобразоваться в полезную электрическую энергию. Грубо ее можно оценить по процентному соотношению в 30÷40%. Конструкция и технологические характеристики ветряного колеса просто не позволят эффективно взять больше.

Более точное определение находят формулой, учитывающей:

  • коэффициент ε, определяющий долю использования ветряной энергии конструкцией ветряка. Максимальная величина, создаваемая быстроходными конструкциями, составляет 40-50%;
  • КПД редуктора —∙максимум порядка 90%;
  • КПД генератора ≈85%.

Величины всех этих коэффициентов у разных моделей генераторов ветряков сильно отличаются между собой. Я привел значения для промышленных изделий. У самодельщиков они будут значительно ниже.

Если подставить все эти цифры, то даже для заводской конструкции ветрогенератора, сделанной по точным чертежам и на промышленных станках, мы сможем при скорости 5 м/сек и описываемой площадью лопастями винта 3 метра квадратных получить меньше 700 ватт электрической энергии.

Какую ее часть сможет взять самодельный ветряк, остается только догадываться.

Мировые производители ветрогенераторов указывают, что для того, чтобы вырабатывать 3 кВт электроэнергии, а это оптимальная величина для частного дома, необходимо:

  • снимать с ветряного колеса порядка 5,1 кВТ;
  • иметь диаметр ротора 4,5 метра;
  • располагать ветряк на высоте от 12 метров;
  • использовать ветер со скоростью 10 м/сек.

Колесо должно начинать вращать генератор уже на 2 м/сек. Только в этом случае можно говорить об окупаемости всей конструкции и эффективном использовании мощности ветра.

Если же скорость снизится, хотя бы до 7 м/сек, то энергия ветрогенератора упадет на 50%. А теперь еще раз внимательно посмотрите на карту ветров России…

Однако не все так плохо. Теоретические расчеты можно проверить на практике. Для нашего случая продажа предлагает многочисленные конструкции измерительных приборов — анемометры.

Стоят они не дорого, имеют дополнительные функции измерения температуры, указания текущего времени. Их можно заказать в Китае.

Такой анемометр позволяет реально оценить силу ветра на вашей местности, чтобы проанализировать варианты эксплуатации будущей ветроэлектростанции (ВЭС). А их минимум 2:

  1. частичное удовлетворение потребностей в электроэнергии;
  2. полный переход на альтернативную энергетику.

Скрытая ошибка — слабый ветер: что умалчивают продавцы

Первая трудность

Обратите внимание на высоту размещения ветряного колеса относительно земли. Подумайте, почему все промышленные ветряки располагают от 25 метров и более.

Ведь это значительно усложняет их установку, эксплуатацию, обслуживание, ремонт. Приходится применять дорогую высотную технику, создавать прочные площадки для ее размещения.

А ответ прост: на высоте от 25 метров скорость ветра намного выше, чем у земли. Все таблицы и справочники с картами ветров создаются в первую очередь для промышленных установок, поднятых в зону 50-70м.

Если вы смонтируете свой самодельный ветрогенератор на 10 метрах, то ветер будет дуть слабее, чем указано в справочнике. А на большую высоту без специальных технических средств поместить ветряк весьма проблематично.

Работу ветряного колеса вызывает не столько скорость передвижения воздушной массы, сколько ее давление на лопасти колеса. А оно зависит еще от веса и плотности атмосферы.

Альтернативные энергетики давно учитывают соотношение, определяющее, что удвоение давления ветра увеличивает в восемь раз вырабатываемую ветрогенератором мощность.

Как влияет зона турбулентности

Работу ветряка, расположенного на небольшой высоте, может значительно осложнять зона турбулентности, которая зависит не только от рельефа местности и формы возвышенности, но и от скорости перемещения воздушных масс.

Молниезащита ветрогенератора

Работающая крыльчатка постоянно трется о воздух, накапливая статическое электричество, как и фюзеляж любого самолета во время полета. Авиаконструкторы успешно решают этот вопрос различными способами.

Промышленные ветрогенераторы тоже снабжены действенной защитой от молнии, разряды которой могут возникнуть в любой момент грозоопасного периода.

Большинство же владельцев частных домов даже не задумывается об этой проблеме, а зря. В лучшем случае у отдельных хозяев можно встретить УЗИП в вводном электрощите, чего явно не достаточно.

Подняв над крышей своего жилища железную конструкцию, которая к тому же вырабатывает электрическое напряжение, они уже создали отличный молниеприемник. Он будет надежно притягивать на себя огромные токи атмосферных разрядов.

Если не обеспечить действенный путь их отвода мимо здания на потенциал земли, то придется постоянно испытывать судьбу, подвергать себя неожиданной опасности.

Как лукавят производители ветряков

Окончательные испытания заводские модели проходят в аэродинамической трубе при идеальной ламинарности потока с равномерной структурой его направленности и высокой плотности.

В реальных условиях частного дома таких условий просто нет. Они больше подходят для движения воздушных масс у промышленных установок, расположенных на большой высоте.

Для самодельных ветрогенератов, смонтированных даже на 10 метрах, условия турбулентности и слабый ветер могут сильно ограничивать раскрутку ротора.

Рельеф местности влияет на удельную мощность. Например, непосредственно под холмом она резко снижается, а на его вершине создаются идеальные условия за счет сжатия аэродинамических характеристик и повышения давления.

Также будут сказываться хозяйственные застройки, деревья сада, заборы, соседние здания.

Ветряки для дома своими руками: обзор конструкций

Как вы уже поняли, самая первая часть, которая воспринимает энергию ветра — это ветряное колесо. Без него не обходится ни одна схема ветряка для дома.

Его можно выполнить:

  • с вертикальной осью вращения;
  • или горизонтальной.

Вертикальный ветрогенератор

Покажу фотографией одну из легких для изготовления конструкций, сделанную из обычной стальной бочки.

Вот такой вертикальный ветрогенератор, изготовленный своими руками, да еще расположенный над самой землей в окружении застроек и растений, не сможет развить нормальных оборотов для выработки достаточного количества электроэнергии, чтобы питать частный дом.

Он сможет выполнять только какие-то единичные задачи для маломощного оборудования. Причем небольшая скорость вращения его ротора потребует обязательного использования повышающего редуктора, а это дополнительные потери энергии.

Такие конструкции были популярны в начале прошлого века на пароходах. Водяное колесо, расположенное своими лопастями вдоль направления движения судна, обеспечивало его движение.

Сейчас это раритет, утративший свою актуальность. В авиации такая конструкция не то что не прижилась, а даже не рассматривалась.

Ротор Онипко

Из тихоходных конструкций ветряных колес сейчас через интернет массово распространяют ротор Онипко. Рекламщики показывают его вращение даже при очень слабом ветре.

Однако к этой разработке у меня почему-то тоже критическое отношение, хотя повторить ее своими руками не так уж и сложно. Восторженных отзывов среди покупателей не нашел, как и научных расчетов экономической целесообразности ее использования.

Если кто-то из читателей сможет меня разубедить в этом мнении, то буду признателен.

Горизонтальный ветрогенератор

С самого начала двигатели самолетов стали применять винт, прогоняющий поток воздуха вдоль корпуса самолета. Его форму и конструкцию выбирают так, чтобы использовать дополнительно к активной силе давления реактивную составляющую.

По этому принципу работает любой горизонтальный ветрогенератор, который делают промышленным способом или своими руками. Пример самодельной конструкции показываю фотографией.

По принципу использования энергии ветра это более эффективная конструкция, а по исполнению для обеспечения бытовых вопросов снабжения электроэнергией — маломощная.

Небольшой электродвигатель, ротор которого раскручивает ветряк, может даже при оптимальном давлении и силе ветра, выработать в качестве генератора только малую мощность. На нее можно подключить слабенькую светодиодную лампочку.

Подумайте сами, нужно ли собирать такой флюгер с подсветкой или не стоит. С другими задачи подобная конструкция не справится. Хотя ее еще можно использовать для отпугивания кротов на участке. Они очень не любят шумы, сопровождаемые вращением металлических частей.

Для того, чтобы полноценно пользоваться электроэнергией, получаемой от ветра, рабочее колесо ветрогенератора должно иметь соответствующие потребляемой мощности размеры. Рассчитывайте примерно на пятиметровый диаметр.

При его создании вы столкнетесь с технической трудностью: вам придется точно выдержать балансировку больших деталей. Центр масс должен постоянно находиться в средней точке оси вращения.

Это сведет к минимуму биения подшипников и раскачивание конструкции, расположенной на большой высоте. Однако выполнить подобную балансировку не так уж просто.

Как установить ветрогенератор: надежная схема мачты для крепления на высоте

Вес рабочего колеса для нормального получения электрической энергии получается довольно приличным. На простой стойке его не установить.

Потребуется создавать прочный бетонный фундамент под металлическую мачту и анкерные болты оттяжек. Иначе вся собранная с большим трудом конструкция может рухнуть в любой неподходящий момент времени.

Стойка для ветрогенератора, поднятого на высоту, может быть выполнена:

  1. в виде сборной мачты, собранной из секций с раскосами;
  2. или конусной трубчатой опорой.

Обе схемы потребуют усиления от опрокидывания за счет создания нескольких ярусов оттяжек из тросов, которые необходимы для удержания мачты при шквальных порывах ветра. Их придется надежно крепить к стопорам и анкерам.

Из личного неудачного опыта: во время пользования аналоговым телевидением у меня работала антенна «Паутинка» с диаметром обруча 2м. Она располагалась на высоте 8 метров, была закреплена на деревянном шесте с двумя уровнями оттяжек. Шквальные порывы ветра ее раскачали так, что стойка развалилась.

Современное цифровое телевидение, к счастью, требует использования антенн значительно меньших размеров. Их не только просто делать своими руками, но и крепить не так уж сложно.

Как сделать мачту для ветряка

Сразу обратите внимание на создание прочной, безаварийной конструкции. Иначе просто повторите печальный опыт работников «ЯнтарьЭнерго», у которых во время шторма произошла авария: многотонная мачта рухнула, а осколки от лопастей разлетелись по всей округе.

Устройство мачты потребует расчета количества материалов, необходимых для создания сооружения из стального уголка различного сечения. Форма и габариты выбираются по местным условиям.

Ее делают из трех или четырех вертикальных стоек. Каждая из них снизу монтируется на упор. Вверху мачты создается площадка для установки ветряка.

Поскольку длина уголков ограничена, то мачту собирают из нескольких секций. Жесткость общему креплению придают боковые ребра, крепящиеся через раскосы.

Обязательным элементом фундамента являются закладные металлические элементы. Они будут использоваться для крепежа деталей. Придется позаботиться о сварке и соединительных болтах.

Не стоит пренебрегать дополнительными оттяжками.

Как сделать опору из труб

Телескопическую конструкцию из стальных труб соответствующего профиля собрать проще, но ее следует более тщательно рассчитать на прочность. Изгибающий момент, создаваемый тяжелой верхушкой при штормовом ветре не должен превысить критического значения.

При этом возникнут сложности с профилактическим обслуживанием, осмотром и ремонтом собранной воздушной электростанции. Если по мачте можно подняться на высоту как по лестнице, то по трубе это сделать проблематично. Да и работать наверху очень опасно.

Поэтому сразу необходимо продумать вариант безопасного опускания оборудования на землю и доступного способа его подъема. Это позволяет выполнить одна из двух схем с:

  1. Поворотной осью на основной опоре.
  2. Упорным рычагом на нижней части опорной стойки.

В первом случае создается прочный фундамент для установки основной опоры. На ее оси вращения крепится сваренная трубная конструкция с ветряком и полиспастной системой на стальных тросах.

Снизу трубы расположен противовес, облегчающий работу по подъему и опусканию с помощью ручной лебедки.

На картинке не показаны страховочные тросы поясов оттяжек. Они просто свисают со своих креплений вниз на землю при подъеме и опускании мачты, а к стационарным забетонированным кольям крепятся для постоянной работы.

Схема установки и опускания ветряка по второму варианту приведена ниже.

Мачту и расположенный под прямым углом к ней упорный рычаг с противовесом, усиленный ребром жесткости, поворачивают в вертикальном направлении лебедкой с полиспастной системой.

Ось вращения созданной конструкции находится в вершине прямого угла и закреплена в направляющих, вмонтированных в фундамент. Троса оттяжек при подъеме или опускании мачты снимают со стационарных креплений на земле. Они могут использоваться в качестве страховочных фал.

Ветрогенератор: устройство и принцип работы электрической схемы простыми словами

Промышленные ветряные электростанции спроектированы так, что способны сразу выдавать электрическую энергию в сеть потребителям. Своими руками так сделать не получится.

При выборе генератора, который будет раскручивать ветряное колесо, используют принцип обратимости электрических машин. К электродвигателю прикладывают крутящий момент и обеспечивают возбуждение обмоток статора.

Однако, идея раскручивать ротор трехфазного асинхронного электродвигателя в качестве генератора для получения электрического тока напряжением 220/380 вольт реализуется от двигателей внутреннего сгорания, напора воды, но не ветра.

Общая конструкция генератора с ротором станет иметь большой вес, а иначе обеспечить высокие обороты вала не получится.

Для небольших мощностей можно:

  • использовать автомобильный генератор, который выдает 12/24 вольта;
  • применить мотор колесо от электробайка;
  • собрать
    конструкцию из неодимовых магнитов с катушками из медной проволоки.

Также за основу можно взять ветряк, продаваемый в Китае. Но ему необходимо сразу провести ревизию: обратить внимание на качество монтажа обмоток, состояние подшипников, прочность лопастей, общую балансировку ротора.

Придется настроиться на то, что величина выходного напряжения генератора будет сильно меняться в зависимости от скорости ветра. Поэтому в качестве промежуточного звена используют аккумуляторы.

Их зарядку необходимо возложить на контроллер.

Бытовые приборы сети 220 вольт должны питаться переменным током от специального преобразователя — инвертора. Простейшая схема домашней ветряной электростанции имеет следующий вид.

Ее можно значительно упростить потому, что бытовая цифровая электроника: компьютеры, телевизоры, телефоны работают от постоянного тока блоков питания 12 вольт.

Если их исключить из работы и запитать цифровое оборудование непосредственно от аккумуляторов, то потери электрической энергии сократятся за счет отмены двойного преобразования в инверторе и блоках.

Поэтому рекомендую сделать отдельные розетки на 12 вольт, запитать их сразу от аккумуляторов.

Внутри электрической схемы придется соблюдать такой же баланс мощностей, как и в механической конструкции. Каждая подключенная нагрузка должна соответствовать энергетическим характеристикам вышестоящего источника.

Бытовые приборы 220 вольт не должны перегружать инвертор. Иначе он будет отключаться от встроенной защиты, а при ее неисправности просто сгорит. По этому же принципу работают аккумуляторные батареи, силовые контакты контроллера, да и сам генератор.

Защита автоматическим выключателем домашней ветряной установки должна быть выполнена в обязательном порядке.

Для этого его необходимо правильно выбрать строго по
научным рекомендациям, проверить и наладить.

Случайную перегрузку, а тем более появление тока короткого замыкания предусмотреть невозможно. Поэтому этот модуль обязательно устанавливают в качестве основной защиты.

Схема подключения аккумуляторов, инвертора и контроллера для ветрогенератора практически ничем не отличается от той, что используется на гелиостанциях со световыми панелями.

Поэтому сразу напрашивается разумный вывод: собирать комбинированную домашнюю электростанцию, работающую от энергии ветра и солнца одновременно. Эти два источника вместе хорошо дополняют друг друга, а затраты на сборку одиночных станций значительно снижаются.

На Ютубе очень много каналов посвящено ветрогенераторам для дома. Мне понравилась работа владельца «Солнечные батареи». Считаю, что он довольно объективен при изложении этой темы. Поэтому рекомендую внимательно посмотреть.

Аккумуляторы для ветрогенератора: еще одна проблема для владельца дома

Одна из затратных задач ветряной или солнечной электростанции — вопрос хранения электрической энергии, которую решают только аккумуляторы. Их придется покупать и обновлять, а стоимость — довольно высокая.

Для их выбора необходимо знать рабочие характеристики: напряжение и емкость. Обычно применяются составные батареи из АКБ на 12 V, а количество ампер-часов в каждом конкретном случае стоит определить опытным путем, исходя из мощности потребителей, времени их работы.

Выбирать аккумуляторы для ветрогенератора придется из довольно широкого ассортимента. Ограничусь не полным обзором, а только четырьмя
популярными типами кислотных АКБ:

  1. обычные стартерный автомобильные;
  2. AGM типа;
  3. гелевые;
  4. панцирные.

Продавцы не рекомендуют приобретать для ветростанций стартерные аккумуляторы потому, что они созданы для работы в критических условиях эксплуатации автомобиля:

  • при хранении на морозе должны выдерживать огромные токи стартера, которые создаются при раскрутке холодного двигателя;
  • во время езды подвергаются вибрациям и тряске;
  • подзарядка происходит в буферном режиме от генератора
    при движении авто с различными оборотами двигателя.

При этом:

  • обслуживаемые АКБ, требующие периодического уровня электролита и доливки дистиллированной воды, созданы для выдерживания 100 циклов разряд/заряд;
  • не обслуживаемые — имеют более сложную конструкцию и количество циклов 200.

Однако АКБ ветрогенератора при эксплуатации внутри дома:

  • обычно помещаются в подвальном помещении, где температура, круглогодично поддерживаемая на уровне +5÷+10 градусов, является оптимальной;
  • не подвергаются тряскам и вибрациям, стационарно
    установлены в неподвижном состоянии;
  • не получают экстремальные нагрузки при стартерном запуске, а при включении бытовых приборов через инвертор работают в щадящем режиме;
  • заряжаются от генератора небольшими токами, которые благоприятно действуют на режим десульфатации пластин.

Все это является самыми выгодными условиями для их эксплуатации. Поэтому этот вариант предлагаю взять на заметку тем, кому не лень периодически контролировать напряжение на банках и следить за уровнем
электролита в них.

AGM аккумуляторы более сложные по устройству. У них такие же пластины, но кислотой пропитаны стеклянные маты, работающие одновременно диэлектрическим слоем. Их цикл разряда/заряда — 250÷400. Перезаряд опасен.

Голевые АКБ тоже создаются необслуживаемой конструкцией с герметичным корпусом и загущенным до состояния геля электролитом. Они очень не любят перезаряд, но более стойки к глубокому разряду. Число расчетных циклов —350.

Панцирные аккумуляторы относятся к самым современным разработкам. Их электродные пластины защищены полимерами от воздействия кислоты. Диапазон циклов эксплуатации: 900÷1500.

Все эти четыре типа АКБ значительно отличаются по цене и условиям эксплуатации. Если взять во внимание рекомендации продавцов, то придется выложить довольно приличную сумму денег.

Однако я вам рекомендую предварительно послушать полезные советы, которые дает в своем видеоролике «Как выбрать аккумуляторы для ВЭС и солнечной станции» все тот же владелец «Солнечные батареи».

У него на этот счет свое, противоположное мнение. Как вы отнесетесь к нему — ваше личное дело. Однако, знать информацию из противоположных источников и выбрать из нее наиболее подходящий вариант: оптимальное решение для думающего человека.

Как рассчитать экономический эффект: цена ветрогенератора

Одним из маркетинговых ходов продавцов являются прайс листы,
показывающие расчеты экономии покупателей, создаваемой за счет приобретения их продукции. Стоит ли им верить?

Я предлагаю вам самостоятельно оценить экономическую выгоду от установки ветряной электростанции на вашем участке. Для этого потребуется учесть минимум расход денег на:

  1. возведение фундамента под мачту, на который пойдет немало бетона и металлический арматуры;
  2. создание высотной опоры для установки
    ветроколеса в зоне благоприятного давления ветра. Сюда войдут не только
    металлические уголки, трубы и крепежные детали со сваркой, но и затраты на весь монтаж;
  3. цену приобретения готового ветрогенератора или
    его изготовление в домашних условиях;
  4. покупку инвертора, контроллера, аккумуляторов, защитных модулей, кабелей и проводов. Учтите, что лет за 10-12 комплект АКБ придется сменить несколько раз;
  5. эксплуатационные расходы на профилактическое обслуживание и ремонт;
  6. решение ряда организационных вопросов.

Практика использования ветряных станций показала, что тихо они не работают, а постоянные вибрации и шумы ветрогенератора раздражают ближайших соседей. Иногда придется решать вопросы через суд.

К тому же в область вращающегося колеса иногда попадают птицы: пластиковые лопасти ломаются, металлические гнутся. Требуется надежная защита и резервный комплект запасных частей.

Можно даже допустить, что лет 10 все будет работать надежно и эффективно, хотя про скорость ветра я объяснил довольно подробно в самом
начале статьи.

Когда рассчитаете все эти затраты (сделайте поправку на часть непредвиденных расходов), то прикиньте цену 1 киловатта электроэнергии, которую вы платите по счетчику сейчас.

Умножьте ее на то количество киловатт, на которое создаете ветряную станцию, например на 3. Дальше останется определить период времени для сравнения.

Возьмем за основу время, за которое предварительно планируете окупить свои затраты, например, 15 лет эксплуатации. Оплату 3 кВТ в час надо умножить на этот срок, выраженный в часах, и сравнить со стоимостью затрат на создание и эксплуатацию ВЭС за этот же период.

Оценка очень приблизительная, цены плавают, но расчет для моего случая показал, что проще оплачивать электроэнергию государству. Затраты будут ниже в 4 раза.

Считаю, что ветрогенератор для частного дома своим руками создать можно. Примеров его работы много. Однако, надо хорошо продумать целесообразность его использования, обосновать экономическую пользу.

Выбор материалов

В домашних условиях вертикальный ветрогенератор можно сделать из бочки объемом 50-100 л. Можно взять бочку из стали или алюминия. Как правило подобные бочки делают из очень качественного и прочного металла, обеспечивающего им прочность и жесткость. Стоимость одной такой бочки невысокая. Для ветряного генератора подойдут и пластмассовые бочки.

На то чтобы из обычной бочки вырезать ветряк уйдет пару часов. Нужно сделать аккуратные прорези на боковых поверхностях бочки. После чего задние и передние кромки лопастей отгибаются на необходимый угол. Угол должен быть вполне разумным. Иначе впоследствии возможны резкие порывы ветра, погнутся трубы и ветрогенератор выйдет из строя.

При необходимости, форму лопастей можно подрихтовать деревянным молотком. Количество лопастей можно делать на свое усмотрение, но не меньше двух. Получившийся ветряк необходимо насадить на вертикально установленные трубы.

Ветряк готов. Теперь механическую энергию нужно превратить в электрическую. В качестве электрического генератора подойдет генератор автомобиля. Диаметр ротора следует выбирать с обязательным учетом скорости ветра. Чем больше прогнозируемая сила ветра, тем больше должен быть диаметр ротора.

Фрагмент бочки представляет собой лопасть в готовом виде. Такие лопасти можно соединять винтовым или заклепочным соединением. Форма лопастей может быть разной. Места, предназначенные для болтового соединения, необходимо вымерять очень точно. Иначе потом придется помучиться с регулировкой вращения.

Установка

Когда ветряк будет готов, его необходимо установить. Для этого заливается фундамент для 3-х точек, к которым будут крепиться трубы основной конструкции. При его заливке необходимо учитывать особенности грунта и климатические условия. После того как бетон хорошо застынет, можно устанавливать мачту с ветряным колесом. Основание мачты можно вкопать на необходимую глубину в грунт с обязательным последующим укреплением ее с помощью растяжек.

Подключение

На заключительном этапе необходимо подсоединить все провода к электрогенератору и собрать электрическую цепь. Сам генератор крепится непосредственно к мачте. В цепь генератора следует подключить аккумулятор. Нагрузка должна подключаться проводами с сечением не менее 2,5 кв.мм. Если возникнет в этом необходимость, то можно поставить преобразователь постоянного тока в переменный. Для регулировки скорости вращения ветряного колеса можно поэкспериментировать с изгибом лопастей.

Следует учесть, что даже если ветрогенератор будет собран и настроен правильно, при неправильном выборе высоты его установки эффективность выработки электрической энергии будет стремиться к нулю. Если ветряк будет иметь высоту мачты 18-20 м, скорость ветра в среднегодовом значении может быть увеличена на 20-30%. Это значит, что выработка электроэнергии увеличится в полтора-два раза.

Предостережения

Любой ветрогенератор является механическим прибором. При его использовании необходимо соблюдать меры предосторожности. Даже слабо вращающиеся лопасти, вырезанные из бочки, могут нанести очень сильный удар. А если кромки лопастей будут иметь заусеницы или острые края, то такой удар может оказаться даже смертельным.

Ветряк регулярно следует проверять внешним осмотром и осматривать его вращающие детали на наличие повреждений и отсутствие ржавчины. В зимнее время лопасти и несущие трубы необходимо очищать от снега и льда во избежание их отрыва.

Устройство и принцип работы

Генератором называется электромашина, которая занимается преобразованием механической энергии в токовую электроэнергию. В большинстве случаев используется для этого вращательный тип магнитного поля. Состоит аппарат из реле, вращающегося индуктора, контактных колец, терминала, скользящей щетки, диодного моста, диодов, токосъемного кольца, статора, ротора, подшипников, роторного вала, шкива, крыльчатки и передней крышки. Нередко в конструкцию входит виток с электромагнитом, который осуществляет выработку энергии.

Генератор своими руками

Важно отметить, что генератор бывает переменного и постоянного тока. В первом случае не образовываются вихревые токи, работать аппарат может при экстремальных условиях и обладает пониженным весом. Во втором случае генератор не нуждается в повышенном внимании и имеет большее количество ресурсов.

Бывает генератор переменного тока синхронным и асинхронным. Первый это агрегат, который работает как генератор, где количество совершаемых вращений статора равно ротору. Ротор формирует магнитное поле и создает в статоре ЭДС.

Обратите внимание! В результате создается постоянный электрический магнит. Из преимуществ отмечают высокую стабильность создаваемого напряжения, из недостатков — токовую перегрузку, поскольку при завышенной нагрузке, регулятор повышает ток в роторной обмотке.

Устройство синхронного аппарата

Асинхронный аппарат состоит из короткозамкнутого ротора и точно такого же статора, как и предыдущей модели. В момент вращения ротора асинхронный генератор индуцирует электроток и магнитное поле создает синусоидальное напряжения. Поскольку он не имеет связи с ротором, то возможности в том, чтобы искусственно регулировать напряжение и ток, нет. Эти параметры изменяются под электрической нагрузкой на стартерной обмотки.

Устройство асинхронного аппарата

Принцип действия

Любой генератор действует по электромагнитному индуктивному закону, благодаря наводке электротока в замкнутой рамке пересечением вращающегося магнитного поля, создаваемое с помощью постоянных магнитов или обмоток. Электродвижущая сила попадает в замкнутый контур из коллектора и щеточного узла вместе с магнитным потоком, вращается ротор и вырабатывает напряжение. Благодаря подпружиненным щеткам, которые прижимаются к пластинчатым коллекторам, передается электроток к выходным клеммам. Далее он идет в сеть пользователя и распространяется по электрооборудованию.

Принцип работы

Отличие от синхронного генератора

Синхронный бензиновый генератор не перегружается из-за переходных режимов, которые связаны с пуском под нагрузкой из потребителей подобной мощности. Он является источником реактивной мощности, в то время как асинхронный ее потребляет. Первый не боится перегрузок при поставленном режиме благодаря системе авторегулирования через связь, которая обратна току с напряжением в проводе. Второй имеет нерегулируемую искусственно силу сцепления электромагнитного роторного поля.

Обратите внимание! Важно понимать, что асинхронная разновидность более популярна благодаря простой конструкции, неприхотливости, отсутствию надобности в техническом квалифицированном обслуживании и сравнительной дешевизне. Он ставится тогда, когда: нет высоких требований к частоте с напряжением; предполагается работать агрегату в запыленном месте; нет возможности переплачивать за другую разновидность.

Синхронная разновидность

Область применения

Генератор переменного тока — многофункциональный аппарат, благодаря которому энергию можно передавать на большие расстояния и при этом быстро ее перераспределять. Кроме того, она превращается в световую, тепловую, механическую и другую энергию по инструкции. Прост в изготовлении. Поэтому область их применения обширна. Сегодня используются такие устройства везде: как в промышленности, так и в условиях быта. Ими оснащается мощный мотор.

К примеру, электро и ветрогенератор будет полезен в то время, когда будет отключена сеть вольт, произойдет авария на электростанции, нужна будет дополнительная энергия в двигателе.

Бензиновый и магнитный генератор, благодаря небольшому весу и компактности, можно транспортировать и использовать в сельском хозяйстве, на даче, в лесу. Он послужит оборудованием быстрого реагирования и поможет создать аварийное освещение.

Область применения

Классификация прибора

Классификация прибора обширная. Сегодня он бывает асинхронным и синхронным, с неподвижным ротором или статором, однофазным, двухфазным и трехфазным, с независимым или самостоятельным возбуждением, с обмотками возбуждения или возбуждением от постоянно действующего магнита.

Обратите внимание! Стоит отметить, что на данный момент пользуются большей популярностью трехфазные модели благодаря вращающемуся круговому магнитному полю, уравновешенности системы, работы в нескольких режимах и высоких уровнях коэффициента полезного действия.

Классификация оборудования

Схема сборки устройства

Собрать электро генераторы на 220 своими руками можно по аналогии с производственной моделью. Для этого могут понадобиться видеоуроки или учебные пособия. Затем нужно правильно подключать все приборы одной системы. Сделать это можно по схеме звезда или треугольник.

В первом случае электросоединение происходит для всех концов обмоток одной точки, а во втором случае предусматривается последовательный тип обмоточных генераторных соединений. Важно отметить, что эти схемы можно использовать лишь в том случае, если нагрузка фаз равномерная. Тогда тема, как сделать генератор в домашних условиях, будет актуальной.

Схема подключения звезда

В целом, генератором называется устройство, превращающее механическую энергию в электрическую при помощи проволочной разновидности катушки магнитного поля. По количеству фаз агрегаты бывают с одной, двумя и тремя фазами.

Схема подключения треугольник

Сделать его сегодня можно своими руками, используя специальную схему, указанную выше.

  • Каталог
    • Каталог
    • Аккумуляторы
      • Аккумуляторы
      • АКБ FIAMM
      • АКБ LEOCH
      • АКБ Delta
      • АКБ ВОСТОК PRO
      • АКБ WBR
      • АКБ EXMORK
      • Мото Аккумуляторы
      • АКБ Challenger
      • АКБ Trojan
      • АКБ CSB
      • АКБ VARTA
      • АКБ HAZE
      • АКБ BB Battery
      • АКБ Ventura
      • АКБ AMPERA
      • АКБ ПАНЦИРНЫЕ
      • Аксессуары для аккумуляторов
      • Аккумуляторы для инвалидных колясок
      • Аккумуляторы для детских электромобилей
    • Светодиодное освещение
      • Светодиодное освещение
      • Освещение на солнечных батареях
      • Светодиодные прожектора
      • Светодиодный офисный светильник Армстронг
      • Светодиодные светильники
      • Трековые светильники
      • Встраиваемые светодиодные светильники
      • Лампы
      • Светодиодные ленты
      • Модульные системы освещения
      • Светодиодные фонарики
      • Светодиодные плафоны
      • Бактерицидные лампы
    • Солнечные батареи
      • Солнечные батареи
      • Солнечные батареи Delta BST поликристаллические
      • Солнечные батареи Delta BST монокристаллические
      • Солнечные батареи Delta SM монокристаллические
      • Солнечные батареи Delta SM поликристаллические
      • Солнечные батареи Восток Pro
      • Монокристаллические солнечные панели
      • Мобильные солнечные батареи
      • Поликристаллические солнечные панели
      • Гибкие солнечные панели
      • Контроллеры для солнечных батарей
      • Кабель и коннекторы для солнечных батарей
      • Крепления для солнечных батарей
      • Инструменты и аксессуары
      • Готовые комплекты солнечных электростанций
    • Электропастухи
      • Электропастухи
      • Комплектующие для электропастуха
      • Готовые комплекты электроизгородей
    • Товары 12 вольт
      • Товары 12 вольт
      • TV 12 Вольт
      • Солнечные насосы
      • Насосы 12 вольт
      • Зарядные устройства 12, 24, 48 вольт
    • Газовое оборудование
      • Газовое оборудование
      • GOK
      • Композитные газовые баллоны
      • Туристическое газовое оборудование
      • Газовые конвекторы
      • GasFit
      • Gnali Bocia
      • Оборудование Greengear
      • Холодильники на пропане
    • Преобразователи напряжения
      • Преобразователи напряжения
      • ИБП переменного тока Штиль
      • Инверторы и конвертеры СибКонтакт
      • Серия EP3200
      • Автомобильные инверторы
      • Серия «котельная»
      • Инверторы МАП ЭНЕРГИЯ
      • Источники бесперебойного питания POWERMAN
      • Гибридные инверторы для солнечных батарей
      • Инверторы Hefei
      • ИБП для котлов
      • Приборы защиты оборудования
      • Конверторы DC DC
      • Сетевые инверторы
    • Стабилизаторы напряжения
      • Стабилизаторы напряжения
      • Стабилизаторы напряжения ЭНЕРГИЯ
      • Стабилизаторы SUNTEK
      • Стабилизаторы РЕСАНТА
      • Инверторные стабилизаторы Штиль
      • Стабилизаторы напряжения НСН Энерготех
      • Стабилизаторы напряжения POWERMAN
      • Стабилизаторы Rucelf
      • Стабилизаторы ORTEA Италия
      • Стабилизаторы СН-LCD Энepгия МикроАрт
      • Стабилизаторы напряжения ЭРА
      • Стабилизаторы ВОЛЬТ
      • Сопутствующие товары
    • Распродажа
    • Тепловое оборудование
      • Тепловое оборудование
      • Солнечные коллекторы
      • Тепловые насосы
      • Котлы отопительные
      • ЭВАН — энергосберегающее тепловое оборудование
      • Бойлеры косвенного нагрева, водонагреватели и баки аккумуляторы тепла и холода
      • Электрокамины и Тепловое оборудование Ресанта
      • Обогреватели
    • Силовое оборудование
      • Силовое оборудование
      • Генераторы и электростанции
      • Автотрансформаторы ЛАТР
      • Сварочные инверторы
      • Удлинители, переноски
      • Насосы и Насосные станции
      • Зарядные станции для электромобилей
      • Schneider Electric, Xantrex
      • Victron
      • Выключатели и розетки
      • Growatt
      • Вентиляторы
    • Оборудование для рекламы
      • Оборудование для рекламы
      • Бегущие строки
      • Флеш панели
    • Ветрогенераторы
      • Ветрогенераторы
      • Контроллеры для ветрогенераторов
      • Комплектующие
      • Мачта для ветрогенератора
      • Лопасти для ветрогенератора
    • Инструменты и приборы
      • Инструменты и приборы
      • Реле напряжения
      • ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛИ ФАЗ
      • ОГРАНИЧИТЕЛИ МОЩНОСТИ
      • Терморегуляторы и реле времени
      • Амперметры,вольтметры и термометры.
      • Садовая техника
      • Ранцевые опрыскиватели
    • Прочее
      • Прочее
      • Прочее
      • ППН Х0 Предохранители ножевого типа на токи от 6А до 1600А
      • Мобильные электростанции
      • Датчики движения
      • Батарейки
      • Звонки
      • Сетевые фильтры
      • Термоприводы для теплиц
      • Теплые полы электрические
      • Солнцемараны — катамараны на солнечных батареях
      • Солнечная кухня — приготовление еды от солнца
      • Система автопуска для генераторов
      • Изотермические, полипропиленовые термоконтейнеры | Royal Box
      • Для аккумуляторов
      • Рекламные материалы
      • Тепловые насосы
  • Главная
  • Компания
    • Компания
    • О компании
    • Новости
    • Отзывы
    • Магазины
    • Контакты
    • Партнеры и клиенты
    • Маркетинговые материалы
    • Реквизиты
    • Процедура возврата
  • Контакты
  • Как оплатить
  • Доставка
  • Партнерство

Автономная ветро-солнечная осветительная система с вертикальным ветрогенератором на магнитной подушке (MAGLEV) — GS-Lux SW-50/240/300 M, со светильником мощностью 50 Ватт.

Данная система освещения отличается от обычной ветро-солнечной осветительной системы наличием вертикального ветрогенератора на магнитной подушке. Благодаря такому ветрогенератору обеспечивается более стабильная зарядка аккумуляторов от ветровой энергии при более слабых ветрах. Номинальная скорость ветра для выработки максимальной мощности ветрогенератора составляет 11 м/сек (у обычного горизонтального ветрогенератора – 13 м/сек), соответственно на слабых ветрах выработка электроэнергии у такого ветрогенератора заметно выше. Кроме этого, вертикальные магнитные ветрогенераторы значительно менее подвержены обледенению, чем горизонтальные. Более того, такие ветрогенераторы менее шумные, и значительно реже требуют технического обслуживания, чем горизонтальные. Данная ветро-солнечная осветительная система (по аналогии с традиционной) состоит из следующих элементов: солнечные модули, гелевые аккумуляторные батареи (АКБ), мощный светодиодный светильник (со светоэффективностью 130 lm/W), мощный вертикальный ветрогенератор на магнитной подушке, контроллеры заряда, и пр.

Принцип работы:

В течении дня солнечные батареи и ветрогенератор вырабатывают электрическую энергию, которая в свою очередь накапливается в гелевых аккумуляторах. В данной системе как правило используется два контроллера: Первый контроллер подсоединяется к ветрогенератору и аккумуляторной батареи (АКБ), его основной задачей является преобразование трехфазного тока ветрогенератора в постоянный ток для зарядки АКБ, кроме того он не допускает переразряд АКБ, и в случае его полного заряда полностью отключает ветрогенератор и блокирует вращение его лопастей; Второй контроллер соединяется с солнечными панелями, светодиодным светильником и АКБ, его задачей является так же не допустить перезаряд и переразряд аккумулятора, кроме того он выполняет функцию датчика света и автоматически включает светодиодный светильник в темное время суток, и отключает его когда наступает рассвет. Данный осветительный комплект рассчитан на работу светильника от полностью заряженного аккумулятора не менее трех ночей в летнее время в случае полного отсутствия солнечного света и абсолютного безветрия. В реальных же условиях периодически ясной и ветреной погоды данный комплект обеспечивает ежедневную бесперебойную работу светильника.

В стандартную комплектацию осветительного комплекта GS-Lux SW-50/240/300 M входят: Светодиодный светильник мощностью 50 Ватт, Солнечная панель 120 Ватт х 2 шт., Вертикальный ветрогенератор мощностью 300 Ватт, и Гелевый аккумулятор емкостью 100 Ah х 2 шт. Опционально добавляются: световая опора, закладной трубный фундамент, кронштейны для крепления солнечных панелей и светодиодных светильников, соединительный кабель, защитный бокс для установки аккумулятора, крепежные элементы и пр.

В зависимости от местных региональных особенностей, могут быть изменены: мощность солнечных модулей, мощность ветрогенератора, емкость аккумуляторов, высота, толщина стенки и высота световой опоры, вылет кронштейна светильника, глубина залегания и толщина стенки фундамента и пр.

Характеристики системы освещения GS-Lux SW-50/240/300 M представлены в таблице ниже:

Фотография Наименование Производитель Параметра

Световая опора, фундамент, кронштейны

GS-Lux

Высота: 7 м + 2,5 м (фундаментная труба) Материал: Сталь конструкционная углеродистая, марки Q235 Обработка поверхности: Сталь горячего цинкования, опционально покрывается порошковой краской; Размеры:диаметр опоры 80-φ170 мм,толщина стенки 4 мм Кронштейн под лампу: диаметр 60 мм, длина (вылет) 1,2 м Фундамент: Стальная труба диаментром 189 мм, длиной 2,5 м, с соединительным фланцем размером 350*350*20 мм Кронштейн солнечной панели: 2*120 Ватт солнечная панель (квадратная труба) Цвет:цинк Срок службы: не менее 25 лет

Светодиодный

светильник

GS-Lux

Мощность: 50W/24V Марка светодиодов: Phillips Материалы корпуса: Литой алюминий + закаленное стекло Рабочая температура: -40℃-+75℃ Световой поток: 6 500 lm Светоэффективность: 130 lm/w Цветовая температура: 5000-7000k(чистый белый) Класс защиты:IP65 Срок службы: более 50 000 часов

Солнечная панель

GS-Lux

Мощность:120w х 2 шт Материал: Поликристалический кремний, Класс А, закаленное ударопрочное стекло Эффективность : 17,2 % Напряжение (V): 12 V Номинальная сила тока (A): 6,2 A Рабочая температура: -40~+85 ℃ Размер: 1120 x 676 x 35 мм Вес:9,5 кг х 2 шт Срок службы: 25 лет

Ветрогенератор

GS-Lux

Ветрогенератор 300W/24V трехфазный, со встроенным контроллером Максимальная мощность: 320W Скорость ветра: начальная – 1,5 м/с, номинал – 11 м/с, макс. – 45 м/с Режим защиты: Интеллектуальный контроллер Диапазон рабочих температур: от -45 ° C до +80 ° C Диаметр ветрового колеса: 1,4 м Вес: 26 кг

Контроллер

GS-Lux

Контроллер заряда 15A-24/12V Функциональность: Защита от перезаряда и переразряда АКБ, автоматический контроль и регулирование степени заряда АКБ. Защита от ошибок подключения полюсов Автоматическое включение светильника в ночное время

Аккумулятор

GS-Lux

Емкость: 100 Ah/12V х 2 шт Тип:Гелевый Размеры: 483*170*240 мм Рабочая температура: -40~+85 ℃ Вес: 30 кг х 2 шт Срок службы: от 5 лет

Кабель

GS-Lux

Полный комплект комплект для подключения всех элементов автономного фонаря

Ящик для аккумулятора

GS-Lux

Металлический распределительный корпус (бокс) для двух гелевых аккумуляторов, емкостью по 100 Аh. Водо- пыле-непроницаемый, для подземного размещения

•Максимальное время автономной работы светильников от полностью зараженных аккумуляторов – 33,5 часа (ок. 3х ночей в летнее время).

•Приведено описание стандартной комплектации автономного фонаря GS-Lux SW-50/240/300 M (со светильником мощностью 50 Ватт), в качестве примера. Все комплекты всегда рассчитываются индивидуально в зависимости от индивидуальных потребностей заказчика (время автономной работы светильника, высота его установки, и пр.) и климатических особенностей региона установки (количество солнечных дней в году, минимальная длительность светового дня зимой, минимальная годовая температура и пр., среднегодовая скорость ветра, и пр.)

•В зависимости от заявки могут быть изменены: мощность солнечных модулей, мощность ветрогенератора, емкость аккумуляторов, высота и толщина стенки световой опоры, вылет кронштейна светильника, глубина залегания и толщина стенки фундамента и пр.

Рубрики: Статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *