Ветрогенератор своими руками из стиральной машины: инструкция по сборке ветряка — Стиль жизни

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.

Готовую мачту покройте краской.
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.

Инструкция по изготовлению

Ветряк можно изготавливать даже из пластиковых бутылок. Он будет крутиться под действием ветра, издавая при этом шум. Возможных схем обустройства таких изделий существует много. Ось вращения допустимо располагать в них вертикально или горизонтально. Эти устройства используются в основном для борьбы с вредителями на приусадебном участке.

Самодельный ветрогенератор похож на бутылочный ветряк по конструкции, но размеры его больше, и он отличается более основательной конструкцией.

Сборка генератора

Для сборки ветряной электростанции обязательно потребуется генератор. В его корпус необходимо поставить магниты, которые будут обеспечивать электроэнергию в обмотках. Такой тип устройства имеют отдельные виды электродвигателей, к примеру, которые установлены в шуруповёртах. Но изготовить из шуруповерта генератор не удастся. Он не обеспечит необходимой мощности. Его хватит разве что на подпитку небольшой светодиодной лампы.

Из автомобильного генератора ветряную электростанцию тоже вряд ли получится сделать. Объясняется это тем, что в данном случае применяется обмотка возбуждения, получающая питание от аккумулятора, почему он и не подходит для этих целей. Следует подбирать самовозбуждающийся генератор оптимальной мощности либо купить готовую модель. Эксперты рекомендуют приобретать его в готовом виде, т. к. это устройство обеспечит высокий КПД, но никто не мешает сделать его своими руками. Предельная мощность у него будет находится на уровне 3,5 кВт.

Что потребуется взять:

Статор. Для него используется 2 металлических листа, разрезанных на круги диаметром 500 мм. На каждый кусок наклеивают 12 неодимовых магнитов с диаметром 50 мм. Фиксируют их, несколько отступив от краев изделий, обязательно с чередованием полюсов. То же самое делают со второй окружностью, но полюсы ставят со сдвигом.
Ротор. Конструкция включает в себя 9 катушек, которые наматываются медной проволокой диаметром 3 мм. Необходимо проделать по 70 витков во всех катушках. Чтобы разместить их, следует обустраивать немагнитную основу.
Ось. Проделывают её в середине ротора. Надо отцентровать конструкцию, иначе она рассыплется под воздействием ветра.

Ставят ротор и статор и на дистанции 2 мм. Обмотки объединяют таким образом, чтобы получился 1-фазный источник переменного тока.

Создание лопастей

В ветреную погоду из готового устройства можно добывать 3,5 кВт мощности. При средней интенсивности воздушного потока этот показатель составляет не более 2 кВт. Устройство бесшумное, если сравнивать с моделями на электродвигателе.

Следует подумать о месте монтажа лопастей. В рассматриваемом примере изготавливается простая модификация ветрогенератора горизонтального типа с тремя лопастями. Можно попробовать изготовить вертикальной вариант, но КПД у него будет пониженным. В среднем он составит 0,3. Единственным преимуществом такой конструкции будет возможность работы при любом направлении ветра. Простые лопасти изготавливаются с помощью таких материалов:

Древесина. Ее недостатком является появление трещин через некоторое время после запуска.
Полипропилен. Идеальный вариант для генераторов небольшой мощности.
Металл. Считается долговечным и надежным материалом, из которого можно изготавливать любые по размеру лопасти. Лучше всего подходит в данном случае дюралюминий.

Одно дело — изготовить своими руками лопасти для ветрогенератора, и совсем другое — обеспечить сбалансированность конструкции. Если все нюансы не будут учтены, сильный ветер без особого труда разрушит мачту. Как только лопасти будут изготовлены, вместе с ротором их устанавливают на монтажную площадку, где будет закреплена хвостовая часть.

Что представляет собой ветрогенератор

Ветрогенератор — это комплекс механических устройств, относящиеся к альтернативному источнику электроэнергии, которые преобразуют кинетическую энергию ветра в механическую при помощи лопастей, а потом в электрическую.

Ветрогенератор — альтернативный источник энергии для частного дома

Современные модели имеют три лопасти, это обеспечивает больший КПД установки. Минимальная скорость ветра, при которой запускается ветряк – 2-3 м/с. Также в технических характеристиках всегда указывается номинальная скорость – показатель ветра, при котором установка дает максимальный показатель КПД, обычно это 9-10 м/с.

Для того чтобы обеспечить частный дом электроэнергией, при скорости ветра 4 м/с, достаточно:

0,15-0,2 кВт для основных потребностей: освещение комнат, телевизор;
1-5 кВт для обеспечения работы основных электроприборов (холодильник, стиральная машинка, компьютер, утюг и др.) и освещения;
20 кВт обеспечит энергией весь дом, включая отопление.

Т.к. ветер может в любое время прекратится, ветряк не подключают напрямую к электроприборам, а к аккумуляторным батареям с контроллером заряда. Т.к. аккумуляторные батареи производят переменный ток, а для бытовых приборов нужен постоянный в 220В, устанавливают инвертор, к которому и подключают все электроприборы. К недостаткам ветрогенераторов можно отнести производимый от них шум и вибрацию, особенно это касается мощных установок, более 100 кВт.

Виды лопастей ветрогенератора

Основы профилактического обслуживания

Эксплуатация ветросилового оборудования предусматривает выполнение ежегодного технического обслуживания. В перечень рекомендованных работ входят:

проверка исправности и общего состояния отдельных компонентов и всего агрегата в целом;
надежность соединительных контактов токоведущего кабеля;
частичное или полное обновление противокоррозионного декора.

В частности, ветрогенератор можно дополнить механизмом автоматического изменения угла поворота лопаток, компенсирующего нагрузки, возникающие при скорости воздушного потока свыше 8 м/сек.

Как видите, сборка вертикального ветряка является эффективным и недорогим проектом для обеспечения загородного дома электроэнергией.

Ветрогенератор с вертикальной осью вращения

В ветряных генераторах данного вида вращающаяся ось генератора расположена вертикально по отношению к поверхности земли.

За годы использования устройств данного вида появились разнообразные конструкции которые объединены в группы, это:

С ротором Дарье — агрегаты оснащаются двумя или тремя лопастями, изогнутыми в форме овала.

К положительным особенностям данной конструкции можно отнести:

Самостоятельную ориентацию по отношению к воздушным потокам;
Удобное обслуживание установки.
Простота схемы агрегата.

К отрицательным относятся:

Нет возможности в самостоятельной раскрутке лопастей;
Значительная нагрузка на элементы конструкции;
Лопасти должны быть идентичны и соответствовать заданному профилю;
Повышенный уровень шума в процессе работы.
С ротором Савониуса – агрегаты оснащены лопастями в виде цилиндрических поверхностей.

Для запуска в работу требуются незначительные потоки ветра;
Способность быстрого набора крутящего момента;
Надёжность конструкции;
Низкая стоимость.

К недостаткам можно отнести:

Низкий КПД устройств этой группы.

Устройства с ротором Савониуса применяют при монтаже комбинированных ветровых генераторов, их используют для разгона агрегатов с ротором Дарье.

С вертикально-осевой конструкций ротора — у агрегатов этой группы лопасти напоминают форму крыла самолета и расположены вертикально, ось ротора расположена параллельна валу.

По внешнему виду агрегаты данной группы похожи на устройства с ротором Дарье.

К положительным качествам устройств относятся:

Простота в изготовлении;
Способность быстрого набора скорости вращения;
Низкий уровень шума.
Надежность в работе.
С геликоидным ротором – агрегаты этой группы являются более развитым вариантом устройств с вертикально-осевым ротором. Лопасти имеют форму геликоидной кривой.

Положительные качества:

Более низкие нагрузки на элементы конструкции;
Быстрый набор скорости вращения.

Недостатки:

Повышенный уровень шума;
Высокая стоимость.
Многолопастный ротор – в основу агрегатов этого типа положена вертикально-осевая конструкция с устройством дополнительного внешнего кольца неподвижных лопастей.

Достоинства агрегатов данной группы:

Более высокий КПД установок;
Чувствительность к потокам ветра.

Недостатки:

Высокая стоимость;
Повышенный уровень шума.

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.

Изготовления ветрогенератора

Помпу было решено закрепить строительными стальными уголками, изогнув и обрезав их нужным образом.

Получился вот такой, своеобразных хомут.

В магнитопроводе насоса было сделано отверстие для более надежной фиксации.

Узел в сборе.

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.

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.

Как сделать ветрогенератор своими руками

Чтобы смонтировать это устройство в домашних условиях вам потребуется:

Доскональные знания электрика;
Источник питания. Это может быть генератор переменного тока или асинхронный двигатель.
Надежное место для установки аппарата. Так как вес отдельных бытовых агрегатов может достигать от 200 до 800 кг.
Ниодимовые магниты. Этот класс магнитов обладает большей производительностью;

Различные виды форм. В нашем случае более подходят прямоугольные или круглые

Провода подходящего сечения;
Материалы для монтажа рамы и непосредственно ветряка.

Как уже описывалось выше, существуют множество вариантов конструкций. От габаритов и способа соединения узлов зависит шумовой фон, создаваемый агрегатом. Если вы не хотите неприятностей с соседями, обсудите этот вопрос заранее, так как отдельные агрегаты работают достаточно шумно, например, как собранный своими руками ветряной генератор в следующем видео.

После проведения всех предварительных мероприятий вам потребуется подобрать подходящий вашим потребностям источник питания. При ограниченных финансовых возможностях возможны два бюджетных варианта:

Автомобильный генератор;
Асинхронный двигатель со стиральной машины.

У каждого варианта есть свои положительные и отрицательные стороны.

Стабилизатор напряжения 220В для дома: какой выбрать. В статье мы подробно рассмотрим для чего нужно это оборудование, виды, схемы подключения, средние цены и технические характеристики, как сделать самостоятельно.

Вариант ветрогенератора из стиральной машины своими руками

Для увеличения мощности двигатель модернизируют, заменяя ферритовые магниты на ниодимовые. Следует отметить, что установка магнитов довольно трудоемкий процесс, требующий определенных навыков.

Пример расположения ниодимовых магнитов в двигателе от стиральной машины

Рекомендация! Ниодимовые магниты очень мощные, будьте предельно внимательны при работе с ними.

В целях экономии времени и нервов, более простой вариант – это покупка готового ротора подходящего размера.Рационально применять такой двигатель в устройстве с небольшими габаритами.

Изготовление ветрогенератора своими руками из автомобильного генератора

Этот вариант также нуждается в доработке, так как стандартный образец работает при 5000 – 6000 оборотах в минуту. В модернизацию входят:

Прибор укомплектовывается ниодимовыми магнитами. Они устанавливаются в строгом порядке, то есть полюса чередуются. Для удобства из плотного картона вырезается шаблон;

Шаблон расположения магнитов

Перематывается обмотка статора. Количество витков увеличивается, следовательно, сечение провода уменьшается.
В стандартной комплектации нет магнитов, поэтому центральный вал нужно выполнить из немагнитного материала, например, из титана.

Но даже при соблюдении всех требований для оптимального напряжения, ротор должен вращаться от 500 раз в минуту.

Общие отрицательные характеристики:

Оба варианта недолговечны, требуют ежегодного ремонта или замены;
Вырабатываемой мощности не хватит на полноценное энергоснабжение;
Нуждаются в существенной доработке.

Если уж вы обладаете нужными знаниями и примерно знаете, как сделать ветрогенератор на 220В своими руками более рационально будет смонтировать агрегат большей мощности.

При сборке горизонтального или вертикального ветрогенератора своими руками, соблюдайте жесткость всей конструкции, от лопастей до контролирующих растяжек. Ненадежные узлы конструкции могут привести к аварии.

Один из многочисленных аварийных случаев

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.

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.

Схема совокупности ветряка и городского электроснабжения
Электрическая система с применением трех источников

Монтаж установки, которая превратит ветер в энергию

Чтобы установить собранную конструкцию на длинной мачте (а она будет довольно тяжёлой), нужно сделать следующее:

В земле бетонируется надёжное основание.
Во время заливки, в него вливают шпильки для крепления мощного шарнира (легко делается своими руками).
После полного затвердевания, шарнир одевается на шпильки и закрепляется гайками.
Мачта крепится к подвижной половине шарнира.
В верхней части мачты при помощи фланца (приваривается), крепятся три — четыре растяжки. Понадобится стальной трос.
За один из тросов мачта на шарнире поднимается (можно тянуть автомобилем).
Растяжки фиксируют строго вертикальное положение мачты.

Ветряк из тракторного генератора

Ветрогенератор из двигателя стиральной машины своими руками

Наш ветряк мы будем изготавливать из частей стиральной машины. Стоит заметить, что наличие в домашнем арсенале разнообразного металлолома может существенно снизить затраты. При создании нашего устройства нам обязательно будет необходим генератор – это та часть нашего ветряка, которая будет преобразовывать механическую энергию вращения ротора в электрическую энергию. Путем конструкторской смекалки и докупки магнитного ротора, можно изготовить свой генератор из двигателя стиральной машины. Вы можете и ротор сделать своими силами, но необходимо будет докупить неодимовые магниты.

Такое утверждение основывается на следующих положениях:

Стоимость наших магнитов соответствует цене ротора китайского изготовления;
Самостоятельное производство ротора – очень сложная работа. Помимо специального изготовления или поиска специальной цилиндрической формы, нужно также вклеить в нее магниты. Такая задача требует повышенной аккуратности, так как полученная конструкция должна быть стабильной, а магниты надежно зафиксированы;
Магниты требуется закреплять под особым углом, что достаточно сложно и при ошибке генератор не будет работать.

Пошаговая инструкция

Подбираем материалы

Основа будущей конструкции – электродвигатель стиральной машины мощностью не ниже 1,5 кВт. Речь идет об исправной конструкции, а не о сгоревшем моторе. Также потребуются:

Ротор с лопастями, которые будут вращаться благодаря силе ветра. Конструкцию лопастей несложно изготовить собственными руками из подручных материалов: фанеры, листового металла и т. д.
Набор неодимовых магнитов – 32 шт. по 0,5, 1 или 2 см.
Редуктор, «отвечающий» за скорость вращения генератора.
Защитный кожух, исключающий любое климатическое воздействие на внешние элементы конструкции.
Аккумулятор, заботливо собирающий и накапливающий энергию для работы бытовой техники в безветренный период.
Инвертор для трансформации постоянного тока в переменный.
Мачта для установки конструкции на открытом пространстве.

Если вы надумали удивить родных собственноручно изготовленным ветрогенератором из мотора от стиральной машины, не спешите бежать на ближайший рынок за покупками. Большую часть перечисленных устройств и материалов легко найти в старой бытовой технике, вышедшей из употребления и пылящейся в подвале или на балконе. Это экономит ваше время и дополнительно снижает себестоимость будущего генератора. Исключение – неодимовые магниты, заказать которые лучше на Алиэкспресс или в обычных магазинах по продаже электротехники и радиотоваров. Инструменты, что должны быть под рукой во время работы: отвертка, ножницы и плоскогубцы, а также дрель или шуруповерт, которые во время тестирования устройства будут играть роль ветра.

Собираем каркас

С ротора двигателя снимаются сердечники, на которых прорезают пазы на 5 мм вглубь. Затем сердечники закрывают жестяным покрытием и приступают к укладке неодимовых магнитов. Вначале их необходимо разметить и затем – последовательно разложить на полосе жести с учетом взаимного притяжения соседних магнитов. Крепление осуществляется с помощью подходящего суперклея, гарантирующего надежное соединение металлических элементов.

Над созданием крыльчатки с хвостовиком и лопастями придется потрудиться. Главное – правильно изготовить лопасти, чтобы они легко вращались под воздействием ветра. Отличным решением будет стеклопластик – плотный и легкий материал, отличающийся долговечностью и не боящийся климатических сложностей российской погоды.

После укладки и приклеивания жестяной лист с магнитами укладывают на ротор, заполняя промежутки холодной сваркой или эпоксидной смолой. Окончательное шлифование поверхности наждачной бумагой – и каркас генератора полностью готов.

Моделируем редуктор

Для ветрогенератора из помпы от стиральной машины рекомендован вертикальный редуктор. Его главное достоинство – способность свободно вращаться на мачте вместе с лопастной конструкцией. Конечно, вес дополнительного устройства несколько замедлит скорость вращения. Зато редуктор, ограничивающий число оборотов лопастей, «позаботится» о том, чтобы во время ураганного ветра пропеллер не вышел из строя.

Согласно приведенной схеме:

на мачту 7 надета основная шестерня 5;
по кругу приварены арматурные отрезки С;
подшипники с шестернями Б надеты на арматуру;
малая шестерня А контактирует с шестернями Б;
шестерни Б контактируют с зубцами корпуса редуктора 11.

Мачта

Мачту можно изготовить из подручных материалов. Отлично подойдет длинная труба, но если таковой нет, можно использовать отрезки различных труб. Их нужно сварить между собой, чтобы получить мачту длиною десять метров. Изготовленную мачту нужно окрасить в белый цвет и установить в вертикальном положении. В качестве опоры можно использовать столб или другой предмет. Единственное условие – она не должна препятствовать вращению ветряка.

Проверяем работоспособность устройства

Два провода, ведущие к обмотке двигателя, подключают к выпрямителю, а выпрямитель – к контроллеру, к которому подсоединен аккумулятор. С помощью дрели или шуруповерта устройство запускают в работу на скорости около 1000 оборотов в минуту. Щупы вольтметра подводят к аккумулятору и измеряют полученное напряжение. Показатель в 200-300 В свидетельствует об отличной работоспособности устройства.

Выводы и полезное видео по теме

Самостоятельная сборка любых технических приспособлений – это сложная задача, требующая внимания к деталям. Если речь идет об энергосистемах, работу нужно выполнять особенно тщательно. Предлагаем видеоинструкции, которые помогут избежать ошибок.

Как выглядит и работает самодельный ветрогенератор, можно увидеть в ролике:

Описание процесса сборки ветрогенератора из стиральной машины:

Ненужная бытовая техника может выручить в самых неожиданных ситуациях. Безнадежно устаревшая стиральная машина способна стать новым источником «зеленой энергии».

Ветрогенератор прослужит не один год и поможет сэкономить приличные деньги. Самое приятное, что такая трансформация обойдется в разумную сумму. Главное – искать, учиться на чужом опыте и не бояться экспериментировать.

Источник: ledsshop.ru