Ветрогенератор своими руками из стиральной машины — как собрать ветряк самому

 

Чтобы иметь на домашнем участке собственный источник энергии, вовсе не обязательно его приобретать. Хорошим решением станет ветрогенератор из стиральной машины, который можно изготовить своими руками. Чтобы его сделать, понадобится старая бытовая техника, ряд дополнительных деталей, свободное время и подробная инструкция.

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. При скорости ветра ближе к 25 м/с, лопасти приобретают перпендикулярное положение относительно ветра, за счет чего выработка энергии значительно падает.

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

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.

К сведению! Чтобы КПД ветрогенератора было как можно выше, необходимо сразу продумать место его установки. Идеальный вариант — открытое место.

Преимущества самодельного ветрогенератора

Основным преимуществом, определяющим выбор большинства пользователей, является разница в стоимости заводского комплекта и самодельного ветряка. Для равноценных по мощности и производительности комплектов она может составить 10- и даже 20-кратное значение. Если относительно недорогой китайский ветрогенератор обойдется в 75000 рублей, то самодельный ветряк потребует около 3500, или немного больше. Разница настолько значительна, что долго раздумывать над выбором не приходится.

Кроме того, самодельные устройства обладают рядом значительных преимуществ, незаметных на первый взгляд, но значительно облегчающих эксплуатацию и увеличивающих срок службы установки:

• высокая ремонтопригодность. Для человека, своими руками изготовившего сложное устройство, никаких проблем с ремонтом, настройкой или какими-либо конструктивными изменениями быть не может
• возможность изменения рабочих параметров. Созданное устройство не удовлетворяет потребности пользователей? Причины этого вполне понятны изготовителю, который всегда может изменить характеристики установки, добавив нужные элементы или детали
• срок службы самодельных установок практически неограничен. Любой узел, выработавший свой ресурс, заменяется на более свежий или мощный по необходимости. Установка, подвергающаяся постоянной модернизации и обновлению, в любом случае будет служить столько, сколько понадобится ее владельцу.

Часто звучат доводы о больших затратах времени и непредсказуемых результатах изготовления ветряка своими руками. Время уходит, это бесспорно. Результат полностью предсказать тоже невозможно, так как в расчет надо принимать совершенно неизвестные величины, а поведение воздушных потоков предсказать пока никто не в состоянии. Но большинство этих вопросов открыты и для купленного ветрогенератора, и, если его мощность окажется подобрана с ошибками, то деньги будут потрачены напрасно, чего не случается с самодельными комплектами.

Виды ветроустановок

Принцип работы устройств различается в зависимости от видов установок, которые бывают:

1. Роторные с вертикальным расположением оси привода и генератора. Плюсом схемы является чувствительность и способность работать при малой скорости ветра.
2. Крыльчатые, которые имеют горизонтальную схему и приводящиеся во вращение колесом с несколькими лопастями (пропеллером). Пропеллер оснащается одной, двумя или несколькими лопастями, которые имеют жесткую или парусную схему. Парусные изделия недорого стоят, но не отличаются долговечностью. На крупных установках возможен поворот лопастей, при помощи которого увеличивается КПД установки.
3. Барабанные, с вертикальным расположением осей рабочих узлов.

На схематическом чертеже представлен образец ветряного крыльчатого генератора, построенный на базе велосипедного генератора (на схеме G1).

Ветряной генератор

Особенности ветрогенератора из стиральной машины

Фирменный ветрогенератор, даже приобретенный в одном из китайских интернет-магазинов, стоит не менее семидесяти тысяч рублей. Самодельный ветряк, сделанный из двигателя от стиральной машины, обойдется владельцу существенно дешевле. На его изготовление потребуется потратить большое количество свободного времени, а также приложить ряд усилий, но результат стоит всех затрат.

Устройство должно быть установлено на открытом пространстве, а для эффективной работы необходим ветер, дующий с силой 9-10 м/с. При этом не нужно думать, что чем сильнее ветер, тем выше производительность ветрогенератора. Когда порывы ветра достигают скорости 25 м/с, ветряк вырабатывает гораздо меньше электричества из-за того, что лопасти располагаются перпендикулярно.

Польза домашних самодельных ветрогенераторов из двигателя стиральной машины зависит от количества электричества, которое они производят. 0,2 кВт электроэнергии, полученные от такого устройства, осветят пару комнат и позволят включить телевизор. При производительности ветряка до 5 кВт владелец сможет пользоваться стиральной машиной, холодильником, компьютером. Мощность свыше 20 кВт позволит не только осветить, но и отопить весь дом, а также работать со всеми имеющимися электроприборами.

Двигатель стиральной машины позволяет собрать устройство с производительностью до 2,5 кВт.

Как сделать генератор для ветряка из стиральной машинки?

В качестве генератора для ветряка лучше всего использовать асинхронный двигатель, который применяется в стиральных машинках старого типа.

1. Для начала нужно приобрести неодимовые магниты. Чтобы их установить, нужно переделать ротор двигателя в котором при помощи токарного станка делается углубление. Чтобы правильно разместить магниты, нужно сделать шаблон. На магниты наносят метки, для удобства размещения.

   Основой самодельного ветрогенератора может стать мотор от стиральной машины

2. После этого магниты клеятся при помощи «суперклея» в углубление.
3. Далее приклеенные магниты оборачиваем бумагой, а свободное пространство между ними заливаем эпоксидкой.

Внимание! Главная проблема самодельных генераторов — залипание магнитов. Чтобы этого избежать, их устанавливают под небольшим уклоном.

Плюсы и минусы

Основными плюсами установок являются:

• экологичность и возможность работы без сжигания топлива;
• применение для работы возобновляемого (фактически — неисчерпаемого) источника энергии;
• простота обслуживания.

К отрицательным чертам относят:

• нестабильные мощностные характеристики, которые зависят от силы ветра;
• необходимость аккумулирования избыточной электроэнергии (характерно для крупногабаритных установок);
• шумность при работе (проблема касается генераторов с большими диаметрами колес);
• высокая стоимость.

Как сделать генератор?

Основой самодельного электрогенератора станет мотор от стиральной машинки.

Его необходимо переделать из прямого привода, оснастив ротором с выточенными пазами для магнитов. Для этого на токарном станке отрезаем старый сердечник двигателя на 2 мм. Затем на нем делаем пазы под магниты глубиной 5 мм.

Теперь из жести изготавливаем шаблон для их крепежа. Он должен точно ложиться на сердечник. Делаем на полученной жестяной полоске разметку для этих деталей, располагающихся двумя рядами на одинаковом расстоянии друг от друга.

Неодимовые магниты купите в специализированном магазине или закажите в Интернете. Аккуратно прикрепите их холодной сваркой, суперклеем или эпоксидной смолой на равных промежутках и под одинаковым углом. Пространство между ними заполните размятой до консистенции пластилина холодной сваркой.

На двигателе закрепляем клеем поперек собранную часть. Мелкой наждачной бумагой зашлифовываем.

Для тестирования собранного генератора выходы проводов обмотки мотора подсоединяем через выпрямитель и контроллер к мотоциклетному аккумулятору. С помощью электродрели раскручиваем ротор до тысячи оборотов. На контактах накопителя энергии измерительный прибор покажет около 250-270 Вольт напряжения. Если при этом нет залипания магнитов, снижающего мощность, значит, с одной задачей мы справились успешно.

Теперь необходимо сделать остальные составляющие нашей «ветряной мельницы».

Мачта

Для нее используйте старые трубы диаметром 3-4 см, соединив их между собой до 10-метровой длины. Покрасьте полую внутри конструкцию. Установите ее на столб с помощью креплений из уголка так, чтобы она могла свободно вращаться.

Редуктор

Пошагово разберем процесс изготовления этого узла.

Главную шестерню (5) для него можно взять от привода насоса. По ее окружности привариваются 4 металлические оси (С) из обточенной арматуры. На них запрессовываются подшипники с малыми шестеренками (Б).

Через них от основной шестерни вращение подается на корпус редуктора (7), который свободно крутится на мачте.

Весь узел закройте корпусом от электродвигателя соответствующего размера (11), нарезав по кругу зубцы.

Зубчатка

Для ее лопастей подойдут листы стеклопластика полутораметровой длины. Для придания жесткости склейте шесть полос. Затем соедините зубчатку (9).

Вал

Его сварите из прутьев арматуры. С одного конца на нем размещается фланец для передачи вращения на генератор. С другого запрессовывается небольшая шестерня (12), принимающая движение от зубчатки.

Как сделать ветрогенератор своими руками на 220В?

Чтобы обеспечить частный дом постоянным потоком электроэнергии при средней скорости ветра в 4 м/с достаточно:

• 0,15-0,2 кВт, который идут на основные потребности;
• 1-5 кВт на электрооборудование;
• 20 кВт на весь дом с отоплением.

Самодельная модель

При этом стоит учитывать, что ветер дует не всегда, поэтому своими руками ветряк для дома стоит обеспечить аккумулятором с контроллером заряда, а также инвертором, к которому подсоединяют приборы.

Для любой модели самодельного ветряка потребуются основные элементы:

• ротор – часть, которая вращается от ветра;
• лопасти, обычно их монтируют из дерева или легкого металла;
• генератор, который будет преобразовать силу ветра в электроэнергию;
• хвост, помогающий определить направления потоков воздуха (для горизонтального варианта);
• горизонтальная рея для удержания генератора, хвоста и турбины;
• матча;
• провод соединительный и щиток.

Можно использовать данную схему для сборки

В комплектации щитка будет аккумулятор, контроллер и инвертор. Рассмотрим два варианта, как вделать ветряной генератор своими руками.

Какой выбрать стабилизатор напряжения 220В для дома. Вам знакома проблема перебоев напряжения, что проявляется в мигании лампочек. В статье мы поговорим о том, как правильно выбрать стабилизатор напряжения 220в для дома, чтобы раз и навсегда забыть об этой проблеме?

Делаем держатель, ось и лопасти

1. Поворотную ось лучше заказать у токаря. Это простая полая конструкция, внутри которой есть отверстие для кабеля.
2. Держатель основных деталей делаем из железного прута. Для этого отрезаем его болгаркой до нужной длины и привариваем две трубки, на которые будет крепиться генератор. С другого конца привариваем хвост.

   Изготовление лопастей

3. Лопасти делаем из 16 см оранжевой трубы для наружной канализации. В интернете можно найти специальные программы, при помощи которых можно получить готовый шаблон для вырезания, исходя из диаметров трубы. Вырезаем лопасти лобзиком, после этого закругляем переднюю кромку лопасти, а заднюю – заостряем.

Рекомендации

Перед тем как приобретать установку или пытаться ее собрать самостоятельно, следует оценить экономический эффект от ее применения.

Кроме этого, перед установкой ветрогенератора рекомендуется проводить аэрологию места установки.

На карте скорости ветров имеется три зоны, каждой из которых соответствуют свои типы установок:

1. Для зоны ветров со скоростями менее 3 м/с рекомендуется использование устройств с парусными рабочими колесами. Эти установки способны работать при малом ветре и обеспечивать мощность до 2-3 кВт.
2. При ветре до 5 м/с возможно применение фабричных установок или самодельных вертикальных конструкций.
3. В районах со скоростями ветра более 5 м/с оправдано применение любых установок. Все зависит от бюджета и необходимой мощности.

Карта скорости ветров

Особенности сборки ветрогенератора из стиральной машины своими руками

Рассмотрим, как сделать ветрогенератор на 220В своими руками, используя двигатель стиральный машины старого образца.

Таблица 1. Подробная инструкция ветрогенератора из стиральной машины с фото

Что необходимо сделать/ Фотопример

Следует купить неодимовые магниты, которые монтируются в углубления на роторе двигателя. Сами выемки делаются на токарном станке, для правильного размещения используйте схему.
Приклеивать магниты надо на суперклей в подготовленные углубления. Затем, их следует обернуть бумагой, а остальное пространство залить эпоксидкой.
Далее готовим ось, которую лучше заказать у токаря. Внутри полой конструкции должно остаться место для кабеля и отверстие для его входа. Держатель монтируем из железного прута. Для него используем болгарку, которой отрезаем две трубки (на них закрепляете генератор), а с другого конца следует приварить.
Переходим к лопастям, которые можно изготовить из 16 см трубы для наружной канализации. В данном случае используйте лобзик.
Осталось собрать ветрогенератор, закрепив все элементы. Для начала на несущую рейку крепим генератор, лопасти, ротор и хвост. Не забудьте закрыть генератор кожухом.
Силовую установку следует крепить при помощи шарнирного механизма, а мачта монтируется в бетонное основание на 4 болта.
Проведите провод до распределительного щитка.
Подключите все элементы и проведите тестирование работоспособности.

Чтобы было проще понять всю последовательность действий при сборке ветряной электростанции своими руками из старой стиральной машинки, посмотрите видео:

Крепление лопастей

Для крепления лопастей ветрогенератора были использованы два диска от HDD.

Отверстие в которых отлично подошло к диаметру крыльчатки.

Размечаем.

Сверлим.

Диски крепятся к ротору болтами с шайбами и гайками.

Прикручиваем лопасти.

 

 

Как установить ветрогенератор?

• На несущую рейку устанавливаем генератор, лопасти, ротор и хвост. При этом необходимо
  закрыть генератор и ротор ветряка специальным кожухом для защиты от атмосферных воздействий.

Совет! Для защиты от холода, установку можно покрыть смазкой на силиконовой основе.

• Силовая установка крепится на рейку подвижным шарнирным механизмом.
• Мачта крепится на бетонное основание при помощи 4-х болтов.
• По мачте проводится провод от генератора до распределительного щитка.

Установку ветрогенератора проводят в безветренную погоду

• После этого подключаются контроллер напряжения, аккумулятор и инвертор.
• Установка подключается к тестовым приборам, при нормальной работе ее переподключают к сети.

Внимание! Прежде чем подключать к сети сложные бытовые приборы, проверьте работу элементарных, например, зарядки для телефона.

Ветрогенератор – это экологически безопасный вариант получения электроэнергии. Небольшие ветрогенераторы отлично подойдут для дачных хозяйств или как дополнительный источник питания в частных домах при отсутствии света. Для того чтобы сделать его самостоятельно, нужно иметь элементарные знания в электрике и электронике. Желательно ознакомиться с видео инструкцией, для получения дополнительной информации.

Лопасти ветрогенератора

Лопасти делаем из трубы ПВХ.

Режем трубу на три ровные части вдоль.

А затем вырезаем из каждой половинки свою лопасть.

 

В местах крепления лопастей к генератору делаем отверстия.

 

Поворотный узел

Чтобы ветряк в зависимости от ветра мог вращаться в различные сторону его необходимо установить на поворотную платформу, в роли которой будет использован двигатель от жесткого диска, так как там очень хорошие подшипники.

На него в дальнейшем будет одеваться диск на котором будет крепиться генератор.

Под крепление сверли отверстие и отпиливаем ненужную часть.

Обслуживание ветрогенератора и меры безопасности

При использовании ветрогенератора следует учитывать следующие моменты по обслуживанию и безопасности:

1. Мачта с установленным генератором должна иметь заземление. При использовании фабричных изделий повреждение молнией может стать причиной отказа в гарантийном обслуживании.
2. При запуске запрещается использовать генератор в роли двигателя (для ускоренной раскрутки).
3. Не рекомендуется эксплуатация установок при ветре со скоростью более 5 м/с. Это особенно касается заводских изделий.
4. Регулярно (через каждые 400 часов работы) нужно добавлять смазку в подшипники ротора. Через 1200 часов подшипники рекомендуется промывать керосином и набивать новым смазочным веществом.
5. Проводить осмотр и подтяжку контактных групп и крепежей генератора. При искрении коллектора выполнить его шлифовку наждачной бумагой.
6. Устанавливать аккумуляторную батарею на расстоянии не больше 25 метров от мачты. Батарея должна располагаться в контейнере или помещении с температурой от +5ºС. Помещение для батареи должно проветриваться, поскольку при зарядке выделяется взрывоопасный газ.
7. Для разъединения устройств должен применяться щиток с переключателями.

Испытания

 

При небольшом ветре ветряк вырабатывает порядка 10 В. Это немного, но чтобы заряжать USB гаджеты вполне сгодится. Преобразователь для этого, я думаю, собрать труда не составит.