Как я построил ветрогенератор. Часть 1.
Дата: 22.12.2009
Раздел: Сделай сам


Самодельный ветрогенератор
Серия из нескольких статей о том, как был построен самодельный ветрогенератор. Начиная от изготовления лопастей и заканчивая электроникой контроллера.
Автор: Mike Davis






Часть 1. Выбор электромотора.

Самодельный ветрогенератор

Несколько лет назад я стал владельцем собственности в глухом уголке Аризоны. Я астроном, и нуждался в таком месте, где ночные огни городов не мешали бы моему занятию. Но место было настолько диким, что услуги электрических компаний оказались недоступными. С одной стороны, не так уж и плохо. Нет электричества – нет засветки неба. Но, с другой стороны, хоть немного электричества не помешало бы. Слишком сильно мы зависим от него в 21 веке.
Первое, что я заметил, поселившись в новом месте, это ветер, который дует почти непрерывно. И, в первые же дни, у меня возникла идея установить ветряную турбину, которая давала бы хоть немного электроэнергии, а позднее дополнить ее несколькими панелями солнечных батарей. Дальше я расскажу, как сделал это. Не дорогую, покупную турбину, а самодельную, которая не стоит почти ничего. Если у вас есть какие-то навыки работы руками и минимальные познания в электронике, вы тоже сможете ее сделать.

Самодельный ветрогенератор

Вот видео ветряка в действии.

Конструирование ветряка я начал с поиска в Гугле информации о самодельных турбинах. Я нашел множество описаний, самых различных по конструкции и по сложности. Пять элементов были общими для всех вариантов:
- Генератор
- Ветроколесо
- Устройство, разворачивающее ветроколесо к ветру
- Мачта
- Аккумуляторы и электроника управления

Проект я урезал до пяти небольших частей. Если заниматься каждой последовательно, проект выглядит относительно простым. Мои исследования в Интернете показали, что очень многие делали свои собственные генераторы. Это показалось мне слишком сложным, по крайней мере, для первого раза. Остальные использовали моторы постоянного тока с постоянными магнитами. Такой вариант явно был проще, и я приступил к поиску подходящих моторов.

Как показалось, многие предпочитают использовать моторы накопителей на магнитной ленте от старых компьютеров. Лучшими, по видимому, были несколько моторов, выпускавшиеся фирмой Ametek. А наиболее подходящим из них, для использования в качестве генератора, был мотор 99 В DC. К сожалению, достать такие моторы в наши дни практически невозможно. Хотя есть много других моторов Ametek, некоторые из которых все еще можно приобрести, скажем, на Ebay.

Вероятно, еще есть немало моторов с постоянными магнитами, разных изготовителей и моделей, которые можно было бы использовать в качестве генераторов. Но, при выборе мотора помните, что двигатель постоянного тока с постоянными магнитами может работать генератором, но его никогда не конструировали как генератор. Поэтому генераторы из них неважные. Некоторые моторы совсем не годятся. Используемые в качестве генераторов, моторы, как правило, вынуждены вращаться со скоростью намного большей, чем та, для которой их рассчитывали.

Мотор, который необходимо выбрать, должен быть рассчитан на максимальное напряжение питания, максимальный ток, и иметь минимальную скорость вращения. Держитесь подальше от низковольтных или высокооборотных моторов. Вам необходим мотор, способный обеспечить 12 В при невысокой скорости вращения, и отдавать достаточный ток. Можно ожидать, что мотор с номинальной скоростью вращения 325 об/мин и номинальном питании 30 В, включенный генератором, сможет вырабатывать +12 В. С другой стороны, мотор с номинальной скоростью 7200 об/мин и номинальном питании 24 В, вероятнее всего, не сможет дать вам 12 В, т.к. скорость его вращения слишком велика для ветряной турбины.

Часть 2. Изготовление ветроколеса.

На Ebay мне удалось, всего лишь за $26, купить один из хороших 30-вольтовых моторов Ametek. Мне повезло, сейчас они стоят намного дороже, из-за того, что все считают их идеальными генераторами. Но не зацикливайтесь на Ametek. Моторы других брендов тоже работают нормально.

Купленный мотор работал великолепно. Даже поворачивая вал пальцами, я мог заставить ярко светиться 12 В лампочку. Но настоящий тест я устроил, вращая мотор электродрелью. К мотору была подключена нагрузка, на которой развивалась мощность в несколько сотен ватт. Стало ясно, что если мне удастся сделать хороший комплект лопастей для вращения этого мотора, энергию от него я обязательно получу.

Самодельный ветрогенератор

Следующим моим шагом было изготовление лопастей и ступицы. Я провел очередное исследование. Оказалось, что многие вырезают лопасти из дерева. Такой вариант я счел для себя чрезмерно трудоемким. Продолжив поиски в Интернете, я обнаружил, что лопасти можно вырезать из секций ПВХ трубы. Вот это мне подходило.

http://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=61082

Следуя общему рецепту, кое-что я сделал по своему. Купил трубу из ABS, а не ПВХ. Диаметр трубы взял 150 мм, вместо 100. И увеличил длину лопастей с 50 см до 61 см. Разрезав трубу вдоль на четыре части, я вырезал одну лопасть и дальше использовал ее как шаблон для вырезания остальных. В результате я получил три лопасти и одну запасную.

Самодельный ветрогенератор

Затем, используя шкурильную машину, я снял с лопастей заусенцы и сгладил края, стараясь придать им лучшую аэродинамическую форму. Не знаю, насколько это улучшило их свойства, но уж точно, не испортило. Зато на лопасти стало приятно смотреть.

Самодельный ветрогенератор

Теперь надо было сделать ступицу, чтобы привернуть к ней лопасти и насадить на вал мотора. Покопавшись в своей мастерской, я нашел зубчатый шкив, который идеально надевался на вал, но имел слишком маленький диаметр, что бы присоединить лопасти. Поискав еще, я обнаружил алюминиевый диск диаметром 125 мм. Привернуть к нему лопасти было возможно, но надеть на вал мотора нельзя. Самым простым решением было соединить эти две детали вместе.

Самодельный ветрогенератор

Сверля отверстия, стуча молотком и закручивая болты, я сделал ступицу.

Самодельный ветрогенератор

Вот ветроколесо в сборе, после присоединения лопастей к ступице.

Самодельный ветрогенератор

А тут ветроколесо с другой стороны.

Самодельный ветрогенератор

Я обнаружил в магазине вот такие полусферические чашки из ПВХ:

Самодельный ветрогенератор

Мне сразу пришло в голову закрыть ступицу обтекателем. С ним ветроколесо приобретало совсем профессиональный вид, и никто не поверил бы мне, что оно сделано из сантехнической трубы и хлама, найденного в мастерской. Но затем, на одном сайте, я нашел утверждение, что такие обтекатели срывают воздушный поток и снижают эффективность турбины. Я не уверен, что поверил этому утверждению, но обтекатель решил не устанавливать. По крайней мере, на первом этапе.

Самодельный ветрогенератор


Автор: Mike Davis

Продолжение. Часть 2.


Источник на английском How I home-built an electricity producing Wind turbine. Part 1
Источник на английском How I home-built an electricity producing Wind turbine. Part 2






Реклама:





Это статья с сайта: Всё о мобильной энергии - солнечные батареи и другая электроника для туристов
http://www.mobipower.ru

URL этой статьи:
http://www.mobipower.ru/modules.php?name=News&file=article&sid=286