Існуючі типи вітрогенераторів та їх вибір в залежності від кліматичних умов. Підбір компонентів електричної схеми, рекомендації по пристрою і самостійного виготовлення потужного вітряка.
Зміст:
- Конструкція залежно від умов місцевості
- Схема і принцип дії
- Виготовлення лопатей
- Монтаж
- Електрична схема
- Передача
Вітрогенератор великої потужності, здатний дати енергію, якої буде достатньо не тільки для системи чергового освітлення, але і для живлення всього наявного на дачі або в котеджі електрообладнання, у багатьох випадках є не просто примхою домашнього майстра, що бажає заощадити на оплаті електроенергії, а життєвою необхідністю. Але те, наскільки реально самостійно побудувати потужний вітряк, і який генератор буде найоптимальнішим для повторення в домашніх умовах, знають далеко не всі, включаючи і тих умільців, які звикли все робити своїми руками.
до змісту ?
Конструкція залежно від умов місцевості
Потужність, яку може видати вітрогенератор, залежить від швидкості вітру. Відповідно, при виборі конструкції вітряка, необхідно враховувати її середньорічну величину в тій місцевості, де він буде експлуатуватися. Для довідки: на території нашої країни (за винятком прибережних районів) лише 5,0% часу дмуть сильні вітри зі швидкістю від 6 м/с, ще 15,0% — середні, зі швидкістю 3,0-6,0 м/сек, інші 80,0% припадають на слабкий вітерець — 3,0 м/с і менше.
У більшості випадків, на ринку споживачам пропонують трилопатевою горизонтальний вітрогенератор. Такий вітряк починає працювати при швидкості вітру не менше 2,0-4,0 м/сек, і розвиває паспортну потужність на швидкості 7,0-10,0 м/сек. Генератор подібної конструкції нерідко пропонують зібрати своїми руками і в мережі інтернет. Але, враховуючи вищесказане, стає ясно, що цей вітряк, швидше за все, не дасть заявленої потужності або взагалі буде простоювати. Крім того, горизонтальний вітрогенератор має складну конструкцію і малопридатний для самостійного виготовлення.
Таким чином, слід орієнтуватися не просто на самий потужний за своїми характеристиками генератор, а на вітряк, який буде здатний видати прийнятну потужність при слабкому вітрі. При цьому, вітрогенератор не повинен бути занадто великий або складний, для того щоб його можна було виготовити своїми руками в домашній майстерні. Практика показує, що всім цим умовам задовольняють роторні вітрогенератори. Хоча, варто зауважити, що в прибережних районах, більш актуальними, незважаючи на свою складність, можуть виявитися горизонтальні вітрогенератори.
до змісту ?
Схема і принцип дії
На рис.1. зображений роторний вітрогенератор, цифрами позначені наступні його складові частини:
Ротор — це одна з найважливіших частин, складових вітрогенератор, від розмірів і форми лопатей якого залежить, скільки потужності (при інших рівних умовах) буде видавати зібраний своїми руками генератор. Ротор розкручується за рахунок тяги, що виникає через різницю тисків на увігнуті і опуклі поверхні лопатей вітряка. Роторні вітрогенератори тихоходны, але стабільні при різких поривах вітру і мають великий крутний момент. Встановлення роторного вітряка проводиться на висоті не менше 3-4 метрів, в зоні, вільній від завихрень повітря, що походять з-за обтікання вітром різних будівель і споруд.
до змісту ?
Виготовлення лопатей
Лопаті роторного вітряка нескладно виготовити своїми руками з великою залізною бочки (рис.2.). Різати бочку слід болгаркою або іншим подібним інструментом. Застосування зварювального апарату в даному випадку неприпустимо, тому що метал покоробиться від високої температури. Борти лопатей необхідно посилити, приваривши прутки арматури.
Рис. 2. Схема розкрою металевої бочки:
Лопаті вітряка кріпляться до крестовинам болтами М14, таким чином, щоб між валом і їх бортами залишався зазор шириною 150,0 мм. Для виготовлення верхнього хрестовини застосовується листова сталь товщиною близько 6,0 мм. Нижню хрестовину, на яку припадає вся вага вітряка, виготовляють з швелера зі стінками висотою не менше 50,0 мм, довжиною в залежності від обсягу використовуваної бочки і, відповідно, розміру лопатей.
Рис.3.Кріплення лопатей:
до змісту ?
Монтаж
Стійка 6 (рис.1.), виготовляється зі швелера і своїм нижнім кінцем приварюється до вбитого в землю косинцю, на неї, у свою чергу, приварюється рама, на якій встановлюється генератор 8. Вал 3 має діаметр 35-50 мм і виготовляється з двох частин, що полегшує розточування посадочних місць під підшипники 4, які закріплюються болтами на стінки швелера. Частини валу з’єднують муфтою.
До стійки приварюються шматки труб довжиною 50,0 см, замінюють сходи. Сама стійка забивається в землю на глибину не менше 1,2 м і кріпиться 4-ма розтяжками. Після завершення монтажних робіт вітрогенератор необхідно пофарбувати для захисту від корозії, відповідною фарбою для зовнішніх робіт.
до змісту ?
Електрична схема
Найпростіший спосіб побудувати своїми руками вітрогенератор досить великої потужності — це задіяти в його електричній схемі вузли від вантажного автомобіля, трактора, автобуса або іншого потужної машини. Для того щоб забезпечити найкращу сумісність електрообладнання, бажано брати всі вузли в комплекті (генератор, акумулятор і реле-регулятор), від однієї моделі автомобіля.
Рис.4. Схема електрообладнання:
Постійний струм напругою 12 V, яка видає автомобільний генератор, підходить далеко не для всіх цілей. При необхідності, його можна перетворити в змінний струм напругою 220 V. Це можна зробити, укомплектувавши генератор перетворювачем напруги промислового виготовлення або виготовлених своїми руками.
Рис. 5. Схема перетворювача
На рис.5. наведена схема простого перетворювача напруги, потужності якого (100 Вт) вистачить для живлення двох ламп денного світла або іншого малопотужного електрообладнання. На відміну від випущених промисловістю перетворювачів великої потужності, ця схема не вимагає установки і може бути легко виготовлена своїми руками. Акумулятора 75 а/год вистачить на добу роботи перетворювача, без підзарядки. ККД пристрою становить 80,0%.
Трансформатор перетворювача намотаний на сердечнику площею перерізу 6,0 см2. Обмотка I — ПЕВ-2 1,56 26х2 витка, обмотка II — ПЕВ-2 0,44 140х2 витка, обмотка III — ПЕВ-1 0,27 640,0 витків. Транзистори Т1, Т2 — П210Б (допускається заміна на КТ 825 з буквеними індексами Г, Д, Е) встановлюються на теплопровідні радіатори. Якщо перетворювач не порушується, слід поміняти місцями плечі обмотки зворотного зв’язку (обмотки II).
до змісту ?
Передача
Не можна забувати про невідповідність між тихохідності роторного вітряка і високими оборотами, що вимагає для нормальної роботи генератора, що викликає необхідність у використанні прискорює передачі. У цій якості можна використовувати редуктор, але його надійність при використанні для підвищення оборотів буде досить низькою. Найкращий спосіб вирішення цієї проблеми — застосування клинопасової передачі від тракторного генератора з передаточним числом від 1,5 до 2,0, яка, крім збільшення швидкості обертання, дозволить також вирішити проблему по його передачі з вертикального валу ротора на горизонтально розташований генератор.
