В якості генератора на вітряк підійде кроковий двигун (КД) для принтера. Навіть при невеликій швидкості обертання він виробляє потужність близько 3 Вт. Напруга може підніматися вище 12 В, що дає можливість заряджати невеликий акумулятор.
Зміст:
- Принципи використання
- Електрична частина
- Як зробити вітрогенератор
- Висновок
до змісту ?
Принципи використання
Характерна для російського клімату турбулентність вітру в приземних шарах призводить до постійних змін його напрямку та інтенсивності. Вітрогенератори великих розмірів, потужність яких перевищує 1 Квт будуть інерційними. В результаті вони не встигнуть повністю розкрутитися при зміні напрямку вітру. Цьому також заважає момент інерції в площині обертання. Коли бічний вітер діє на працюючий вітряк, він відчуває величезні навантаження, які можуть призвести до швидкого виходу з ладу.
Доцільно застосовувати вітрогенератор малої потужності, виготовлений своїми руками, має незначну інерційність. З їх допомогою можна заряджати малопотужні акумулятори мобільних телефонів або використовувати для освітлення дачі світлодіодами.
Надалі краще орієнтуватися на споживачів, нетребующих перетворення енергії, що виробляється, наприклад, для підігріву води. Декількох десятків ватів енергії цілком може вистачити для підтримування температури гарячої води або для додаткового підігріву системи опалення, щоб вона не перемерзала взимку.
до змісту ?
Електрична частина
Генератором в вітряк можна встановлювати кроковий двигун (КД) для принтера.
Навіть при невеликій швидкості обертання він виробляє потужність близько 3 Вт. Напруга може підніматися вище 12 В, що дає можливість заряджати невеликий акумулятор. Інші генератори ефективно працюють при швидкості обертання понад 1000 про./хв, але вони не підійдуть, оскільки вітряк обертається зі швидкістю 200-300 про./мін. Тут необхідний редуктор, але він створює додатковий опір і до того ж має високу вартість.
У генераторному режимі у крокового двигуна виробляється змінний струм, який легко перетворити в постійний, використовуючи пару діодних мостів і конденсатори. Схему легко зібрати своїми руками.
Встановивши за мостами стабілізатор, отримаємо постійне вихідна напруга. Для візуального контролю можна підключити ще світлодіод. Щоб зменшити втрати напруги для його випрямлення застосовуються діоди Шотткі.
Надалі можна буде створити вітряк з більш потужним КД. Такий вітрогенератор буде володіти великим моментом рушання. Проблему можна усунути, відключаючи навантаження під час пуску і при малих обертах.
до змісту ?
Як зробити вітрогенератор
Лопаті можна виготовити своїми руками з труби ПВХ. Потрібна кривизна підбирається, якщо взяти її з певним діаметром. Заготівлю лопаті малюють на трубі, а потім вирізують відрізним диском. Розмах гвинта становить близько 50 см, а ширина лопатей — 10 див. Після слід виточити втулку з фланцем під розмір вала КД.
Вона насаджується на вал двигуна і додатково кріпиться гвинтами, а до фланців кріпляться пластикові лопаті. На фото зображено дві лопаті, але можна зробити чотири, прикрутивши ще дві аналогічні під кутом 90?. Для більшої жорсткості під головки гвинтів слід встановити загальну пластину. Вона щільніше притисне лопаті до фланця.
Вироби з пластику довго не служать. Тривалий вітер зі швидкістю понад 20 м/с такі лопаті не витримають.
Далі потрібно провести балансування. Це робиться своїми руками: від кінців лопатей відрізають шматочки пластику. Кут їх нахилу можна змінити за допомогою нагрівання і вигину.
Генератор вставляється в шматок труби, до якої він кріпиться болтами.
До труби з торця кріпиться флюгер, який представляє собою і легку ажурну конструкцію з дюралюмінію. Вітрогенератор тримається на привареною вертикальної осі, яка вставляється в трубу щогли з можливістю обертання. Під фланець можна встановити упорний підшипник або полімерні шайби, що знижують тертя.
У більшої частини конструкцій вітряк містить випрямляч, який кріпиться до рухомої частини. Це робити недоцільно із-за збільшення інерційності. Електричну плату цілком можна розмістити внизу, а до неї вивести вниз дроти від генератора. Зазвичай з крокового двигуна виходить до 6 проводів, відповідних двом котушок. Для них потрібні струмознімні кільця для передачі електроенергії від рухомої частини. На них досить складно встановити щітки. Механізм струмознімання може виявитися складніше, ніж сам вітрогенератор. Ще було б краще розмістити вітряк так, щоб вал генератора розташовувався вертикально. Тоді проводи не будуть заплітатися навколо щогли. Такі вітрогенератори складніше, але зате зменшується інерційність. Конічна передача тут буде в самий раз. При цьому можна збільшити оберти валу генератора, підібравши необхідні шестерні своїми руками.
Закріпивши вітряк на висоті 5-8 м, можна починати проводити випробування і збирати дані про його можливості, щоб в подальшому встановити більш досконалу конструкцію.
В даний час стають популярними вертикально-осьові вітрогенератори.
Деякі конструкції добре витримують навіть урагани. Добре зарекомендували себе комбіновані конструкції, що працюють при будь-якому вітрі.
до змісту ?
Висновок
Малопотужний вітрогенератор надійно працює із-за малої інерційності. Його легко виготовляють у домашніх умовах і використовують переважно для підзарядки невеликих акумуляторів. Він може стати в нагоді в заміському будинку, на дачі, в поході, коли виникають проблеми з електрикою.
