В кінці першого десятиліття в Росію поступово почала докочуватися хвиля моди на екологічно безпечне і енергоефективне будівництво заміських будинків і котеджів. Законодавцями моди в цьому питанні є Німеччина, Нідерланди, Японія, Канада і Австралія. У цих країнах давно розроблена система заохочень за використання екологічно чистих технологій при будівництві житла. Проект майбутнього котеджу розробляється з урахуванням максимального використання поновлюваних джерел енергії в процесі його експлуатації.

Вітряк своїми руками: сфера застосування та пристрій вітрогенератора

Новий будинок може мати автономну систему енергозабезпечення, повчаючи електрику від сонячних панелей або вітрогенераторів. При його будівництві повинні максимально використовуватися матеріали, які мають низький рівень негативного впливу на навколишнє середовище, а також високу енергоефективність. Дуже часто при будівництві таких будинків використовуються рослини для створення комфортних умов проживання. Наприклад, посаджені з південного боку будівлі дерева, знизять витрати на кондиціонування в умовах літньої спеки, а створений всередині будівлі невеликий сад здатний підтримувати комфортну вологість.

За часів неухильного виснаження запасів викопного палива і погіршення стану навколишнього середовища питання повсюдного використання альтернативної енергетики варто з кожним днем \u200b\u200bвсе гостріше. В даний момент набули досить широкого поширення технології, спрямовані на використання альтернативних джерел енергії в домогосподарствах. Серед таких джерел енергії не останнє місце займають вітрогенератори. За допомогою таких пристроїв можна отримувати електроенергію, при цьому неабияк заощадивши кошти на її оплату. Про те, як зробити вітряк своїми руками - далі в статті.

Вітряк для вироблення електроенергії почала використовуватися ще на початку минулого століття. Але низькі ціни на викопне паливо, а також розвиток атомної і теплової енергетики привели генерацію електроенергії за допомогою вітряка в занепад. На початку поточного століття ситуація почала змінюватися в іншу сторону. Зростаюча потреба в енергії поряд з екологічними проблемами змусили людство знову повернутися до забутого слову - вітряк. Зараз близько 2% вироблюваної електроенергії виробляються за допомогою вітрогенераторів. Лідерами по використанню сили вітру для вироблення електроенергії є країни Європи: Данія, Норвегія, Нідерланди, Німеччина, а також Китай і США.

З розвитком вітроенергетики в промислових масштабах, все більшої популярності набуває побутове використання вітряків. Сфера застосування вітрогенераторів наступна:

• Вітряк здатна забезпечити електроенергією приватне домоволодіння незалежно від наявності поблизу електричних мереж або стати додатковим джерелом харчування під час частих відключень. Комплекс обладнання вітрогенератора включає в себе саму вітряк, інвертор і блок акумуляторних батарей, які будуть живити будинок в безвітряну погоду.
• Часто вітрогенератори використовують як додаткове джерело енергії. Щоб не купувати додатково акумулятори, його підключають до баку з водою. Електроенергія вітряка нагріває воду, яка опалює приміщення, заощаджуючи при цьому величезні гроші.
• Потужність побутових вітрогенераторів варіюється від 250 Вт до 30 кВт. Останні зможуть забезпечити електроенергією великий або кілька середніх будинків. Деякі досвідчені майстри навіть можуть виготовляти вітряк з пластикових пляшок своїми руками. Такі пристрої досить економічні. Причому зробити вітряк з пляшок руками досить просто.

Звичайно, поки вартість вітрогенераторів занадто висока для їх масового використання. Орієнтовна вартість набору складає 1 тис. Доларів за 1 кВт потужності. Але можна з упевненістю сказати, що в доступному для огляду майбутньому використання таких систем в приватних будинках буде неухильно зростати. Щоб скоротити витрати на установку, можна зробити вітряки для будинку своїми руками.

Вертикальний вітряк своїми руками

Вітряки руками: креслення

Найбільш популярним варіантом саморобного вітрогенератора вважаються аксіальні пристрої, що працюють на неодімових магнітах. Оснащуються вони безжелезнимі статорами. Спочатку такі вітрогенератори виготовлялися в країнах Заходу, а згодом, коли подешевшали комплектуючі, їх стали виробляти і на території Росії в приватних умовах.

Початковим етапом монтажу вітрогенератора є складання схем і креслень.

Схема повинна включати в себе всю комплектацію пристрою:

• Основу вітряка такого типу становить автомобільна маточина з гальмівними дисками. На такій базі можна змонтувати досить потужний пристрій, здатне працювати навіть в маловітряна регіонах.
• На основу диска по колу наклеюються неодимові магніти. Зазвичай для монтажу вітряка достатньо 20 магнітів, розміри яких становлять 25 на 8 мм. Однак, така кількість магнітів для вітрогенератора не є догмою. Їх можна встановити будь-яку кількість.
• Для вітрогенератора з однофазним двигуном кількість неодімових магнітів має дорівнювати кількості котушок, а для трифазного їх кількість визначається як 2/3 або 4/3 від числа котушок.
• Клеяться магніти на поверхню ротора зі строгим чергуванням полюсів. Причому їх необхідно розташувати рівномірно по всьому радіусу пластини ротора. Зазвичай для цієї роботи використовують шаблон з раніше нанесеними лініями секторів. Можна зробити генератор для вітряка своїми руками, і тим самим значно здешевити процес монтажних робіт.
• При роботі з установки магнітів на ротор важливо не переплутати їх полюса. Для цього з кожного боку магніту робиться позначка. Перевірити полюса можна просто притуливши один до іншого. Однакові полюси повинні відштовхуватися.
• Клеять неодимові магніти на суперклей або інші полімерні клеї, а потім заливають епоксидною смолою. Для того щоб в процесі застигання вона не розтікалася, можна зробити невеликі бортики зі скотчу.

Який генератор краще: трьох- або однофазний

Це питання завжди задають ті, хто вперше вирішив зібрати вітрогенератор і двигун вітряка своїми руками. Новачки зазвичай віддають перевагу однофаз генератору через простіший його конструкції. Однак, це далеко не зовсім правильний хід. При роботі однофазного генератора виникає додаткова вібрація при навантаженні і спостерігається стрибкоподібне амплітуда струму. Коли котушка проходить над магнітом - вона наростає, а коли між ними - навпаки, спадає. Через це ККД однофазного генератора менше. У трифазного амплітуда струму більш постійна, за рахунок компенсації однією фазою, яка проходить над магнітом, а також іншої, що проходить між ними. За рахунок цього вітрогенератор під навантаженням не відчуває ніяких коливань, що позитивно позначається на міцності його конструкції.

Як правильно намотувати котушки

Основні правила намотування котушок:

1. Кількість витків обмотки статора зазвичай визначають «на око», хоча правильніше було б її розрахувати. Для генератора, який при 150 об / хв зможе видавати струм достатній для зарядки автомобільного акумулятора напругою 12 В, досить загальна кількість витків у всіх котушках в 1200 шт.
2. Чим більше кількість витків, тим потужніше буде генератор. Якщо розділити цю цифру на кількість котушок, можна отримати чисельність витків в кожній з них. Для намотування необхідно зробити розбірний сердечник, який встановити на обертовий механізм. З цією метою можна використовувати електродриль з низькими оборотами.
3. Мотають котушку проводом з якомога більшим перетином, щоб збільшити опір і знизити струм. При намотуванні кожної з котушок необхідно враховувати її товщину. Вона не повинна бути більше, ніж товщина магнітів. Якщо це станеться, то відстань між роторами істотно збільшиться, що знизить ефективність генератора.
4. Для тестування роботи можна намотати одну котушку і перевірити струм, який вона виробляє при обертанні ротора. При цьому можна буде отримати уявлення про те, якої потужності буде генератор.
5. Зазвичай мотаються котушки круглої форми. Однак, це не зовсім правильно. У сектор прямокутної форми входить більше мідного дроту, яка при цьому має більше прямих ділянок. З цієї ж причини краще використовувати прямокутні магніти. Діаметр отвору котушок повинен бути більше або дорівнює діаметру магніту.

Для виробництва статора необхідно зробити шаблон і форму. Шаблон потрібен для правильного розташування котушок щодо магнітів ротора. По ньому розкладаються котушки і поміщаються у форму. Контакти котушок виводяться назовні. Після застигання смоли вони будуть з'єднані в електричний ланцюг. У форму заливається епоксидної смоли. Щоб поліпшити характеристики міцності статора, на дно форми укладають скловолокно. Щоб уникнути прилипання смоли до форми, її боки і дно змащують технічним жиром або інший мастилом. Після застигання смоли статор виймають з форми і збирають генератор.

Виготовлення лопатей і монтаж пристрою

Для виготовлення лопатей можна використовувати пластикові труби діаметром 160 мм. Форму лопаті можна розрахувати або знайти у відкритих джерелах. Для невеликих вітрогенераторів використовують від 3 до 6 лопатей.

Висота щогли саморобного вітрогенератора може досягати 12 метрів. Вона повинна бути надійною, тому що прилад відчуває дуже великі навантаження, особливо при поривчастим вітром. Для установки щогли під неї заливається бетонний фундамент, а сама вона додатково фіксується натяжними тросами.

Вітряки своїми руками: відео