Как собрать ветрогенератор своими руками

Владельцам частных домов приходится решать вопросы обеспечения электроэнергией загородных коттеджей и удаленных дач. Вместо того чтобы устанавливать опорные столбы линий электропередач, куда проще обустроить компактный ветрогенератор. Получать разрешение на установку такого оборудования на сегодняшний день не требуется. Нужно лишь знать, как собрать ветрогенератор, правильно ввести его в эксплуатацию и использовать сгенерированную электроэнергию.

Общий принцип работы

В южных регионах наибольшей популярностью пользуются солнечные батареи, однако в средней полосе экономически оправданным считается обустройство ветровых генераторов. Такая техника одновременно универсальна в использовании, позволяет обеспечить электроэнергией дачу или частный дом, проста в эксплуатации и нетребовательна в обслуживании. С одинаковым успехом можно как заказать установку компактных модификаций, собранных в заводских условиях электростанций, так и сделать их своими руками.

Основным элементом электрогенератора являются его лопасти, которые, вращаясь, генерируют электроэнергию. В зависимости от расположения осей электростанций, принято выделять вертикальные и горизонтальные модификации. Последние получили наибольшее распространение, так как отличаются эффективностью, а их рабочие органы вращаются даже при минимальном дуновении ветра.

Преимуществом вертикальных ветрогенераторов является простота конструкции, которая позволяет отказаться от ненужного поворотного механизма. Однако КПД у таких ветряков составляет лишь 25%, тогда как у горизонтальных трехлопастных модификаций этот показатель достигает 45%.

Современные электрогенераторы отличаются великолепной эффективностью, что достигается за счёт применения специальной конструкции с повышающим редуктором. Последний может выполняться шестеренчатым или ременным. Тем самым обеспечивается генерация электротока даже при минимальной скорости вращения лопастей ветряка. Горизонтальные модификации снабжаются специальной поворотной головкой, которая позволяет следовать за текущим направлением ветра. Такой механизм может выполняться как механическим, по типу флюгера, так и моторизированным с небольшим электроприводом.

Изготавливаться лопасти могут из разрезанных вдоль ПВХ труб или специальных прочных стальных или алюминиевых заготовок. В интернете можно с легкостью найти многочисленные чертежи выполнения лопастей и самих ветрогенераторов, которые будут иметь простую конструкцию, отличаться функциональностью и надежностью. Изготовить такие электрогенерирующие установки своими руками не составит какого-либо труда, необходима лишь соответствующая проектная документация, что позволит решить проблему с инженерными коммуникациями в частном доме.

Правовая сторона вопроса

Самодельные ветрогенераторы, предназначенные для электроснабжения частного дома или дачи, не попадают под запрет по изготовлению и установке таких устройств. Согласно действующему законодательству, ветрогенератор на 12 вольт считается бытовым, если его мощность не превышает 5кВт. В подобном случае не требуется каких-либо согласований с местными энергетическими компаниями. Также не нужно оплачивать какие-либо налоги с оговоркой, что полученная электроэнергия не используется для продажи третьим лицам.

Нужно лишь помнить о том, что местные власти могут издавать дополнительные правила и указы, которые регулируют использование таких ветряков. В частности, в районах поблизости от аэропортов запрещено устанавливать ветреные генераторы высотой более 20 метров. Подобные ограничения могут быть и в тех случаях, когда строение находится в особо охраняемых природных зонах.

Проблемы с законом могут появляться в тех случаях, когда ветряк издает повышенный шум, мешающий соседям на расположенном поблизости участке. Также нужно учитывать, что такие ветряки для частных домов относятся к категории индивидуальных построек, соответственно, на них распространяются определенные ограничения.

Самодельные установки

Конструктивно самодельный ветрогенератор не отличается сложностью, поэтому даже при минимальных знаниях и опыте в электротехнике и с использованием подручных вещей и средств собрать самодуйку под силу каждому домовладельцу. В зависимости от выбранной схемы и типа, такое энергогенерирующее оборудование может значительно отличаться. Стандартный ветродуй включает следующие компоненты:

• Пропеллер воздушный, который крафтится на вал генератора или же подключается через шестеренчатую и цепную передачу.
• Генератор, который при вращении может вырабатывать электроток. Чаще всего используют уже готовые автомобильные электрогенераторы.
• Стабилизаторы, регуляторы напряжения и инверторы выбирают в зависимости от типа генератора.
• Установочная конструкция включает кронштейн для фиксации на крышу или высокую мачту.

На сегодняшний день существуют десятки различных типовых проектов и схем выполнения бытовых геликоидных ветрогенераторов типа «Дарья». Это могут быть как простейшие маломощные электрические конструкции, полученного тока с которых едва хватит ли на зарядку телефона или освещения детских зон с платьями для кукол, так и мощные установки, способные обеспечить полное электроснабжение кухни частного дома.

Бывалые специалисты рекомендуют выбирать самодельные ветряки максимум в 4кВт мощности, изготовление которых не будет представлять особой сложности. В сети можно найти пошаговые инструкции по сборке таких устройств, что существенно упрощает их сборку.

Лопасти пропеллера

Пропеллер может изготавливаться из различных прочных подручных материалов, цена которых не слишком высока. Возможно даже применение обычных пластиковых бутылок, разрезанных в середине, что позволяет им улавливать ветер, раскручивая вал привода. Лишь от использования дерева следует отказаться, так как такой материал имеет большой вес и часто приходит в негодность. Создать и установить маленький деревянный велогенератор с лопатками на открытом воздухе будет проблематично.

Лопасти могут изготавливаться:

• из пластика;
• металла;
• композитных материалов.

Гибкие парусные лопасти не столь прочны и существенно ограничивают мощность выполняемого ветрогенератора. Собрать ветрогенератор своими руками можно лишь при наличии на руках качественной схемы устройства. Интересный и эффективный вариант — это аксиальный ветряк, выполненный из компьютерного кулера вентилятора. По сути, это уже готовые конструкции, которые имеют качественно выполненные лопасти и сбалансированный электродвигатель. Купить такой кулер в компьютерных магазинах можно по доступным ценам.

Если изготавливается по-настоящему мощное устройство, например, vetrogenerator Третьякова, то лопасти винта-самоделки выполняются из алюминиевых или стальных листов. Это прочные и надежные материалы, профилирование и резка которых не представляет особой сложности. Такой пропеллер-мельница отличается легким весом, при этом крупноразмерные лопасти хорошо улавливают даже минимальное по своей силе дуновение ветра, обеспечивая генерацию электроэнергии практически круглые сутки.

Также самодельные установки можно выполнить с пропеллером, который изготовлен из разрезанных наполовину стальных бочек. Потребуется лишь обустроить систему на подшипниках и позаботиться о мощном каркасе.

Использование генераторов

Ротор представляет собой сложное устройство, поэтому собрать ветряной генератор своими руками крайне сложно. Проще всего использовать уже готовые электродвигатели от разнообразных промышленных установок. Также возможно использование автомобильных генераторов, которые подходят для ветряков мощностью не более 2 Вт.

Изготовить ветроэлектростанцию для отопления или вибростанка небольшой мощности с переменным током для трехфазной сети можно из шагового двигателя. Также можно выбрать схему, устроенную на приводе от принтера, а в последующем выработки электроэнергии будет достаточно для зарядки сотового телефона или питания светодиодного светильника.

Специалисты рекомендуют при необходимости изготовления по-настоящему мощного устройства выполнять роторный стартер с использованием неодимовых магнитов. Последние отличаются компактными размерами, при этом способны генерировать качественный электроток. Обычно мощность генераторов на неодимовых магнитов с использованием соответствующих намоток будет на порядок выше, чем при применении электродвигателей. Такие конструкции отличаются компактными размерами, соответственно, проще собрать ветряк в небольшом корпусе бытового устройства.

Опорные несущие мачты

Пропеллер тихоходного электроветрогенератора на 10кВт обычно устанавливается на высокую мачту, что позволяет обеспечить максимально возможную эффективность генерации электроэнергии. Прочности выполненной мачты следует уделять должное внимание, так как на неё приходятся существенные ветровые нагрузки. Поэтому неправильно установленная конструкция может рухнуть под своей тяжестью. Изготавливают чаще всего такие мачты из металлоконструкций, используя дополнительные опоры и растяжки.

Мачты выполняются:

• из металлоконструкций;
• бетонных столбов;
• обработанного бруса.

В каждом конкретном случае тип мачты, способ подключения и высота конструкции будут отличаться, в зависимости от розы ветров в регионе, особенности прилегающих строений и мощности самого ветряка. Бытовые ветрогенераторы-ветродуйки на 220 В обычно имеют высоту от 4 до 10 метров. Обустраивать более высокие конструкции для ветрячка уже не имеет смысла, так как требуется выполнять масштабное бетонирование площадки, продумывать системы противовесов и дополнительных креплений, что не только существенно усложняет всю работу, но и занимает большую площадь придомовой территории.

Мачты с высотой 10—15 метров требуют не только противовесов и растяжек. Их основание бетонируется на глубину порядка полутора-двух метров, что позволяет обеспечить неподвижность всей конструкции даже в условиях шквального ветра. Планируя построить электроветряк на 12 В на приусадебном участке, следует помнить о том, что по действующему законодательству располагать их надо на определенном удалении от основного строения и ограждения с соседним участком.

Применяемое электрооборудование

Для поддержания правильной работы ветроустановки и последующего использования полученного с него электричества потребуется использовать различное дополнительное оборудование. Так, в частности, необходим инвертор, который позволяет сглаживать колебания напряжения в сети 50ГЦ, исключая выход из строя подключённых потребителей электроэнергии. Также подобные функции выполняют стабилизаторы напряжения, которые устанавливаются непосредственно в электрощите.

Системы автономного электроснабжения маленьких частных домов дополнительно оснащаются аккумуляторами, которые накапливают ток во время пиковой генерации, позволяя пользоваться различными электроприборами даже в период полного безветрия. Недостаток таких систем ветровиков с аккумуляторами в том, что вся конструкция существенно усложняется, увеличиваются затраты на оборудование, при этом раз в 5—8 лет, в зависимости от интенсивности использования батареей, они потребуют дорогостоящей замены.

Выбор используемого электрооборудования лучше всего доверить специалистам, которые смогут не только выполнить расчет необходимого количества света, приобретут качественные установки, но и проведут их грамотный монтаж. Только в этом случае обеспечивается беспроблемность использования домашней ветротурбины и всей системы электроснабжения частного дома, основой которой станет выполненный своими руками ветрогенератор.