Проектирование и изготовление ветряка,антенны и фонарика

Итак, процесс создания моего ветрогенератора мы начали с поиска в Google информации о самодельных ветровых электростанциях. Нашлось огромное разнообразие конструкций, схем, чертежей и видео вертикальных и роторных ветрогенераторов. Все они имели пять общих черт:

1. Генератор 
2. Лопасти 
3. Монтаж установки, которая превратит ветер в энергию 
4. Башня 
5. Батареи и электронная система управления

.

Ветрогенератор

Задавшись целью сделать ветрогенератор, мы приступили к первому этапу - выбору генератора для своей ветровой электростанции. Интернет-исследования показали, что многие собирали самостоятельно ветрогенераторы. Как мы поняли из их рассказов, это казалось им очень сложным, по крайней мере, первая попытка. Другие использовали схему на магнитах постоянного тока в качестве генератора для ветроустановки. Этот путь казался проще. Поэтому мы начали искать двигатели, которые лучше всего подходили для данной задачи.

Многие, оказалось, использовали для  создания ветрогенератора старые компьютерные ленты привода двигателя (раритет времен, когда компьютеры имели большие катушечные ленточные накопители). Лучшие, по-видимому, варианты моделей такого двигателя были у компании Ametek. Самый подходящий, на мой взгляд, из них - это 99 вольтный движок постоянного тока, который прекрасно работает в качестве генератора для небольшой электростанции. К великому сожалению, их почти невозможно найти в наши дни. Хотя есть немало похожих аналогов, которые еще можно отыскать, например, на Ebay. Также имеется описание о преимуществах и недостатках различных двигателей Ametek для использовании их в качестве ветрогенераторов (описание на анг.: http://www.tlgwindpower.com/ametek.htm).

Как вы уже догадались, найдется немало других доступных марок и моделей, подходящих для самодельного ветрогенератора. Такие магниты постоянного тока могут не плохо работать, но они не были предназначены для ветряной установки изначально. При использовании в качестве ветрогенератора, двигатели приходится раскручивать гораздо быстрее, чем их номинальная скорость, чтобы произвести что-нибудь схожее с их номинальным напряжением. Итак, я искал модель, рассчитанную на высокое напряжение постоянного тока, низкие обороты и высокий ток, воздерживаясь от низкого напряжения и высоких оборотов двигателя. Мне нужен был движок, который выведет более 12 вольт на довольно низких оборотах. Так, к примеру, от двигателя рассчитанного на 325 оборотов в минуту и 30 вольт при использовании в самодельном ветрогенераторе можно ожидать выработки 12+ вольт на разумно-низких оборотах. С другой стороны, двигатель мощностью 7200 оборотов в минуту на 24 вольт, вероятно, не будет производить 12 вольт, пока он крутится со скоростью несколько тысяч оборотов в минуту, что слишком быстро для ветряной установки.

 Один из подходящих двигателей Ametek на 30 вольт на Ebay всего за 26$. Можно найти и других изготовителей, так что не волнуйтесь о цене Ameteks. Подключив к соответственной нагрузке, и убедились, что если пристроить хорошие лопасти, он будет производить большое количество энергии.

Лопасти

Обнаружилось, что многие использовали для этого трубы ПВХ. Этот вариант выглядел более простым.

Мы  последовали найденному описанию. Для начала нужно было определить необходимую длину лопасти. Рекомендуется использовать пластиковые трубы, диаметр которых составляет 1/5 от длины. Например, если вам нужны лопасти длиной 50 см, то труба должна иметь диаметр 10 см. С одного отрезка трубы получится четыре лопасти.

Для своего ветрогенератора использовали черную трубу, которую можно найти в магазине, диаметром 15 см и длиной 60 см. Сначала разрезать трубу вдоль на четыре равных части. Затем вырезать одну лопасть, удалив квадрат примерно в 5 см у основания, где она будет крепиться, и срезал лишнее вдоль по диагонали. Прежде чем вырезать квадрат, просверлите отверстие в углу, до которого нужно сделать надрез. Это необходимо, чтобы улучшить структурную целостность материала и не порезать дальше требуемого.

Вырезанную лопасть  использовать в качестве шаблона для вырезания следующих. Итого получилось четыре лопасти (3 для ветроустановки и одна запасная).

Сгладить края на шлифовальном станке и немного наждаком. Не знаю, насколько это улучшит работу моего ветрогенератора, но выглядит не плохо.

Монтаж установки

Теперь, когда выбран генератор  и готовы лопасти, нужно собрать  из них ветровую электростанцию.

Покопавшись в своей мастерской, я обнаружил зубчатый шкив для  крепления на валу двигателя, но он оказался слишком мал в диаметре, чтобы закрепить на нем лопасти  болтами. Среди своего металлолома  я также нашел алюминиевый  диск 13 см в диаметре – достаточный, чтоб закрепить болтами лопасти, но его не как прикрепить к валу двигателя. Самым простым решением было, конечно, скрепить эти две части  вместе. Для этого я просверлил требуемые отверстия в дисках.

Закрепить болтами лопасти и диски.

Можно найти также колпак для  винта

Теперь нужно установить турбину.Можно поставить ее на деревянной подставке. Размер досточки был рассчитан путем высокого научного метода и выбора наиболее подходящего куска из имеющегося хлама в моей мастерской. Отрезать кусок пластиковой трубы диаметром 10 см, чтобы сделать щит для двигателя, защищающий его от дождя. Для хвостовой части, направляющей ветряк по направлению ветра, использовался кусок тяжелого алюминиевого листа мне. Хвост поворачивает ветряную установку прямо навстречу ветру каждый раз, когда он меняет направление.

Башня, чтобы поднять  установку и поймать ветер

Процесс создания ветрогенератора своими руками подошел к установке ветряной установки на башню, которая позволит ей свободно вращаться навстречу ветру.

Железная труба диаметром 2.5 см дает хорошее скольжение внутри 3 см стальной ЕМТ электрического трубопровода. Для главного устройства  подключить 2.5 см железный фланец в центре в 19 см от конца генератора, и ввернуть конец железной трубы в него. Провода от генератора будут проходить через отверстие по центру трубы и выходить у основания башни.

Для основания башни вырезать из фанеры диск 60 см в диаметре. Я сделал U-образную форму сборки из 2.5 см трубопроводной арматуры. В середине  поставить 3.5 см тройник. Теперь он может свободно поворачиваться и позволяет мне поднимать и опускать башню. В деревянном диске просверлить отверстия для стальных вставок, чтобы зафиксировать его на земле.

На этой фотографии показаны верхняя  часть ветровой электростанции и ее крепление для основания. Думаю, вы уже догадались, как они будут стыковаться вместе. Представьте себе трех метровую трубу, соединяющую обе части.

Затем  покрыть все деревянные части несколькими слоями белой краски, оставшейся у меня после ремонта, чтобы защитить древесину от дождя и гниения. Прикрутить лопасти, и добавил к хвостовой части противовес, чтобы сбалансировать ветряк.

Батареи и электронная  система управления

Теперь, когда все механические части самодельного ветрогенератора готовы, настало время приступить к пятому пункту плана - электронная система. Ветровая электростанция состоит из ветровой турбины, одной или нескольких батарей для хранения энергии, произведенной генератором, блокирующий диод, предотвращающий вращение двигателя от запасенной электроэнергии в аккумуляторе, балластная нагрузка для избыточной энергии, когда батареи полностью заряжены, и контроллер заряда для запуска всей системы.

Есть много контроллеров для солнечных панелей и ветрогенераторов. Anyplace предоставляет механизмы для систем получения альтернативной энергии, которые выставлены на продажу на Ebay.. Погуглив немного, можно найти много информации, в том числе некоторые полные схемы контроллера для ветрогенератора. Подробно схема описана на этом сайте: http://cxem.net/greentech/greentech18.php, поэтому не будем вдаваться в подробности, а лишь опишем процесс в общих чертах.

Не зависимо от того, решите ли вы купить готовый контроллер для  ветрогенератора, или сделать его своими руками, он обязательно необходим для ветроустановки, так как должен контролировать напряжение батареи и либо направлять энергию туда для подзарядки, или на балласт избыточной энергии, когда аккумулятор полностью заряжен (для предотвращения чрезмерной зарядки и поломки батареи).

Впоследствии можно поместить его в защищенный от непогоды корпус.