Вітровий генератор – Будівництво будинку своїми руками

Використання пристроїв для вироблення альтернативної електроенергії з кожним роком стає все менше екзотичним. Одним з джерел відновлюваної енергії є вітер. Щоб перетворити кінетичну енергію вітру в електричну, необхідно використовувати спеціальну машину, яка називається вітряним генератором. Вітряк можна придбати в магазині, але цілком можливо виготовити його самостійно.

Сучасна вітряна електростанція

Що таке вітрогенератор

Вітровий генератор являє собою турбіну для виробництва електроенергії за рахунок енергії вітру. Цей поновлюване джерело використовується ще з сьомого століття нашої ери. Протягом багатьох століть люди будували вітряні млини, лопаті яких обертали жорна, перемелюють ще зерно в борошно. Основною рушійною силою вітрових генераторів є звичайний вечір. Енергія, якою він володіє, залежить від так званої щільності вітру. Тому установка вітряків доцільна в тих місцях, де цей показник найвищий.

Старовинний вітряний млин

З метою визначення метеорологічних параметрів фахівці заміряють силу вітру, складають метеорологічні карти поширення вітрів, обчислюють їх швидкість в залежності від висоти над рівнем моря, а також щільність повітряних мас. Від цих показників безпосередньо залежить доцільність установки вітряного генератора в тій чи іншій місцевості, визначається висота його розміщення, кількість лопатей на одній установці. Завдяки розвитку електротехніки, сьогодні вітряки здатні не тільки генерувати електроенергію, а й накопичувати її в звичайних акумуляторах.

Переваги вітряних генераторів полягає в тому, що для них не потрібно ніякого палива, громіздких складних електротехнічних пристроїв. Енергія вітру безкоштовна, тому витратитися доведеться тільки на придбання і монтаж устаткування. У процесі виробництва електроенергії вітрогенератори не виділяють ніяких шкідливих речовин, вони мають абсолютну екологічністю.

Разом з тим такі установки мають ряд недоліків:

  • Рухомі частини пристрою занадто швидко зношуються.
  • В результаті застосування редуктора втрачається частина потужності.
  • Один вітряк не здатний виробляти велику кількість електроенергії, для повноцінного харчування домоволодіння потрібно використовувати кілька установок.

Незважаючи на досить високу вартість, вітряні електростанції сьогодні використовуються в багатьох країнах світу. Частка енергії, виробленої таким способом, неухильно зростає. Особливо вигідні вітряки там, де постійно дмуть вітри.

Принцип роботи та види вітрогенераторів

Сучасні вітряні пристрої створюються як з вертикальною, так і з горизонтальною віссю. У домашніх умовах краще спорудити вітряк, що володіє горизонтальною віссю. Він може забезпечити харчуванням домоволодіння або невелике виробництво. Горизонтальний вітрогенератор складається з наступних основних частин:

  • Коробка передач, яка працює за принципом редуктора, яка складається з декількох шестерень різного діаметру.
  • Вал ротора, на кінці якого є лопаті.
  • Електричний генератор необхідної потужності.
  • Система гальмування.

Основними конструктивними елементами горизонтальних вітрогенераторів вважаються електричний генератор і вал ротора. Іноді систему обладнають додатковим мотором, який дозволяє отримувати енергію від лопатей при виникненні екстремальних ситуацій. Якщо вітряк має досить високу потужність, його обладнають ступінчастою коробкою передач, що допомагає регулювати оптимальне обертання в залежності від потреб і сили повітряного потоку. Лопаті потужних вітряків роблять з міцного металевого сплаву, який не піддається деформації, а також впливу сильних поривів вітру та атмосферних опадів.

горизонтальний вітрогенератор

Пристрій вертикального вітрогенератора відрізняється тим, що вал ротора у нього має вертикальне положення. Основною перевагою такого розташування є те, що генератор не потребує великої потужності вітрі. Тут взагалі не важливо, з якою швидкістю він дме. Крім того, який вітряк не обов’язково піднімати високо над землею. Пристрої коробки передач і блоку перетворення в електричну енергію цілком можуть перебувати поруч із землею, що набагато полегшує їх технічне обслуговування. Недоліком такої конструкції є те, що швидкість обертання вала не дуже велика, що значно знижує коефіцієнт потужності. Щоб збільшити цей показник, у багатьох моделях встановлюється додатковий двигун, який для вироблення великої кількості електричного струму прискорює турбіну вітряка.

вертикальний вітрогенератор

Принцип роботи вітряного генератора зрозумілий навіть дитині. Дме на поверхні Землі вітер, завдяки законам аеродинаміки, повертає лопаті, які в свою чергу обертають вал, з’єднаний з генератором. Генератор, як і належить йому, здійснює перетворення кінетичної енергії обертального руху в електричну. Електроенергія надходить в будинок через систему розподільних устаткувань, яке часто включає в себе для її накопичення.

Як побудувати вітряк своїми руками

Самостійно зробити вітряної генератор досить просто. На відміну від сонячних панелей, деталі для яких необхідно придбавати та збирати за складною схемою. Вітряні генератори можна змайструвати з підручних засобів.

В першу чергу необхідно розробити креслення, складність якого залежить від типу станції. Вітряний генератор, який має горизонтальну вісь, набагато простіше в збірці і установці, тому для виробництва електроенергії на дачі або в будинку це найоптимальніший варіант. Особливо потрібно постаратися з вибором оптимального місця для установки вітряка. Враховувати потрібно регіон проживання, розу вітрів в ньому, а також місце розташування різних комунікацій і електричних проводів у дворі.

Для створення своїми руками побутового вітряного генератора потрібно:

  • Електричний генератор, який потрібно придбати, якщо ви не є фахівцем в електротехніці, здатним самостійно його виготовити. Втім, для цієї мети цілком підійде генератор від автомобіля будь-якої моделі. Краще зупинитися на асинхронних генераторах, так як пристрої постійного струму не здатні виробляти велику кількість електроенергії. Найкраще підійдуть невеликі 30-вольт агрегати.
  • Лопаті турбіни необхідних розмірів.
  • Стовп необхідної довжини для установки вітрогенератора.
  • Акумуляторні батареї.
  • Редуктор або коробка передач.
  • Блок керування.

Виготовити лопаті можна з металу, полівінілхлориду і навіть зі звичайних дерев’яних дощок. При виборі металевих лопатей опора повинна бути досить потужною, щоб витримати їх вага. Дерево недовговічне і погано підходить для цілорічної роботи. У зв’язку з цим, оптимальним варіантом бачиться виготовлення лопатей з ПВХ. Як заготовок підійдуть звичайні каналізаційні труби, які потрібно розрізати навпіл, потім за чверть, після чого вирізати по шаблону.

Лопаті з поліпропіленової труби

Деякі умільці кріплять лопаті на неодимові магніти, що дозволяє значно знизити втрату потужності без будь-якого впливу на параметри генератора.

Підставку для лопатей роблять з якої-небудь пластини або металевої шестерні. У ній просвердлюють кілька отворів, так щоб можна було прикріпити лопаті болтами. Поверх лопатей прикручують маточини, виготовлені з таких же шестірнею. Щоб в цю ділянку не потрапляла вода, його можна закрити кришкою. Для вітряка потрібно виготовити хвіст, в якому буде встановлено генератор. Для цієї мети знадобиться дерев’яний брусок невеликого розміру. На одну сторону цього бруска монтують двигун, а на інший хвостовик, який роблять з нержавійки або алюмінію. Коли вся система зібрана, до неї прикріплюється пропелер. Після цього можна вважати виробництво верхнього блоку вітрогенератора завершеним. Тепер зібрану конструкцію встановлюють на залитий бетонним розчином стовп, з’єднують проводи та розподільні пристрої.

установка вітрогенератора

Описаний саморобний вітрогенератор навряд чи зможе задовольнити всім вашим потребам. Однак він в змозі живити пару лампочок у дворі, а ви зможете насолодитися результатами своєї праці на власні очі. Якщо ж ви вирішили всерйоз перейти на відновлювану енергію, вітрогенератор потрібно придбати вже готовий. На жаль вартість якісних вітряків сьогодні дуже висока і досягає майже 1000 у.е, що робить їх використання в приватному порядку нерентабельним. Може бути прийде час, коли виробництво таких пристроїв буде поставлено на потік і їх вартість знизиться в рази. Ось тоді можна буде говорити про переваги вітрової енергії всерйоз.

Ссылка на основную публикацию