Вітряк своїми руками або як отримати світло за допомогою вітру

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.

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