Электроэнергия — довольно дорогой источник, чья экологическая безопасность находится под сомнением. Это обусловлено тем, что для добычи электричества используются углеводороды. Эти процессы не только расходуют недра, но и травят окружающую среду. Можно обеспечить помещение энергией ветра. Такие установки стоят недешево, но можно сделать ветрогенератор из двигателя стиральной машины своими руками.
Ветрогенератор как энергетический источник
Подобные устройства нечасто используются в качестве основных источников электричества, но как дополнительные они вполне оптимальны. Это идеальный вариант для дачи, загородных домов, которые находятся в тех местах, где зачастую происходят перебои с электроэнергией. Самодельная конструкция из двигателя стиральной машинки или шуруповерта обойдется очень дешево и поможет сэкономить значительные суммы на оплату энергоресурсов.
Это отличное решение для экономных хозяев, которые не желают переплачивать и готовы потрудиться для уменьшения расходов. Классическая конструкция включает в себя механические устройства, основное назначение которых — преобразование кинетической энергии ветра в механическую, а затем и в электрическую. Основная масса современных моделей оборудована тремя лопастями. Это необходимо для увеличения коэффициента полезного действия. Они начинают функционировать при скорости ветра 2−3 м/с.
Скорость ветра — важнейший показатель, ведь от него зависит производительность агрегата. В технических документах на промышленные ветряки всегда указывают показатели, при которых изделие функционирует с максимальными параметрами КПД. В большинстве случаев это значение 9−10 м/с.
Имеются также максимально допустимые значения скорости ветра. Они варьируются в пределах 23−25 м/с. При таких показателях КПД ветрогенератора значительно снижается, ведь лопасти агрегата меняют положение. Если говорить о самостоятельно изготовленной установке, в ней крайне сложно вычислить технические характеристики.
Необходимо ориентироваться на средние значения, а затем рассчитать нужное количество электроэнергии для основных потребностей.
Рентабельность агрегата
Установка ветрогенератора оправдана, если скорость ветра превышает 4 м/с. В подобной ситуации можно обеспечить почти все нужды:
- Изделие с производительностью 0,15−0,2 кВт сможет перевести на экологически безопасную энергию освещение помещений. Кроме того, будет возможность подключить телевизор или ПК.
- Конструкция с мощностью 1−5 кВт сможет обеспечить функционирование приборов, включая стиральную машинку и холодильник.
- Для работы всех систем и техники на экологически безопасной энергии, включая отопление, потребуется агрегат производительностью 20 кВт.
При изготовлении ветрогенератора из стиральной машины своими руками следует учесть неустойчивость скорости ветра.
Электроэнергия может исчезнуть в любой момент, поэтому бытовую технику недопустимо подключать к прибору напрямую. Для этого нужны аккумуляторы и устройство для контроля заряда, так как для электрической техники требуется напряжение 220 В.
Для изготовления агрегата своими руками понадобится купить несколько деталей. Многие из них наверняка можно найти в старой бытовой технике, но какие-то потребуется приобрести. Основные элементы:
- редуктор для регулировки скорости движения ротора;
аккумулятор, назначение которого состоит в накоплении электричества для питания приборов в тот момент, когда роторные лопасти не двигаются;- хвостовая часть, благодаря которой конструкция движется по направлению ветра;
- ротор с лопастями;
- кожух, который нужен для защиты деталей ветрогенератора от воздействия влаги и прочих отрицательных факторов окружающей среды;
- конвертер для преобразования тока;
- мачта для фиксации конструкции.
Если приобрести готовую станцию, вместе с установкой нужно заплатить 70−80 тыс. руб. Самодельный же ветрогенератор обойдется не более 3,5−4 тыс. руб.
Разница в стоимости существенная, поэтому вполне целесообразно сделать и установить конструкцию своими силами. В результате получится агрегат с показателями мощности около 2,5 кВт. Этого вполне хватит для функционирования бытовой техники.
Принцип действия и типы изделий
Все ветрогенераторы отличаются вне зависимости от того, промышленные они или сделаны своими руками. Их классификация осуществляется по нескольким признакам:
Количество лопастей. Наиболее практичными являются агрегаты, у которых 3 лопасти. Однако их число может варьироваться как в большую, так и в меньшую сторону.- Шаг лопастей. Это значение может быть постоянным или переменным.
- Характеристики движения ротора с лопастями, закрепленными на нем. Движение может осуществляться вертикально или горизонтально. Особенностью последних является более высокие показатели КПД, а первые более устойчивы к воздействию негативных внешних факторов.
- Материалы для производства лопастей используются разные — жесткие или парусные. Последние гораздо дешевле, жесткие — более прочные.
При самостоятельном производстве ветряка сначала нужно определиться с конструкцией. Кроме того, необходимо рассчитать требуемую мощность с учетом условий эксплуатации.
Горизонтальные конструкции более предпочтительны тем, что для их производства не требуется проводить высокоточных расчетов. Подобный ветряк гораздо проще сделать, он начинает работать даже при небольшом ветре. Недостатком является громоздкость изделия и шум во время работы.
Вертикальный агрегат подойдет тем, кто располагает временем на сборку и установку сложной, но компактной системы. Ветряк функционирует за счет движения лопастей, которые крепятся к ротору. Последний фиксируется на вал генератора, вырабатывающий поток электричества. Далее энергия поступает на аккумуляторные устройства, где накапливается, а затем осуществляет питание бытовых приборов.
Преимущества и недостатки
Ветряки уже очень давно пользуются популярностью. Конструкции постоянно совершенствуют, а ветер является легкодоступным энергетическим источником. Приборы, работающие от него, в экологическом плане безопасны и удобны, ведь размещаются на мачтах, не занимая полезной площади. Агрегаты просты в обслуживании и ремонте.
Конструкции издают звук во время работы. Шум может быть громким или более тихим, но он присутствует всегда. Часто подобный аспект мешает хозяевам дома и соседям. Можно выделить и другие минусы.
Ветер — крайне непредсказуемая стихия. В силу этого деятельность генератора нестабильна, поэтому нужно аккумулировать энергию, чтобы в безветренную погоду не остаться без электроэнергии.
Инструкция по изготовлению
Для производства ветрогенератора понадобится двигатель со стиральной машинки мощностью 1,5 кВт. Кроме этого, потребуются:
- неодимовые магниты размером 0,5−1,2 см — 32 шт.;
- наждачка;
- эпоксидная смола;
- клей.
Магниты можно купить в интернет-магазинах или торговых сетях. Их нужно установить на ротор. С последнего необходимо удалить сердечники или срезать их часть на токарном станке. Затем в них делают пазы глубиной 5 мм.
Когда конструкция будет готова, необходимо установить магниты в предусмотренные места. Первым делом для сердечника делают жестяное покрытие, а затем устанавливают магниты на одинаковой дистанции друг от друга. Важно соблюдать расстояние, иначе магниты в процессе эксплуатации слипнутся, и производительность устройства существенно снизится.
Готовый магнитный шаблон размещают на роторе, а промежутки заполняют эпоксидной смолой. Когда процедура окончена, следует зажать ротор в тиски и тщательно отшлифовать поверхность с помощью наждачной бумаги. После этого на подшипнике и корпусе следует проверить состояние болтов. Если элементы износились, их рекомендуется заменить.
Проверка работоспособности
Чтобы проверить работу собранного ветрогенератора, понадобятся дополнительные приборы. Среди них:
- выпрямитель;
- тестер;
- аккумулятор;
- контроллер.
Прежде всего, нужно определить, какие провода идут от рабочей обмотки, а все остальные удалить.
Эти проводники необходимо подключить к выпрямителю. Последний подключается к контроллеру, который подсоединен к аккумулятору. Система готова для проверки.
Мощность ветряка проверяется следующим образом: к аккумулятору подносят вольтметр, а собранный агрегат раскручивают обычной дрелью или шуруповертом. Следует отметить, что скорость последних должна быть не менее 800 оборотов в минуту, оптимальный вариант — 1000. Нормальными показателями считается 200−300 В.
При сборке ветрогенератора из стиральной машины могут возникнуть трудности с изготовлением крыльчатки. Нужно выбрать легкий, но в то же время прочный материал. Неплохое решение — лопасти из стеклопластика. Они имеют небольшой вес, но очень надежны и износоустойчивы. Для мачты вполне достаточно труб из стали диаметром 32 мм.
Процесс установки
Первым делом необходимо выбрать подходящее место под ветрогенератор. Опору желательно установить на открытой местности, лучше всего для этого подойдет вершина холма. Многие опытные мастера считают, чем выше опорная конструкция, тем лучше. Пошаговые действия:
- Установить мачту на опорную конструкцию, закрепить ее в местах фиксации. В процессе установки желательно пользоваться монтажными когтями.
Закрепить на мачте предварительно собранную крыльчатку с редуктором. Затем нужно проверить функционирование редуктора.- Следующим этапом нужно подключить вал к основной шестерне. Последняя расположена на основании редуктора.
- Зафиксировать вал в крепежи.
- Соединить вращающийся вал с генератором, который уже зафиксирован на металлическую конструкцию из уголков. Ее устанавливают вертикально строго напротив вала.
Для защиты ветрогенератора от различных погодных условий можно сделать над ним навес. Подобные конструкции значительно увеличивают эксплуатационный срок изделия.
Специалисты не советуют сразу подключать к ветряку дорогую и мощную бытовую технику. Сначала необходимо протестировать конструкцию на зарядке для телефона или других простейших устройствах.
Ветрогенератор — оптимальный вариант в качестве альтернативного источника энергии, но он может стать и основным для небольших построек или дачных домов. Самодельно изготовленное устройство будет работать не один год. Кроме того, сделанное своими руками изделие значительно сэкономит семейный бюджет. Главное, тщательно изучить информацию и не бояться экспериментов.
