Зазвичай дме легкий вітерець, але мій міні вітрячок періодично розкручується до дуже великих обертів, гвинт обертається з такою швидкістю, що його практично не видно, правда при таких обертах долинає ледь чутне гуркотіння лопатей. Зараз цей вітрячок підтримує в робочому стані старенький, але акумулятор, щоб той не розряджався. Максимальна потужність вітрячка всього до 100мА, можливо, він може видати і більше, але у нас зазвичай дме невеликий вітер, і заміряв на звичайному вітерці.

Конструкцію подібних вітряків підглянув на одному заморському сайті і вирішив повторити, так і народилося це маля. Як генератор використовував кроковий моторчик від давно неробочого і струминного принтера, що в мене пылився. Розібравши його, викрутив моторчик. Далі подивився, покрутив, покрутив руками, поміряв скільки дає, давав дуже мало, але вольти піднімалися вище 12-ти, а отже він теоретично міг заряджати акумулятор.

Далі з транзистора зробив кріплення для лопатей. Транзистор просвердлив діаметром валу на якому стояла зубчаста насадка, загалом під її розміри. Надів на вал транзистор, капнув клею і покрутив переконавшись, що все рівно. Потім остаточно зафіксував за допомогою епоксидки. Розвів трохи і залив отвір транзистора, додатково захистив моторчик від негоди замазавши дірочки у моторчику. Нижче фотографія цього генератора.

>

Далі з відрізка труби ПВХ, діаметром 110мм, вирізав лопаті, на трубі намалював заготовку, яку вирізав відрізною машинкою. Розміри взяв зразкові ширина вийшла 9см, а розмах гвинта 48см. Просвердлив отвори і прикрутив гвинт до моторчика-генератора за допомогою маленьких болтиків.

>

З основу використовував відрізок 55-ї ПВХ труби, далі вирізав хвіст з фанерки, і додав шматочок від 110-тої. Після складання вийшла ось така вітроелектростанція. Відразу зібрав випрямляч. Оскільки цей мотор не хотів давати багато вольт на малих оборотах, то зібрав за схемою подвоєння і включив послідовно.

Діоди взяв HER307, конденсатори - 3300мкф

Схему укутав у поліетилен і вставив у трубу випрямляч, потім мотор і прив'язав його дротом крізь просвердлені дірдочки, простір замазав силіконом. Також силіконом потім замазав усі дірдочки зверху, а знизу просвердлив один отвір про всяк випадок, щоб якщо вода скло, і випаровувався конденсат.

Хвіст закріпив наскрізь болтом, напівкруглий хвіст вставив і прив'язав дротом, він і так міцно тримається. Знайшов центр тяжіння, просвердлив (діам. 9мм.). Ще просвердлив діам. 6мм два болти М10, наскрізь, під вісь. (Болти М10 тут служать "підшипником" осі) Ввернув зверху та знизу болти М10 у трубу, змастив довгий болт М6 солідолом і все скрутив, вийшло досить жорстко. Болт-вісь (М6) прикрутив до куточка, а його до ціпка. Зверху на болт М10 одягнув на силікон пробку, тепер вісь води не боїться. Усі вітрогенератори виготовлені.

>

>

>

>

Для щогли взяв кілька брусків. які скрутив шурупами, закріпив вітряк і підняв на верер. Підключив до акумулятора, зарядка йде, але дуже слабка, підтримує акумулятор від природного розряду. Так як верячок крутитися, то залишився задоволений, принаймні буду знати звідки вітер дме. витратив ні копійки... клей не рахується. Так, за ідеєю, може пару маленьких світлодіодів запалити, або мобільний телефон за пару діб зарядити, але швидше за все такий слабкий струм телефон прийме за поганий контакт і відключить, написавши на дисплеї погане з'єднання.

У майбутньому якщо буде час і бажання зроблю на освітлення подвір'я, ось тільки другий такий же зберу і акумулятор невеликий поставлю, або кілька акумуляторних батарейок. Для цього залишився ще один кроковий, тільки цей видає під 2х20вольт від прокручування рукою, але невеликий струм. А другий – на щітках, одразу постійка. Від руки 10 вольт, КЗ – 0,5 Ампера. А ще все-таки мучитиму автогенератор, ось тільки магніти дочекаюся.

Проїжджаючи на велосипеді повз дачні ділянки, я побачив працюючий вітрогенератор. Великі лопаті повільно, але правильно оберталися, флюгер орієнтував пристрій у напрямку вітру.

Мені захотілося реалізувати подібну конструкцію, нехай і не здатну виробляти потужність, достатню для забезпечення "серйозних" споживачів, але все-таки працюючу і, наприклад, акумулятори, що заряджають або живить світлодіоди.

Одним із найбільш ефективних варіантів невеликого саморобного вітроелектрогенератора є використання крокового двигуна (ШД) (англ. stepping (stepper, step) motor) – у такому моторі обертання валу складається з невеликих кроків. Обмотки крокового двигуна поєднані у фази. При подачі струму в одну із фаз відбувається переміщення валу на один крок.

Ці двигуни є низькооборотнимиі генератор з таким двигуном може бути без редуктора підключений до вітряної турбіни, двигуна Стірлінга або іншого низькооборотного джерела потужності. При використанні як генератор звичайного (колекторного) двигуна постійного струмудля досягнення таких же результатів знадобилася б у 10-15 разів більше висока частотаобертання.

Особливістю кроковика є досить високий момент торкання (навіть без підключеного до генератора електричного навантаження), що досягає 40 г сили на сантиметр.

Коефіцієнт корисної діїгенератора із ШД досягає 40 %.

Для перевірки працездатності крокового двигуна можна підключити, наприклад червоний світлодіод. Обертаючи вал двигуна, можна спостерігати свічення світлодіода. Полярність підключення світлодіода немає значення, оскільки двигун виробляє змінний струм.

Накладемо таких достатньо потужних двигунівє п'ятидюймові дисководи гнучких дисків, а також старі принтери та сканери.

Наприклад, я маю ШД зі старого 5.25″ дисководу, який працював ще у складі ZX Spectrum– сумісного комп'ютера “Байт”.

Такий дисковод містить дві обмотки, від кінців і середини яких зроблено висновки – разом із двигуна виведено шістьпроводів:

перша обмотка (англ. coil 1) - Синій (англ. blue) та жовтий (англ. yellow);

друга обмотка (англ. coil 2) - Червоний (англ. red) та білий (англ. white);

коричневі (англ. brown) дроти - висновки від середніх точок кожної обмотки (англ. center taps).

розібраний кроковий мотор

Зліва видно ротор двигуна, у якому видно “смугасті” магнітні полюси – північний і південний. Правіше видно обмотка статора, що складається з восьми котушок.

Опір половини обмотки складає

Я використав цей двигун у початковій конструкції мого вітрогенератора.

Менш потужний кроковий двигун, що знаходиться в моєму розпорядженні T1319635фірми Epoch Electronics Corp.зі сканера HP Scanjet 2400має п'ятьвисновків (уніполярний мотор):

перша обмотка (англ. coil 1) - помаранчевий (англ. orange) та чорний (англ. black);

друга обмотка (англ. coil 2) - коричневий (англ. brown) та жовтий (англ. yellow);

червоний (англ. red) Провід - з'єднані разом висновки від середньої точки кожної обмотки (англ. center taps).

Опір половини обмотки становить 58 Ом, що вказано на корпусі двигуна.

У покращеному варіанті вітрогенератора я використав кроковий двигун Robotron SPA 42/100-558, Вироблений в НДР і розрахований на напругу 12 В:

Можливі два варіанти розташування осі крильчатки (турбіни) вітрогенератора – горизонтальне та вертикальне.

Перевагою горизонтального(найпопулярнішого) розташуванняосі, розташованої у напрямку вітру, є ефективніше використання енергії вітру, недолік – ускладнення конструкції.

Я вибрав вертикальне розташуванняосі - VAWT (vertical axis wind turbine), що суттєво спрощує конструкцію та не вимагає орієнтації за вітром . Такий варіант більш придатний для монтування на дах, він набагато ефективніший в умовах швидкої та частої зміни напряму вітру.

Я використовував тип вітротурбіни, званий вітротурбіна Савоніуса (англ. Savonius wind turbine). Вона була винайдена у 1922 році Сігурдом Йоханнесом Савоніусом (Sigurd Johannes Savonius) з Фінляндії.

Сігурд Йоханнес Савоніус

Робота вітротурбіни Савоніуса полягає в тому, що опір (англ. drag) потоку повітря, що набігає – вітру увігнутої поверхні циліндра (лопаті) більше, ніж опуклою.

Коефіцієнти аеродинамічного опору (англ. drag coefficients) $C_D$

увігнута половина циліндра (1) – 2,30

опукла половина циліндра (2) – 1,20

плоска квадратна пластина – 1,17

увігнута порожня напівсфера (3) – 1,42

опукла порожня напівсфера (4) – 0,38

Зазначені значення наведено для чисел Рейнольдса (англ. Reynolds numbers) у діапазоні $10^4 – 10^6$. Число Рейнольдса характеризує поведінку тіла у середовищі.

Сила опору тіла повітряному потоку $ =<<1 \over 2>S \rho > $, де $\rho$ – щільність повітря, $v$ – швидкість повітряного потоку, $S$ – площа перетину тіла.

Така вітротурбіна обертається в той самий бік, незалежно від напрямку вітру:

Подібний принцип роботи використовується у чашковому анемометрі (англ. cup anemometer)– прилад для вимірювання швидкості вітру:

Такий анемометр був винайдений в 1846 ірландським астрономом Джоном Томасом Ромні Робінсоном ( John Thomas Romney Robinson):

Робінсон вважав, що чашки в його чотиричашковому анемометрі переміщуються зі швидкістю, що дорівнює одній третині швидкості вітру. Насправді це значення коливається від двох до трохи більше трьох.

В даний час для вимірювання швидкості вітру використовуються тричашкові анемометри, розроблені канадським метеорологом Джоном Паттерсоном. John Patterson) у 1926 році:

Генератори на колекторних двигунах постійного струму з вертикальною мікротурбіною продаються на eBayза ціною близько $5:

Така турбіна містить чотири лопаті, розташовані вздовж двох перпендикулярних осей, з діаметром крильчатки 100 мм, висотою лопаті 60 мм, довжиною хорди 30 мм та висотою сегмента 11 мм. Крильчатка насаджена на вал колекторного мікродвигуна постійного струму з маркуванням JQ24-125p70. Номінальна напругаживлення такого двигуна складає 3 . 12 Ст.

Енергії, що виробляється таким генератором, вистачає для світіння "білого" світлодіода.

Швидкість обертання вітротурбіни Савоніуса не може перевищувати швидкість вітру , але при цьому така конструкція характеризується високим крутним моментом (англ. torque).

Ефективність вітротурбіни можна оцінити, порівнявши потужність, що виробляється вітрогенератором, з потужністю, укладеною у вітрі, що обдує турбіну:

$P =<1\over 2>\rho S $ , де $ \ rho $ - щільність повітря (близько 1,225 кг / м 3 на рівні моря), $ S $ - площу турбіни (англ. swept area), $ v $ - швидкість вітру.

Спочатку в крильчатці мого генератора використано чотири лопаті у вигляді сегментів (половинок) циліндрів, вирізаних з пластикових труб:

довжина сегмента – 14 см;

висота сегмента – 2 см;

довжина хорди сегмента – 4 см;

Я встановив зібрану конструкцію на досить високій (6 м 70 см) дерев'яній щоглі з бруса, прикріплену шурупами до металевого каркасу:

Недоліком генератора була досить висока швидкістьвітру, потрібна для розкручування лопатей. Для збільшення площі поверхні я використовував лопаті, вирізані з пластикових пляшок:

довжина сегмента – 18 см;

висота сегмента – 5 см;

довжина хорди сегмента – 7 см;

відстань від початку сегмента до центру осі обертання – 3 див.

Проблемою виявилася міцність утримувачів лопатей. Спочатку я використав перфоровані алюмінієві планки від радянського дитячого конструктора завтовшки 1 мм. Через кілька діб експлуатації сильні пориви вітру призвели до зламу планок (1). Після цієї невдачі я вирішив вирізати тримачі лопатей з фольгованого текстоліту (2) товщиною 1,8 мм.

Міцність текстоліту на вигин перпендикулярно до пластини становить 204 МПа і порівняємо з міцністю на вигин алюмінію – 275 МПа. Але модуль пружності алюмінію $E$ (70000 МПа) набагато більше, ніж текстоліт (10000 МПа), тобто. тексоліт набагато еластичніший за алюміній. Це, на мою думку, з урахуванням більшої товщини текстолітових власників забезпечить набагато більшу надійність кріплення лопатей вітрогенератора.

Вітрогенератор змонтований на щоглі:

Досвідчена експлуатація нового варіанта вітрогенератора показала його надійність навіть за сильних поривів вітру.

Недоліком турбіни Савоніуса є невисока ефективність – лише близько 15 % енергії вітру перетворюється на енергію обертання валу (це набагато менше, ніж може бути досягнуто з вітротурбіною Дар'ї(англ. Darrieus wind turbine)), що використовує підйомну силу (англ. lift). Цей вид вітротурбіни був винайдений французьким авіаконструктором Жоржем Дар'є (Georges Jean Marie Darrieus) -патент США від 1931 року № 1,835,018 .

Недоліком турбіни Дар'ї є те, що у неї дуже поганий самозапуск (для вироблення моменту, що крутить, від вітру турбіни вже повинна бути розкручена).

Перетворення електроенергії, що виробляється кроковим двигуном

Висновки крокового двигуна можуть бути підключені до двох мостових випрямлячів, зібраних з діодів Шоттки зниження падіння напруги на діодах.

Можна застосувати популярні діоди Шоттки 1N5817з максимальним зворотною напругою 20, 1N5819– 40 В та максимальним прямим середнім випрямленим струмом 1 А. Я з'єднав виходи випрямлячів послідовно з метою збільшення вихідної напруги.

Також можна використовувати два випрямлячі із середньою точкою. Такий випрямляч вимагає вдвічі менше діодів, але при цьому і вихідна напругазнижується вдвічі.

Потім пульсуюча напруга згладжується за допомогою ємнісного фільтра – конденсатора 1000 мкФ на 25 В. Для захисту від підвищеної напруги, що генерується паралельно конденсатору включений стабілітрон на 25 В.

схема мого вітрогенератора

електронний блок мого вітрогенератора

У вітряну погоду напруга холостого ходуна виході електронного блокувітрогенератора досягає 10 В, а струм короткого замикання- 10 мА.

ПІДКЛЮЧЕННЯ ДО JOULE THIEF

Потім згладжена напруга з конденсатора може подаватися на Joule Thief- Низьковольтний DC-DCперетворювач. Я зібрав такий перетворювач на базі германієвого pnp-транзистора ГТ308В ( VT) та імпульсного трансформатора МІТ-4В (котушка L1- Виводи 2-3, L2– висновки 5-6):

Значення опору резистора Rпідбирається експериментально (залежно від типу транзистора) – доцільно використовувати змінний резистор на 4,7 кім і поступово зменшувати його опір, домагаючись стабільної роботи перетворювача.

мій перетворювач Joule Thief

ЗОРЯД ІОНІСТОРІВ (СУПЕРКОНДЕНСАТОРІВ)

Іоністор (суперконденсатор, англ. supercapacitor) являє собою гібрид конденсатора та хімічного джерела струму.

Іоністор – неполярнийелемент, але один із висновків може бути позначений "стрілкою" - для позначення полярності залишкової напруги після заряджання на заводі-виробнику.

Для початкових досліджень я використав іоністор 5R5D11F22Hємністю 0,22 Ф на напругу 5,5 В (діаметр 11,5 мм, висота 3,5 мм):

Я підключив його через діод до виходу Joule Thiefчерез германієвий діод Д310.

Для обмеження максимальної напруги зарядки іоністора можна використовувати стабілітрон або ланцюжок світлодіодів – я використовую ланцюжок з двохчервоних світлодіодів:

Для запобігання розряду вже зарядженого іоністора через обмежувальні світлодіоди HL1і HL2я додав ще один діод – VD2.

Мій саморобний вітрогенератор на кроковому двигуні, Мої захоплюючі та небезпечні експерименти

Мій саморобний вітрогенератор на кроковому двигуні Проїжджаючи на велосипеді повз дачні ділянки, я побачив працюючий вітрогенератор. Великі лопаті повільно, але вірно оберталися, флюгер

Кроковий двигун як генератор?

Валявся у мене кроковий двигун і вирішив я його спробувати використовувати як генератор. Двигун був знятий зі старого матричного принтера, написи на ньому наступні: EPM-142 EPM-4260 7410. Двигун попався уніполярний, це означає, що у цього двигуна 2 обмотки з відведенням від середини, опір обмоток склав 2х6ом.

Для тесту потрібний інший двигун, щоб розкрутити кроковий. Конструкція та кріплення двигунів показані на рисунках нижче:

Плавно запускаємо двигун, щоб гумка не злетіла. Треба сказати що на високих оборотах вона все ж таки злітає, тому напруга вище 6 вольт не піднімав.

Підключаємо вольтметр і починаємо тестувати, спершу міряємо напругу.

Думаю нічого пояснювати не потрібно і все зрозуміло на фотографії нижче. Напруга склала 16 вольт, обороти розкручує двигуни не великі, думаю якщо сильніше розкрутити те, можна і всі 20 вольт вичавити.

Виставляємо напругу трохи менше 5 вольт, так щоб кроковий двигун після моста видавав близько 12 вольт.

Світить! Напруга при цьому з 12 вольт просіло до 8 і двигун став розкручувати трохи повільніше. Струм КЗ без світлодіодної стрічкисклав 0.08А – нагадаю, що двигун, що розкручує, працював НЕ на повну потужність, І не забуваємо про другу обмотку крокового двигуна, просто паралелити їх не можна, а збирати схему мені не хотілося.

Думаю, з крокового двигуна можна виготовити непоганий генератор, причепити його на велосипед або зробити на його основі вітрогенератор.

Кроковий двигун як генератор? Меандр - цікава електроніка

Кроковий двигун як генератор? Валявся у мене кроковий двигун і вирішив я його спробувати використовувати як генератор. Двигун був знятий зі старого матричного принтера.

Вітер – це безкоштовна енергія! Тож давайте її використовувати в особистих цілях. Якщо створення ВЕС у промислових масштабах це дуже дорого, тому що крім генератора потрібно провести низку досліджень і розрахунків, держава не бере на себе такі витрати, а інвесторам у країнах колишнього СРСР це чомусь не викликає особливого інтересу. То в приватному порядку можна зробити міні-вітряк для власних потреб. Варто розуміти, що проект переведення вашого будинку на альтернативну енергію дуже дороге заняття.

Як уже було сказано: потрібно провести тривалі спостереження та розрахунки, щоб підібрати оптимальне співвідношення розмірів вітрового колеса та генератора, що підходить до вашого клімату, троянди вітрів та середньорічної швидкості вітру.

Ефективність вітроелектричної установки в межах одного регіону може відрізнятись у рази, це пов'язано з тим, що рух вітру залежить не тільки від кліматичного поясу, а й від рельєфу місцевості.

Однак ви можете дізнатися, що таке вітроенергетика з мінімальними витратамизібравши бюджетну установку для живлення малопотужного навантаження, типу смартфона, лампочок чи радіоприймача. За належного підходу ви можете забезпечити електроенергією невеликий будинок або дачну ділянку.

Давайте розглянемо як можна зробити найпростішу вітроелектричну установку своїми руками.

Молодіжні вітряки з підручних засобів

Комп'ютерний кулер є безколлектроним двигуном, який у своєму первісному вигляді не представляє практичної цінності.

Його потрібно перемотати, тому що в оригіналі обмотки з'єднані невідповідним чином. Мотати котушки по черзі:

За годинниковою стрілкою;

Проти годинникової стрілки;

За годинниковою стрілкою;

Проти годинникової стрілки.

З'єднувати сусідні котушки потрібно послідовно, а ще краще мотати одним шматком дроту, переходячи від одного паза до іншого. Товщину дроту в цьому випадку підбирати довільно, краще буде якщо ви намотаєте якнайбільше витків, а це можливо при використанні найменш тонким дротом.

Вихідна напруга з такого генератора буде змінною, а її величина залежатиме від оборотів (швидкості вітру), встановіть діодний міст з діодів Шоттки, щоб випрямити його до постійного, звичайні діоди підійдуть, але буде гірше, тому що це буде гірше. на них впаде напруга від 1 до 2 вольт.

Ліричний відступ, трохи теорії

Запам'ятайте величина ЕРС дорівнює:

де L - Довжина провідника поміщеного в магнітне поле; V – швидкість обертання магнітного поля;

При модернізації генератора ви можете проводити лише довжину провідника, тобто кількість витків кожної з котушок. Кількість витків - визначає вихідну напругу, а товщина дроту - максимальне струмове навантаження.

Насправді впливати на швидкість вітру не можна. Однак з цієї ситуації теж є вихід, можна, дізнавшись типову швидкість вітру для вашої місцевості спроектувати гвинт для вітроелектричної установки, що підходить по обертах, а також редуктор або ремінну передачу, для забезпечення достатніх оборотів для генерації потрібного за величиною напруги.

ВАЖЛИВО:Швидше не означає краще! При занадто великій швидкості обертання вітрогенератора скоротиться його ресурс, погіршуватиметься мастильні властивості втулок або підшипників ротора, і він заклинить, а найшвидше відбудеться пробій ізоляції обмоток у генераторі.

Генератор складається з:

Збільшуємо потужність генератора з комп'ютерного кулера

По-перше, чим більше лопат і діаметр колеса - тим краще, тому придивіться до 120-мм кулерів.

По-друге, ми вже сказали, що напруга залежить і від магнітного поля, річ у тому, що промислові генератори високої потужності мають обмотки збудження, а низької потужності – сильні магніти. У кулері магніти вкрай слабкі і не дозволяють досягти хороших результатіввід генератора, та й зазор між ротором і статором дуже великий - близько 1 мм, і це при слабких магнітах і без того.

Вирішення цієї проблеми кардинально змінити конструкцію генератора. Точніше, від кулера буде потрібно тільки крильчатка, як сам генератор застосуємо моторчик від принтера або будь-якої іншої побутової техніки. Найчастіше зустрічаються щіткові двигуни із збудженням від постійних магнітів.

В результаті це виглядатиме так.

Потужності такого генератора вистачить, щоб запитати світлодіоди, радіоприймач. Для підзарядки телефону його не вистачить, телефон відображатиме процес заряду, але струм буде дуже малий, до 100 Ампер, при вітрі 5-10 метрів за секунду.

Крокові двигуни в ролі вітрогенератора

Кроковий двигун дуже часто зустрічається в комп'ютерній та побутової техніки, у різних програвачах, флоппі-дисководах (цікаві старі моделі 5.25”), принтерах (особливо матричних), сканерах і т.д.

Дані двигуни без переробок можуть працювати в ролі генератора, вони являють собою ротор постійними магнітами, і статор з обмотками, типова схемаПідключення крокового двигуна в режимі генератора зображено на малюнку.

У схемі встановлений лінійний стабілізатор на 5 Вольт типу L7805, що дозволить без побоювання підключати мобільні телефонидо такого вітряка для їхньої зарядки.

На фото генератор із крокового двигуна із встановленими лопатями.

Двигун у разі з 4-ма вихідними проводами, схема відповідно під нього. Двигун із такими габаритами в режимі генератора видає приблизно 2 Вт при слабкому вітрі (швидкість вітру близько 3 м/с) та 5 м/с при сильному (до 10 м/с).

До речі, ось аналогічна схема зі стабілітроном, замість L7805. Дозволяє заряджати Li-ion батареї.

Доробка саморобного вітряка

Щоб генератор працював ефективніше, потрібно зробити йому напрямний хвостовик і закріпити його на щоглі рухомо. Тоді при зміні напряму вітру - змінюватиметься напрям вітрогенератора. Тоді виникає наступна проблема - кабель, що йде від генератора до споживача, закручуватиметься навколо щогли. Щоб це вирішити, потрібно забезпечити рухомий контакт. На Ebay та Aliexpress продається готове рішення.

Нижні три дроти - нерухомі йдуть вниз, а верхній пучок проводів - рухливий, всередині встановлений ковзний контакт або щітковий механізм. Якщо у вас немає можливості купити, проявіть кмітливість, і надихнувшись рішенням конструкторів автомобіля Жигулі, а саме реалізацією рухомого контакту кнопки сигналу на кермі і зробіть щось схоже. Або скористайтесь контактним майданчиком від електрочайника.

З'єднавши роз'єми, ви отримаєте рухомий контакт.

Потужний вітрогенератор із підручних засобів.

Для отримання більшої потужності можна використовувати два варіанти:

1. Генератор із шуруповерта (10-50 Вт);

Зі шуруповерта знадобиться тільки моторчик, варіант аналогічний попередньому, як гвинт ви можете використовувати лопаті від вентилятора, це збільшить підсумкову потужність вашої установки.

Ось приклад реалізації такого проекту:

Зверніть увагу як тут реалізована шестерна підвищує передача - вал вітрогенератора розташований у трубі, на його кінці розташована шестерня, яка передає обертання меншій шестерні закріпленої на валу двигуна. Підвищення оборотів двигуна має місце у промислових вітряних електроустановках. Редуктори застосовуються повсюдно.

Однак в умовах саморобки виготовити редуктор великою проблемою. Ви можете витягти редуктор з електроінструменту, він там потрібен щоб зменшити високі оборотина валу колекторного двигунау нормальні обороти патрона на дрилі, або диска болгарки:

У дрилі встановлено планетарний редуктор;

У болгарці встановлено кутовий редуктор (стане корисним для монтажу деяких установок та зменшить навантаження з хвоста ВЕУ);

Редуктор від ручного дриля.

Такий варіант саморобного вітрогенератораможе заряджати 12 В акумулятори, проте потрібен перетворювач для формування зарядного струму і напруги. Це завдання можна спростити застосувавши автомобільний генератор.

Перевага такого генератора – можливість використовувати його для зарядки автомобільних акумуляторів, В принципі він для цього і призначений. Автогенератори мають вбудований реле-регулятор напруги, що позбавляє необхідності купувати додаткові стабілізатори або перетворювачі.

Однак автолюбителі знають, що на низьких неодружених оборотах, приблизно 500-1000 Об/хв потужність такого генератора мала, і він не забезпечує належного струму для заряду акумулятора. Це призводить до необхідності підключення до вітроколеса через редуктор або ремінну передачу.

Відрегулювати кількість обертів за нормальної для ваших широт швидкості вітру можна за допомогою підбору передавального числаабо за допомогою правильно спроектованого вітроколеса.

Корисні поради

Мабуть, найзручніша для повторення конструкція щогли для вітряка – зображена на картинці. Така щогла розтягується на тросах, закріплених на утримувачах землі, що забезпечує стійкість.

Важливо:Висота щогли має бути якомога більшою приблизно 10 метрів. На більшій висоті вітер сильніший, тому що для нього немає перешкод у вигляді наземних споруд, пагорбів та дерев. У жодному разі не встановлюйте вітрогенератор на даху свого будинку. Резонансні коливання кріпильних конструкцій можуть спричинити руйнування його стін.

Подбайте про надійність несучої щогли, адже конструкція вітряка на базі такого генератора значно ускладнюється і є досить серйозним рішенням, яке може здійснювати автономне електропостачання дачі з мінімальним набором. електричних приладів. Пристрої, які працюють від 220 Вольт можна запитати від інвертора 12-220 В. Найпоширеніший варіант такого інвертора - .

Найкраще використовувати генератори від дизельних, у т.ч. вантажних автомобілівадже вони розраховані для роботи на низьких оборотах. У середньому дизельний двигунвеликої вантажівки працює в діапазоні оборотів від 300 до 3500 об/хв.

Сучасні генератори видають 12 або 24 Вольт, а струм у 100 Ампер – вже давно став нормальним. Провівши нескладні обчислення можна визначити, що такий генератор максимально видасть вам до 1 кВт потужності, а генератор від жигулів (12 40-60 А) 350-500 Вт, що вже досить пристойна цифра.

Яким має бути вітроколесо для саморобної ВЕУ?

Я згадав у тексті про те, що вітроколесо має бути більшим і з великою кількістю лопат, насправді це не так. Це твердження було справедливим для тих мікрогенераторів, які не претендують на звання серйозних електричних машин, а скоріше екземпляри для ознайомлення та дозвілля.

Насправді проектування, розрахунок та створення вітроколеса – це дуже складне завдання. Енергія вітру буде використовуватися раціональніше, якщо він виконаний дуже точно і ідеально виведений «авіаційний» профіль, при цьому він повинен бути встановлений з мінімальним кутом до площини обертання колеса.

Реальна потужність вітроколес з однаковим діаметром і різною кількістю лопатей – однаково, різниця лише у швидкості їхнього обертання. Чим менше крил - тим більше обертів за хвилину, при тому ж вітрі та діаметрі. Якщо ви збираєтеся досягти максимальних обертів, ви повинні максимально точно змонтувати крила з мінімальним кутом до площини їхнього обертання.

Ознайомтеся з таблицею з книги 1956 «Самодельна вітроелектростанція» вид. ДОСААФ Москва. На ній показано зв'язок діаметра колеса, потужності та оборотів.

У домашніх умовах ці теоретичні викладки дають мало користі, любителі роблять вітроколеса з підручних засобів, в хід йде:

• Листи металу;

  Пластикові каналізаційні труби.

Зібрати своїми руками швидкохідне 2-4 лопатеве ветроколесо можна з каналізаційних труб, крім них потрібна ножівка або будь-який інший ріжучий інструмент. Використання цих труб обумовлено їхньою формою, після обрізки вони мають увігнуту форму, що забезпечує високу чуйність до потоків повітря.

Після обрізки їх закріплюють за допомогою болтів на металевій, текстолітовій або фанерній болванці. Якщо ви зібралися робити її з фанери - краще переклейте і скрутіть шурупами з обох боків кілька шарів фанери, тоді у вас вийде досягти жорсткості.

Ось ідея двох лопатевої цільної крильчатки для генератора з крокового двигуна.

Висновки

Ви можете зробити вітроелектричну установку починаючи від малих потужностей - одиниць Ватт, для живлення окремих світлодіодних світильників, Маячків і дрібної техніки, до хороших значень потужності в одиницях кіловат, накопичувати енергію в акумуляторі, використовувати її у вихідному вигляді або перетворювати до 220 Вольт. Вартість такого проекту залежатиме від ваших потреб, мабуть, найдорожчим елементом є щогла та акумулятори, що може виявитися в межах 300-500 доларів.

Прийшла на думку проста, очевидна, але геніальна думка. Адже якщо врахувати, що кроковий двигун є не лише моторчиком, що забезпечує механічну роботуабсолютно різних пристроїв (починаючи від принтерів сканерів та іншої офісної апаратури, закінчуючи різними агрегатами, які застосовуються у більш серйозних пристроях). Кроковий двигун також може послужити чудовим генератором електрики!

А його найголовніший плюс у всьому, це те, що йому зовсім не потрібні великі оберти, він може справно працювати і при малих навантаженнях. Тобто навіть при мінімальній дії сили спрямованої на нього кроковий двигун відмінно виробляє енергію. Найголовніше, що цієї енергії цілком вистачить на різні потреби на кшталт освітлення дороги велосипедисту за допомогою підключеного до крокового двигуна ліхтаря.

На жаль зі звичайним генератором стандартному велосипеду будуть все ж таки необхідні початкові обороти, до того як ліхтарик почне випускати промені досить яскравого світла для чіткого освітлення шляху. Але при використанні крокового двигуна цей недолік видаляється сам собою, тобто освітлення подаватиметься відразу, як почнеться обертання колеса.

Але правда у цієї диво конструкції все ж таки буде ряд недоліків. Наприклад, найбільш явний з них, це велике магнітне залипання. Але насправді це не таке страшне для велосипедиста.

Що приступаючи до роботи, нам буде необхідно знайти деякі деталі:
1) Власне сам кроковий двигун.
2) парочка конденсаторів великої ємності.
3) світлодіодні ліхтарі
4) стабілізатор напруги 5-6 вольт.

Знайти кроковий двигун досить просто через те, що він дуже поширений у всіх офісних приладах. Єдине, що потрібно розуміти, це те, що чим більший кроковий двигун – тим відповідно краще для нас.

Тут буде описано та представлено декілька моделей крокових двигунів та різні варіанти їх кріплення до залізного коня.
Для початку візьмемо самий великий двигун, що вдалося роздобути автору Він демонтував його із звичайного офісного плотера для друку (по суті це принтер, лише у кілька разів більшого розміру).

Зовні двигун досить великий.

Але перш ніж приступити до вивчення схеми стабілізації схеми живлення, варто звернути увагу на методику кріплення цього агрегату до велобайка.

Якщо погляньте на малюнок, то зрозумієте, що генератор розташований ближче до осі колеса і обертання передається від додаткового кола.

І все ж так як модель велосипеда у кожного своя і хтось не захоче пошкоджувати раму саморізами, вам буде потрібно самому розробити коло обертання, варіантів тут дійсно багато.

Якщо ж ви не уявляєте собі як прикрутити великий кроковий двигун до конструкції, є менший варіант:

Вам залишається лише вибрати варіант генератора, що підходить під розміри вашого транспортного засобу.

Якщо з кроковими двигунами розібралися, можна приступити і до ліхтарів і ланцюгів живлення.

Ліхтарі необхідно взяти світлодіодні. схема випрямлення виглядатиме так: блок випрямляючих діодів, кілька конденсаторів великої ємностіта природно стабілізатор напруги. У принципі, це стандартна схема харчування.

Кроковий двигун стандартно має на виході чотири проводки, які відповідають двом котушкам. саме з цієї причини на зображенні випрямних блоків теж два. Цей саморобний генератор електрики цілком може видавати аж до 50 вольт напруги великих оборотах, Отже, конденсатори краще взяти відповідні(напруга вище 50). Ну а стабілізатор на напругу 5-6 вольт.

І так у чому суть саморобки, і чому вона знадобилася?

Вся справа в його перевагі, навіть тільки рушивши з місця-вам шлях буде вже яскраво освітлений ліхтарем, запитаним від нашого крокового двигуна-він же генератор.

Так само хотілося б відзначити, що в процесі руху ліхтар не блиматиме або тухнути - освітлення буде плавним і рівним.