Чи потрібний дозвіл на вітрогенератор?

Часто запитують, чи потрібний дозвіл для встановлення вітрогенераторів у себе на ділянці. Відповідь: в Росії поки не потрібно жодних дозволів.

Скільки коштує 1 вітрогенератор?

Вітрогенератор 1 кВт 149 788,00 руб.

Скільки енергії дає один вітрогенератор?

Вітрогенератори – це генератори електричної енергії, які працюють під впливом енергії вітру. Сьогодні вітрогенератори – високотехнологічні вироби потужністю від 5 кВт до 4500 кВт одиничної потужності.

Утеплення. Блог про всі види утеплення. Радіатори
Вітрогенератор своїми руками Як зробити самому?

Як зробити самим вітрогенератор

Вітрогенератор – пристрій для перетворення кінетичної енергії вітрового потоку в механічну енергію обертання ротора з подальшим її перетворенням на електричну енергію.

Вітер – це безкоштовна енергія! Тож давайте її використовувати в особистих цілях. Якщо створення ВЕС у промислових масштабах це дуже дорого, бо 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 вже 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 витратами зібравши бюджетну установку для малопотужного навантаження, типу смартфона, лампочок або 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:

1. За годинниковою стрілкою;
2. Проти годинникової стрілки;
3. За годинниковою стрілкою;
4. 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.

Збільшуємо потужність генератора з комп'ютерного кулера

По-перше, чим більше лопатей та діаметр колеса – тим краще, тому придивіться до 120-мм кулерів.

По-друге, ми вже сказали, що напруга залежить від магнітного поля, справа в тому, що промислові генератори високої потужності мають обмотки збудження, а низької потужності – сильні магніти. У кулері магніти вкрай слабкі і не дозволяють досягти хороших результатів від 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 побутовій техніці, у різних програвачах, флоппі-дисководах (цікаві старі моделі 5.25”), принтерах (особливо матричних), сканерах тощо.

Дані двигуни без переробок можуть працювати в ролі генератора, вони є ротором з постійними магнітами, і статор з обмотками, типова схема підключення крокового двигуна в режимі генератора зображена на малюнку.

У схемі встановлений лінійний стабілізатор на 5 Вольт типу L7805, що дозволить без побоювання підключати мобільні телефони до такого вітряка для їх 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);

2. Вітрогенератор із автомобільного генератора.

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 підвищуюча передача – вал вітрогенератора розташований у трубі, на його кінці розташована шестерня, яка передає обертання меншій шестерні закріпленій на валу двигуна. Підвищення оборотів двигуна має місце у промислових вітряних електроустановках. Редуктори застосовуються повсюдно.

Однак в умовах саморобки виготовити редуктор стає великою проблемою. Ви можете витягти редуктор з електроінструменту, він там потрібен щоб знизити високі обороти на валу колекторного двигуна 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 вітрогенератора може заряджати 12 В акумулятори, проте потрібен перетворювач для формування зарядного струму і напруги. Це завдання можна спростити застосувавши автомобільний генератор.

Вітрогенератор з автомобільного генератора

Автомобільний генератор складається зі статора з трифазною обмоткою, і ротора зі щітковим вузлом та котушкою збудження. До навантаження такий генератор підключається через діодний міст, зібраний за схемою Ларіонова, він зазвичай розташований на задній кришці генератора.

Перевага такого генератора – можливість використовувати його для заряджання автомобільних акумуляторів, в принципі він для цього 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 числа або за допомогою правильно спроектованого вітроколеса.

Корисні поради

Мабуть, найзручніша для повторення конструкція щогли для вітряка – зображена на зображенні. 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, бо 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 збільшується і є вже 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 – блок безперебійного живлення для ПК.

Найкраще використовувати генератори від дизельних, у т.ч. вантажних автомобілів, адже вони розраховані до роботи на низьких оборотах. У середньому дизельний двигун великої 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 та 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». 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:

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.

Ви можете зробити вітроелектричну установку, починаючи від малих потужностей – одиниць Ватт, для живлення окремих світлодіодних світильників, маячків та 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.

Раніше ЕлектроВести писали, що Міжнародне сертифікаційне та класифікаційне товариство DNV GL схвалило систему управління вітровими турбінами на основі лідар-технології, розробленої китайською компанією Goldwind. Це перша у світі лазерна система управління, яка пройшла всі необхідні етапи перевірки.

Як зробити саморобний вітрогенератор на 220 В (4 кВт)

У плані вітроенергетичних ресурсів Росія займає досить двояке становище. З одного боку, її частку припадає величезна площа, багата рівнинними місцями. З іншого боку, вітри тут повільні, мають низький потенціал. Вони можуть бути досить буйними в місцях, де мешкає мало людей. Відповідно до цього стає актуальним завдання облаштування саморобного вітрогенератора.

Джерело електрики

Щонайменше 1 раз на рік збільшуються тарифи на послуги електроенергії, найчастіше — у кілька разів. Це б'є по кишені громадян, зарплата яких не росте так само стрімко. Домашні умільці раніше вдавалися до простого, але досить небезпечного та незаконного способу економії на електроенергії. Вони прикріплювали до поверхні витратоміра неодимовий магніт, після чого той припиняв роботу лічильника.

Якщо зазначена схема спочатку працювала злагоджено, то надалі з нею виникали проблеми. Пояснювалося це кількома причинами:

1. Контролери стали частіше ходити додому та проводити позапланові перевірки.
2. На лічильники стали приклеювати спеціальні стікери, під впливом яких стали темніти магнітні поля. Відповідно, обчислити такого порушника не було проблеми.
3. Стали випускатися нові лічильники, які мали сприйнятливості до магнітному полю. Замість стандартних моделей з'явились електронні вузли.

Все це спонукало людей до пошуку альтернативних джерел електроенергії, наприклад, вітрогенераторів. Якщо людина проживає в областях, де регулярно дмуть вітри, такі пристрої стають для нього «паличкою-виручалочкою». Пристрій використовує силу вітру для одержання енергії.

Корпус оснащений лопатями, що приводять у рух ротори. Електроенергія, одержана таким чином, трансформується в постійний струм. Надалі вона переходить до споживачів або накопичується в акумуляторі.

Саморобний вітрогенератор може виступати як головне або додаткове джерело енергії. Як допоміжний пристрій може гріти воду в бойлері або підживлювати домашні світильники, тоді як вся інша електроніка працює від головної мережі. Можлива робота таких генераторів і як головне джерело там, де будинки не підключені до електрики. Тут пристрої підживлюють:

Вітрова електростанція здатна підживлювати низьковольтні та класичні прилади. Перші працюють від напруги 12-24 Вольт, а вітрогенератор здатний забезпечувати потужність на 220 Вольт. Він виготовляється за схемою із використанням інверторних перетворювачів.Електрика накопичується в акумуляторі. Є модифікації на 12-36 Вольт. Вони відрізняються більш простою конструкцією. Для них застосовуються стандартні контролери заряду акумулятора. Щоб забезпечити обігрів житла, достатньо зробити вітрогенератори своїми руками на 220 В. 4 кВт – це потужність, яку забезпечить їхній двигун.

Особливості виробу

Створювати вітряк своїми руками вигідно. Досить дізнатися, що заводські вироби потужністю не більше 5 кВт коштують до 220000 р., як зрозуміло, наскільки краще використовувати доступні матеріали і зробити їх самостійно, адже завдяки цьому вдасться заощадити чимало коштів.

Безперечно, заводські модифікації рідко ламаються і є надійнішими. Але якщо поломка трапиться, доведеться витратити величезні суми на купівлю запасних вузлів.

Магазинні моделі часто недоступні для більшості громадян. Щоб окупити витрати на покупку такого пристрою, потрібно від 10 до 12 років, хоча окремі види пристроїв відбивають ці витрати трохи раніше. Зробивши вітрогенератор 2 кВт своїми руками, можна отримати далеко не найдосконалішу конструкцію, але у разі поломки її вдасться легко відремонтувати самостійно. Мініатюрний вітряк малої потужності здатний зібрати без проблем будь-яка людина, яка вміє поводитися з інструментами.

Ключові вузли

Як говорилося, вітряний генератор можна зробити в домашніх умовах. Потрібно підготувати певні вузли для його надійного функціонування. Вони включають:

1. Лопаті. Виготовляти їх можна із різних матеріалів.
2. Генератор. Його теж можна зібрати власноруч або купити готовий.
3. Хвостова зона.Використовується для руху лопат у напрямку вектора, забезпечуючи гранично можливий ККД.
4. Мультиплікатор. Збільшує швидкість обертання ротора.
5. Щогла для кріплення. Вона грає роль елемента, у якому зафіксовані всі зазначені вузли.
6. Натяжні троси Необхідні для фіксації конструкції в цілому та захисту від руйнування під впливом вітру.
7. Акумулятор, інвертор та контролер заряду. Сприяють перетворенню, стабілізації енергії та її накопиченню.

Початківцям слід розглядати прості схеми роторного вітрогенератора.

Інструкція з виготовлення

Вітряк можна виготовляти навіть із пластикових пляшок. Він крутитиметься під дією вітру, видаючи при цьому шум. Можливих схем облаштування таких виробів є багато. Вісь обертання допустимо розташовувати у них вертикально чи горизонтально. Ці пристрої використовуються переважно для боротьби зі шкідниками на присадибній ділянці.

Саморобний вітрогенератор схожий на пляшковий вітряк по конструкції, але розміри його більші, і він відрізняється більш ґрунтовною конструкцією.

Якщо до вітряка для боротьби з крітами на городі приробити двигун, він зможе давати електроенергію і підживлювати, наприклад, світлодіодні світильники.

Складання генератора

Для складання вітряної електростанції обов'язково знадобиться генератор. У його корпус необхідно поставити магніти, які забезпечуватимуть електроенергію в обмотках. Такий тип пристрою мають окремі види електродвигунів, наприклад, встановлені в шуруповертах. Але виготовити із шуруповерта генератор не вдасться. Він не забезпечить потрібну потужність. Його вистачить хіба що на підживлення невеликої світлодіодної лампи.

З автомобільного генератора вітряну електростанцію теж навряд чи вдасться зробити. Пояснюється це тим, що в даному випадку застосовується обмотка збудження, що отримує живлення від акумулятора, чому він і не підходить для цього. Слід підбирати генератор оптимальної потужності, що самозбуджується, або купити готову модель. Експерти рекомендують купувати його в готовому вигляді, оскільки цей пристрій забезпечить високий ККД, але ніхто не заважає зробити його своїми руками. Гранична потужність у нього буде на рівні 3,5 кВт.

Що потрібно взяти:

1. Статор. Для нього використовується 2 металеві листи, розрізані на круги діаметром 500 мм. На кожен шматок наклеюють 12 неодимових магнітів діаметром 50 мм. Фіксують їх, дещо відступивши від країв виробів, обов'язково з чергуванням полюсів. Те саме роблять з другим колом, але полюси ставлять зі зрушенням.
2. Ротор. Конструкція включає 9 котушок, які намотуються мідним дротом діаметром 3 мм. Необхідно виконати по 70 витків у всіх котушках. Щоб розмістити їх, слід облаштовувати немагнітну основу.
3. Ось. Виробляють її в середині ротора. Потрібно відцентрувати конструкцію, інакше вона розсиплеться під впливом вітру.

Ставлять ротор та статор і на дистанції 2 мм. Обмотки об'єднують таким чином, щоб вийшло 1-фазне джерело змінного струму.

Створення лопатей

У вітряну погоду з готового пристрою можна видобувати 3,5 кВт потужності. При середній інтенсивності повітряного потоку цей показник становить трохи більше 2 кВт. Пристрій безшумний, якщо порівнювати з моделями на електродвигуні.

Слід подумати про місце монтажу лопат.У прикладі виготовляється проста модифікація вітрогенератора горизонтального типу з трьома лопатями. Можна спробувати виготовити вертикальний варіант, але ККД у нього буде зниженим. У середньому він становитиме 0,3. Єдиною перевагою такої конструкції буде можливість роботи за будь-якого напрямку вітру. Прості лопаті виготовляються за допомогою таких матеріалів:

1. Деревина. Її недоліком є ​​поява тріщин через якийсь час після запуску.
2. Поліпропілен. Ідеальний варіант для генераторів невеликої потужності.
3. Метал. Вважається довговічним та надійним матеріалом, з якого можна виготовляти будь-які за розміром лопаті. Найкраще підходить у цьому випадку дюралюміній.

Одна річ – виготовити своїми руками лопаті для вітрогенератора, і зовсім інша – забезпечити збалансованість конструкції. Якщо всі нюанси не будуть враховані, сильний вітер без особливих зусиль зруйнує щоглу. Як тільки лопаті будуть виготовлені, разом із ротором їх встановлюють на монтажний майданчик, де буде закріплено хвостову частину.

Запуск та оцінка ефективності

Навіть якщо вітрогенератор був виготовлений за всіма правилами, помилковий вибір місця для розміщення щогли може зіграти злий жарт із майстром. Елемент має стояти вертикально. Генератор разом із лопатями краще розмістити якнайвище — там, де «гуляють» сильні вітри. Поблизу не повинно розташовуватися будинків, будь-яких великих будівель, дерев, що окремо ростуть. Все це загороджуватиме потоки повітря. Якщо виявлено будь-які перешкоди, слід розмістити генератор певній відстані від них.

Після того, як установка почне працювати, слід під'єднати мультиметр до гілки генератора і перевірити, чи є напруга. Систему можна вважати готовою до повноцінної експлуатації.Після цього залишається з'ясувати, яка напруга надійде в житло і як це відбуватиметься.

Процес підключення у будинку

Після облаштування практично безшумного вітряка з гарною потужністю необхідно підключити до нього побутові прилади. Збираючи власноруч такий пристрій, слід подбати про покупку інверторного перетворювача з ефективністю 99%. У такому разі втрати на перехід постійного струму в змінний будуть найменшими, а у корпусі будуть присутні три вузли:

1. Акумуляторний блок Здатний про запас накопичувати енергію, яка генерується пристроєм.
2. Контролер заряду. Забезпечує триваліший термін служби акумуляторних батарей.
3. Перетворювач. Трансформує постійний струм змінний.

Можна встановлювати обладнання для живлення освітлювальних приладів та побутової техніки, які можуть працювати на напрузі 12-24 Вольт. Потреба інверторному перетворювачі у разі відсутня. Для приладів, що дозволяють готувати їжу, краще використовувати газове обладнання з харчуванням від балона.