Ветрогенератор на балконе своими руками
Обновлено: 28.04.2024
Сделать ветряной генератор для получения бесплатной электроэнергии можно из двигателя от домашнего вентилятора. Для этого нужно только провести его легкую доработку. В качестве же преобразователя переменного тока, получаемого от ветрогенератора, в постоянный ток для потребителей послужит обычный диодный мост.
Материалы:
Процесс переоборудования в ветрогенератор
Двигатель от вентилятора нужно разобрать, чтобы извлечь ротор. От статора отсоединяется конденсатор, так как генератору он не нужен. Так же убираем желто-зеленый провод заземления.
Далее нужно разместить на роторе 4 неодимовых магнита. Для этого оборачиваем вокруг него бумажную полоску, подрезаем, и затем делим ее на 4 части. Метки с бумаги переносим на ротор.
По ним вытачиваем посадочные пазы под магниты.
Теперь надеваем на ротор стяжку. Она нужна, чтобы выставить магниты заподлицо с ротором. Где нужно подкладываем сегменты от лезвия монтажного ножа. Выровненные магниты нужно вклеить. Важно, чтобы их полярность чередовалась.
После высыхания клея генератор собирается. В таком виде он выдает переменный ток. Потребители к нему подключаются через классический диодный мост.
Остается только поставить лопасти, и поднять генератор на веху.
Смотрите видео
Похожие мастер-классы
Особо интересное
«Сделай сам – своими руками» - сайт интересных самоделок, сделанных из подручных материалов и предметов в домашних условиях. Пошаговые мастер-классы с фото и описанием, технологии, лайфхаки - все, что нужно для рукоделия настоящему мастеру или просто умельцу. Поделки любой сложности, большой выбор направлений и идей для творчества.
Список материалов:
- неодимовые магниты ;
- медный провод для намотки катушек ;
- маленький фреоновый баллон;
- листовая сталь;
- подшипники ;
- кусок круглой трубы;
- квадратная труба небольшого сечения;
- сантехническая труба (для изготовления лопастей;
- болты и гайки.
Список инструментов:
- сварочный аппарат ;
- болгарка ;
- дрель ;
- эпоксидная смола для заливки большого объема;
- тиски;
- станок для намотки катушек;
- паяльник;
- маркер, штангенциркуль, угольник и пр.
Процесс изготовления самоделки:
Шаг первый. Изготовление корпуса ротора
Делаем корпус ротора, для этого автор вырезал кольцо из газового баллона, под это кольцо был вырезан круг из листовой стали и все хорошо сварено.
В завершении после тщательной разметки автор приварил болты. При помощи этих болтов прикручиваются лопасти. Конечно, в целях большей надежности под болты лучше просверлить отверстия и прикрутить их гайками, а потом можно и заварить. В противном случае сильный порыв ветра может повредить конструкцию.
Далее в центре привариваем ось, автор ее отрезал от ротора электродвигателя, там же нашел и подшипники.
Шаг второй. Корпус статора
Корпус статора изготавливается аналогично, как и корпус ротора. В центре сверлим отверстие под ось, а также изготавливаем обойму для подшипников. Автор просто взял кусок трубы, вырезал лишнее и затем сварил трубу по диаметру подшипников. Обойму привариваем к статору.
С обратной стороны приваривается кусок круглой трубы, за эту трубу ветряк будет крепиться, а еще сюда будет прикручиваться хвост.
Шаг третий. Намотка и заливка катушек
Автор намотал катушки при помощи намоточного станка, толщина провода неизвестна, витков у автора получилось 300 штук на каждой катушке. Все катушки подключаются последовательно.
После установки катушек в статор, все это дело заливается эпоксидной смолой. Аналогично эпоксидной смолой заливаются и магниты, через сутки смола застынет, и генератор можно собрать.
Шаг четвертый. Изготовление лопастей
Лопасти автор сделал из сантехнической трубы. Просто нарезал куски трубы, а потом разогрел и выровнял, чтобы они стали плоскими. В завершении лопасти прикручиваются к квадратным трубам. Чтобы получить нужный угол расположения, к трубам можно приварить кусочки труб под нужным углом, к примеру, в 45 градусов.
Шаг пятый. Сборка ветряка и испытание
Ветряк был поставлен на ось от колеса, сама ступица приварена к закрепленной вертикально трубе.
Лопасти прикручиваем гайками, и тут желательно применять гайки со стопорными шайбами, чтобы не откручивались от вибраций.
Чтобы ветряк разворачивался против ветра и работал, прикручиваем хвост. Вот и все, подключаем кабель и делаем замеры. Автор для демонстрации подключил к самоделке комнатные вентиляторы. Какие реальные характеристики будут у такой ветровой машины, остается под вопросом.
На этом проект завершен, надеюсь, вам самоделка понравилась, и вы нашли для себя полезные мысли. Удачи и творческих вдохновений, если решите повторить подобное. Не забывайте делиться с нами своими идеями и самоделками!
В данной инструкции используется электродвигатель постоянного тока от беговой дорожки (питание 260V, 5A), с присоединенной к нему нарезной втулкой 15 см. При скорости ветра около 48 км/ч, выходной ток достигает 7 А. Это небольшой, простой и дешевый агрегат с которым вы можете начать освоение энергии ветра.
Вы можете использовать любой другой двигатель постоянного тока, который выдает не меньше 1V на 25 об/мин и может работать при более чем 10 амперах. Если это необходимо, можно изменить список требуемых компонентов (к примеру, найти втулку отдельно от двигателя – полотно циркулярной пилы с валовым переходником на 1,6 см подойдет для этих целей).
Инструменты для сборки ветрогенератора
- Дрель
- Сверла (5,5 мм, 6,5 мм, 7,5 мм)
- Электролобзик
- Газовый ключ
- Отвертка с плоским шлицем
- Разводной ключ
- Тиски и/или струбцина
- Инструмент для снятия изоляции с кабеля
- Рулетка
- Маркер
- Циркуль
- Транспортир
- Метчик для нарезания резьбы на 1/4"х20
- Помощник
Материалы для сборки ветрогенератора
Несущая планка:
- Труба квадратного сечения 25х25 мм (длина 92 см)
- Маскирующий фланец на трубу 50 мм
- Патрубок 50 мм (длина 15 см)
- Саморезы 19 мм (3 шт.)
Примечание: если у Вас есть возможность воспользоваться сварочным аппаратом, то приварите отрезок 50 мм трубы длиной 15 см квадратной трубе, без использования фланца, патрубка и саморезов.
Двигатель:
Двигатель постоянного тока от беговой дорожки (питание 260V, 5A) с присоединенной к нему нарезной втулкой 15 см
Диодный мост (30 – 50 А)
Болты для двигателя 8х19 мм (2 шт.)
Отрезок полихлорвиниловой трубы 7,5 см (длина 28 см)
Хвостовик:
Квадратный кусок жести 30х30см
Саморезы 19 мм (2 шт.)
Лопасти:
Отрезок полихлорвиниловой трубы 20 см длиной 60 см (если она устойчива к ультрафиолетовому излучению, вам не придется ее красить)
Болты 6х20 мм (6 шт.)
Шайбы 6 мм (9шт.)
Листы бумаги А4 (3 шт.)
Скотч
Сборка ветрогенератора
Вырезание лопастей – у нас получится три набора лопастей (всего девять штук) и тонкая полоска отходов.
Поместите нашу ПВХ трубу длиной 60 см на плоскую поверхность вместе с отрезком трубы квадратного сечения (можно использовать любой другой достаточно длинный предмет с ровной кромкой). Плотно прижмите их друг к другу и проведите на ПВХ трубе линию в месте их соприкосновения по всей ее длине. Эту линию назовем А.
Сделайте отметки с каждого конца линии А, отступив от края трубы по 1-1,5 см.
Склейте вместе три листа бумаги формата А4 так, чтобы они образовали длинный прямой кусок бумаги. Вам предстоит обернуть им трубу, прикладывая по очереди к только что сделанным отметкам на ней. Убедитесь, что короткая сторона куска бумаги плотно и ровно прилегает к линии А, а длинная — ровно перекрывается в тех местах, где идет внахлест сама с собой. С каждого конца трубы проведите линию вдоль края бумаги. Назовем одну из этих линий В, другую – С.
Возьмите трубу так, чтобы конец трубы, ближайший к линии В смотрел вверх. Начните там, где линии А и В пересекаются и делайте отметки на линии В каждые 145 мм, двигаясь влево от линии А. Последний отрезок должен получиться длиной около 115 мм.
Переверните трубу вверх тем концом, который является ближайшим к линии С. Начните с точки, где линии А и С пересекаются, и также наносите отметки на линии С каждые 145 мм, но двигаться нужно вправо от линии А.
При помощи квадратной трубки соедините линиями соответствующие друг другу точки на противоположных концах ПВХ трубы.
Разрежьте трубу вдоль по этим линиям, используя электролобзик, таким образом, чтобы у Вас получилось четыре полоски шириной 145 мм и одна – около 115 мм.
Разложите все полоски внутренней поверхностью трубы вниз.
Сделайте на каждой полоске отметки по узкой стороне с одного конца, отступая с левого края 115 мм.
Повторите то же самое с другого конца, отступая по 30 мм с левого края.
Соедините эти точки линиями, пересекая полоски разрезанной трубы по диагонали. Распилите пластик по этим линиям при помощи лобзика.
Полученные лопасти положите внутренней поверхностью трубы вниз.
Сделайте на каждой отметку по линии диагонального распила на расстоянии 7,5 см от широкого конца лопасти.
Сделайте другую отметку на широком конце каждой лопасти на расстоянии 2,5 см от длинной прямой кромки.
Соедините эти точки линией и отрежьте получившийся уголок по ней. Это предохранит лопасти от заламывания побочным ветром.
Обработка лопастей ветрогенератора
Вы должны обработать шкуркой лопасти для того, чтобы добиться нужного профиля. Это повысит их эффективность и, также, сделает их вращение более тихим. Передняя кромка должна быть закруглена, а задняя должна быть заостренной. Для уменьшения шума любые острые углы должны быть скруглены.
Вырезание хвостовика
Размеры хвоста не имеют решающего значения. Вам нужен кусок легкого материала размером 30х30 см, желательно металла (жести). Вы можете придать хвостовику любые очертания, главным критерием является его жесткость.
Сверление отверстий в трубе квадратного сечения – используйте сверло 7,5 мм.
Поместите двигатель на передний конец квадратной трубы таким образом, чтобы втулка выступала за край трубы, и отверстия под крепежные болты смотрели вниз. Отметьте положение отверстий на трубе и просверлите трубу в отмеченных местах насквозь.
Отверстия в маскирующем фланце – этот момент будет описан ниже, в разделе данной инструкции, посвященном монтажу, так как эти отверстия определяют баланс конструкции.
Сверление отверстий в лопастях — используйте сверло 6,5 мм.
Отметьте два отверстия на широком конце каждой из трех лопастей вдоль их прямой (задней) кромки. Первое отверстие должно быть на расстоянии 9,5 мм от прямой кромки и 13 мм от нижнего края лопасти. Второе – на расстоянии 9,5 мм от прямой кромки и 32 мм от нижнего края лопасти.
Просверлите эти шесть отверстий.
Сверление и нарезание отверстий во втулке – используйте сверло 5,5 мм и метчик на 1/4".
Двигатель от беговой дорожки поставляется с прикрепленной к нему втулкой. Чтобы снять ее, плотно зафиксируйте плоскогубцами вал, выступающий из втулки, и поверните втулку по ходу часовой стрелки. Она отвинчивается по часовой стрелке, именно поэтому лопасти вращаются против хода часовой стрелки.
Сделайте шаблон втулки на листе бумаги, используя циркуль и транспортир.
Отметьте три отверстия, каждое из которых находится на расстоянии 6 см от центра круга и на равном расстоянии друг от друга.
Поместите этот шаблон на втулку и набейте на ней предварительные отверстия сквозь бумагу в отмеченных местах.
Просверлите эти отверстия сверлом 5,5 мм.
Нанесите на них резьбу метчиком 1/4"х20.
Прикрутите лопасти к втулке болтами 1/4«х20 мм. В этот момент внешние, близкие к границам втулки отверстия еще не просверлены.
Измерьте расстояние между прямыми кромками кончиков каждой лопасти. Отрегулируйте их так, чтобы они были равноудалены. Наметьте и набейте каждое отверстие на втулке сквозь каждую лопасть.
Сделайте отметки на каждой лопасти и втулке, чтобы Вы не перепутали места крепления каждой из них на более поздней стадии сборки.
Скрутите лопасти с втулки, просверлите и нанесите резьбу на эти три внешних отверстия.
Изготовление защитного рукава для двигателя.
Проведите на нашем отрезке ПВХ трубы диаметром 7,5 см вдоль ее длины две параллельные линии на расстоянии 2 см друг от друга. Разрежьте трубу по этим линиям.
Срежьте один из концов трубы под углом 45°.
Поместите остроносые плоскогубцы в образовавшуюся прорезь и осматривайте трубу сквозь нее.
Убедитесь, что отверстия под болты на двигателе отцентрированы по середине прорези в ПВХ трубе и поместите двигатель в трубу. С помощником сделать это намного легче.
Поместите двигатель на трубу квадратного сечения и прикрутите его к ней, используя болты 8х19 мм.
Разместите диод на квадратной трубе за двигателем на расстоянии 5 см от него. Прикрутите его к трубе саморезом.
Присоедините черный провод выходящий из двигателя к “плюсовому” входящему контакту диода (он обозначен АС со стороны “плюса”).
Присоедините красный провод выходящий из двигателя к “отрицательному” входящему контакту диода (он обозначен АС со стороны “минуса”).
Разместите хвостовик так, чтобы конец квадратной трубы, противоположный тому на котором размещен двигатель, проходил по его центру. Прижмите хвост к трубе при помощи струбцины или тисков.
Прикрутите хвостовик к трубе при помощи двух саморезов.
Разместите все лопасти на втулке таким образом, чтобы все отверстия совпали. Используя болты 6х20 мм и шайбы, прикрутите лопасти к втулке. Для трех отверстий внутреннего круга (ближайших к оси втулки) используйте по две шайбы, по одной с каждой стороны лопасти. Для трех остальных используйте по одной (со стороны лопасти, ближайшей к головке болта). Туго затяните.
Надежно зафиксируйте вал двигателя (который проходил через отверстие во втулке) плоскогубцами и, надев втулку, поворачивайте ее против хода часовой стрелки, пока она не закрутится до конца.
При помощи газового ключа плотно прикрутите патрубок 50 мм к маскирующему фланцу.
Зажмите патрубок в тисках так, чтобы фланец был расположен горизонтально над губками тисков.
Расположите квадратную трубу, несущую на себе двигатель и хвостовик, на фланце и добейтесь ее идеально сбалансированного положения.
После достижения сбалансированности сделайте метки на квадратной трубе сквозь отверстия во фланце.
Просверлите эти два отверстия, используя сверло 5,5 мм. Возможно, придется скрутить для этого хвост и втулку, чтобы они не мешали Вам.
Прикрутите несущую квадратную трубу к фланцу двумя саморезами.
Для того, чтобы продлить срок службы Вашего ветрогенератора необходимо покрасить его лопасти, защитный рукав двигателя, основание и хвостовик.
Дополнительная информация
Для использования ветрогенератора Вам понадобится мачта, провода, амперметр, контроллер зарядки и аккумуляторные батареи.
Мачта является одним из самых важных компонентов ветрогенератора. Она должна быть прочной, устойчивой, надежно закрепленной и легко опускаемой/поднимаемой. Чем больше будет ее высота, тем большему воздействию ветра будет подвергаться ваш генератор. Проволочные растяжки должны быть расположены через каждые 5,5 м высоты мачты. Растяжки следует закрепить на земле на расстоянии от основания мачты составляющим как минимум 50% ее высоты.
-ножовка;
-напильник;
-дрель и сверла;
-паяльник;
-кисточка;
-мультиметр;
-ключ для гаек;
-отвертка;
-метчик М3;
-кусачки.
Расходный материал:
-винтики,шайбы и гайки М2,М3,М5(можно нержавейка),длина разная;
-винтики М3 без шляпки 4 шт.;
-планка 15*30*140мм;
-припой,канифоль;
-CD- или DVD-диски 2 шт.;
-профиль уголок из дюрали 2*20*20*180мм;
-пластина дюраль 3*60*120мм;
-трубка медь Д=6/2,5*20мм;
-моторчик переменного тока на 220 в с постоянным магнитом на роторе, советский с редуктором около 1:20;
-пластина резиновая 2*60*120мм;
-провод для намотки катушек лакированный, сечение подбирается под напряжение;
-провода с обычной изоляцией;
-лак или краска.
Начинаем изготовление мини-ветряка с воздушного винта, это наиболее ответственный элемент установки.
Эпизод 1. История ветрякостроения шумеров (шучу). Берем огрызок планки размером 15*30*140мм устанавливаем центр по диагоналям, сверлим центровочное отверстие диаметром 1 мм. Делаем диагональные нарезы "накрест" в концах планки глубиной 40 мм. Другой вариант изготовления, но не прямого, а закругленного паза на дне нарезки (чтобы зафиксировать диск) с помощи дисковой пилы болгарки.
Этап 2. Зачистка и шлифовка планки, придавая ей форму воздушного винта, контролируя при этом центр тяжести элемента в пределах центрального отверстия.
Этап 3. Основу винта при желании можно покрыть водостойким лаком или краской. Сверлим отверстия в планке под крепление винтиками СиДи, потом вставляем диск и попадая в отверстия сверлом сверлим и диски, после чего прикрепляем их винтиками.
Этап 4. Крепим винтик М3 с шайбами как ось воздушного винта,стягивая его гайкой.
Этап 5. Для соединения воздушного винта с валом генератора делаем с медной трубочки соединительную муфту. Внутри муфты резьба М3 (половина длинны трубки). Для предупреждения вращения винтика М3 в муфте извне ставлю контргайку и ключом затягиваю ее к муфте. Вторая половина отверстия внутри медной трубки без резьбы, соответствует диаметру вала генератора. Чтобы вал не высовывался фиксирую его 2 или 4-мя винтиками М3 без шляпок. Предварительно просверлив 4 отверстия и нарезав резьбу М3 перпендикулярно оси трубки.
Этап 6. Стойку для генератора делаю с дюралевого уголка размером 2*20*20мм длинной под диаметр воздушного винта плюс запас 30мм, то есть всего около 180мм.Для этого на одном конце уголок разрезаю, и загибаю концы перпендикулярно к самому уголку.
Этап 7. Тем временем с дюралевой пластинки вырезаю 2 кружка один под диаметр генератора. Соединить кружки с уголком можно и винтиками, но я приварил. Другой кружок для крепления к стене дома там есть отверстия под шурупы.
Этап 8. Подготавливаю генератор втаскивая с него обгонную муфту, так как ветряк должен вращаться, как за так и против часовой стрелки. Редуктор генератора перед установкой надо смазать густой смазкой. Между дюралевым кружком и генератором устанавливаю резиновую прокладку и стягиваю все вместе винтиками М3 с гайками.
Этап 9. Прикрепляю воздушный винт к валу генератора и можно устанавливать за окно. Установке еще нужна электрическая схема о ней я расскажу в следующей, части №2. Но даже без схемы видно как зажигается светодиод от переменного тока во время вращения воздушного винта ветром.
На видео можно увидеть вращение моего ветряка на скорости ветра в пределах 2-3 м/с. Возле уголка я временно установил изолентой светодиод на 1 Вт, не очень четко из-за яркого солнца, но можно увидеть вспышки света от переменного тока
В местах без электричества возникает проблема с подзарядкой смартфонов и прочей техники. Использование павербанка только временная мера. Гораздо надежней обзавестись бесплатным альтернативным источником энергии. В его качестве подойдет самодельный миниатюрный ветрогенератор. Его производительности вполне достаточно, чтобы подзаряжать смартфон.
Материалы:
-
(да,именно на 220 В, это не опечатка);
- ПВХ труба 32 мм;
- ПВХ труба 50 мм;
- переходник с 32 на 50 мм;
- 2 червячных хомута;
- отрезок листа ПВХ или оргстекла;
- болт М10 80 мм;
- 2 гайки М10;
- подшипник с внешним диаметром 32 мм;
- лопасти от бытового вентилятора;
- цементно-песчаная смесь.
;
.
Изготовление ветряка
Первым делом поясню о сердце нашего ветряка, которым является купленный на АлиЭкспресс мотор-мини генератор на 220В.
Это трехфазный безщеточный электродвигатель (мощностью 50 Вт), который при номинальных оборотах (10000 об./мин.) способен вырабатывать порядка 220 Вольт трехфазного напряжения. Но так как при помощи ветра такие обороты создать невозможно, нам доступно лишь слабое вращение, то такая турбина будет нам выдавать порядка 12-20 В. Этого будет достаточно для наших целей.
Берем ПВХ трубу.
На край канализационной ПВХ трубки 32 мм термоклеем приклеивается моторчик. Для надежности его нужно закрепить парой червячных хомутов.
Отступив 50 мм от двигателя, в трубе делается сквозное отверстие сверлом d10 мм, как на фото. Саму трубку нужно обрезать. Достаточно оставить 35-40 см.
На противоположном от моторчика краю трубы делается продольный рез длиной 25-30 мм. Нужно, чтобы он соответствовал направлению ранее проделанного отверстия.
Из куска пластика или оргстека вырезается хвост ветряка. С помощью термописталета он вклеивается в прорезь на трубке.
ПВХ переходник из 32 мм на 50 мм насаживается на подшипник. Если тот немного меньше, то можно использовать проставку из кусочка трубки.
Если посадочный диаметр на лопастях немного больше, то следует насадить на вал подходящую трубочку и дополнительно воспользоваться термоклеем.
Чтобы защитить моторчик от осадков, на него наклеивается крышка. Для этого можно применить кусочек разрезанной вдоль канализационной трубки 50 мм.
Для закрепления ветрогенератора нужно сделать тяжелую стойку. Проще всего замешать бетон и залить в квадратную форму, выложенную из кирпича.
В полученную бетонную подушку вертикально вставляется ПВХ труба 50 мм, снятая с переходника на корпусе вентилятора. На второй день бетон уже достаточно крепкий, чтобы удерживать генератор.
При воздействии ветра генератор выдает энергию со скачущим напряжением, это нормально. При подсоединении светодиодной лампочки видно, что она мерцает. Припаиваем провода от моторчика сначала к трехфазному выпрямителю.
После него подается стабильное напряжение без критических скачков, пригодное для зарядки смартфона напряжением 5В.
Это недорогой вполне простой в изготовлении ветрогенератор. Его можно поставить на балкон, если вы живете не на первом этаже. И ветра вполне должно хватить для зарядки АКБ сотового телефона.
Смотрите видео
Читайте также: