Как сделать собственный ветрогенератор, чтобы экономить на электричестве

Стоимость электроэнергии сегодня заставляет серьезно задуматься над ее экономией. В частных домах это особенно актуально: собственное отопление, водоснабжение, освещение участка и надворных построек требуют немалых затрат. И один из способов хотя бы немного сократить их — изготовить устройство, которое будет вырабатывать электричество. Один из вариантов — ветрогенератор.

Ветрогенератор: купить или сделать своими руками?

Как уже понятно из названия, эта конструкция использует кинетическую энергию ветра, которую перерабатывает в механическую. А уже ее вращающийся ротор преобразует в электроэнергию. На первый взгляд, все, что нам нужно, — большие лопасти, ротор, штанга и провода. И, конечно, хотя бы базовые познания в физике.

Если знаний недостаточно, можно купить готовый ветрогенератор для дома. Вот только его цена не обрадует. Например, модель Exmork 300 ватт 12В стоит 20 000 рублей. И это без мачты и зарядных устройств для аккумулятора. Недешево. А окупится такое приобретение, исходя из характеристик, нескоро.

Кроме того, производительность любого ветрогенератора вызывает вопросы. Производители осуществляют замеры в аэротрубе на скорости ветра, сопоставимой с теми, что достигаются на высоте 50 — 70 м. Вы же вряд ли сможете поднять аппарат выше 10 м. А это значит, что сила потока будет совсем иной. Поэтому, полагаем, стоит изначально провести небольшой эксперимент и создать своими руками ветряк, который будет выполнять минимальные задачи. Например, заряжать батарею смартфона.

Сколько стоит сделать ветрогенератор своими руками? Здесь конкретную цифру назвать сложно. Все зависит от того, какой объем работ вы можете произвести самостоятельно, и какие материалы уже есть в наличии.

Выбираем генератор

Сердце конструкции и элемент, без которого ничего не получится — генератор. В интернете можно найти достаточно большое количество инструкций по изготовлению генератора своими руками. Однако мы говорим о «базовых знаниях», а потому рекомендуем использовать готовый вариант.

Поможет ли ветрогенератор снизить расходы на электроэнергию?

Самый оптимальный — автомобильный генератор. Для него и задача сразу найдется — зарядка аккумуляторов, для которой он, собственно, и предназначен изначально. Среди преимуществ — наличие встроенного реле-регулятора напряжения. Это позволит сэкономить на покупке стабилизаторов. Да и сам генератор, если в гараже не лежит, можно купить недорого на автомобильных разборках.

Главный минус — снижение мощности при низких оборотах, о чем знает любой автовладелец. Это можно исправить через подключение к ветроколесу с использованием ременной передачи или редуктора.

Ветрогенератор из автогенератора. Доработка

В автомобилях генератор возбуждается, благодаря использованию аккумулятора. Оставить такую схему для ветряка бессмысленно. Она потребует включения блока управления, что повлечет затраты, да и работать ветряк будет на зарядку своего собственного аккумулятора.

И вот здесь мы понимаем, что, решившись сделать ветрогенератор генератор для дома своими руками, не получится просто соединить элементы. Придется поработать.

Начать нужно с доработки статора. Причиной тому, опять же, работа генератора по умолчанию на высоких оборотах. Чтобы обеспечить стабильное напряжение от ветряка, нужно заменить обмотку. Для этого применяем более тонкую проволоку, а количество витков на катушках увеличиваем в 5 раз.

Придется переделать и ротор генератора. Здесь можно пойти двумя путями. Первый — выточка нового, алюминиевого (более легкого), с отверстиями под постоянные магниты. Однако некоторые модели можно модернизировать и «малой кровью». Например, просверлив отверстия в полюсах ротора. Этот путь более дешев, но менее продуктивен.

Постоянные магниты — вещь также недешевая. Если в вашем населенном пункте приобрести их по доступной стоимости не получится, можно поискать неодимовые магниты на AliExpress. Там они продаются по вполне доступной цене. Только сначала читайте отзывы.

Маломощный ветрогенератор может питать, например, светодиодное освещение участка

Магниты размещают на роторе, чередуя полюса. Затем генератор собирают и тестируют. Сделать это можно с помощью банальной дрели. Получившаяся конструкция должна выдавать более 12В при относительно небольшом количестве оборотов. Рекомендуем тестировать примерно при 1000 — 1500 об/мин.

Готовим ветроколесо

От того, насколько будет продуманным и качественно собранным ветроколесо, зависит, удастся ли ловить потоки слабого ветра.

Если вы всерьез заинтересованы темой разработки ветрогенетора, рекомендуем прочитать книгу «Самодельная ветроэлектростанция», выпущенную еще в 1956 г. издательством ДОСААФ. В ней приведены подробные расчеты, демонстрирующие зависимость между диаметром ветроколеса и мощностью ветра. И есть еще много полезных советов. Мы же предлагаем остановится на диаметре ветроколеса в 3м.

В домашних условиях, как правило, точность не в почете. А самый распространенный материал для изготовления лопастей — сантехнические пластиковые трубы. Традиционно из них получается 4-лопастное устройство. Лопасти для ветрогенератора своими руками вряд ли удастся изготовить так, чтобы идеально распределить их вес, поэтому чаще всего используется способ накладки крест-накрест.

Лопасти крепятся к металлической или текстолитовой болванке с помощью болтов (минимум двух). Иногда для диска крепления используют фанеру, но тогда лучше проклеить ее несколько раз, чтобы получилась толстая и надежная основа. Диаметр диска должен быть не менее 200 мм.

Ветрогенератор почти готов. Что еще?

Ветер в одном направлении никогда не дует. И чтобы генератор большую часть времени не простаивал, необходимо реализовать поворотную площадку, на которую крепится и генератор, и колесо.

При изготовлении поворотного механизма важно помнить, что площадка не должна поворачиваться вокруг себя свободно. Необходимо продумать стопор, который не позволит порваться проводке, идущей к генератору. К площадке крепится хвостовик, который служит тем же целям, что и у флюгера.

Крепление ветроколеса к самодельному генератору должно осуществляться с помощью повышающего редуктора. В противном случае оборотов будет недостаточно, чтобы выдавать сколько-то значимое напряжение.

Мачта, к которой присоединяют поворотный механизм, должна иметь высоту не менее 7 – 10 метров, чтобы в условиях даже средней полосы России обеспечить доступ к потокам ветра.

Сделать хорошую мачту самостоятельно довольно тяжело. Самый лучший вариант — сварная трехгранная ферма. Впрочем, она будет достаточно дорогой для нашей конструкции. Поэтому рекомендуем для начала обойтись мачтой из водонапорных труб диаметром от 120 мм. Ее устойчивость обеспечивается растяжками, для которых применяют оцинкованный трос длиной в 5-6 метров. Сама мачта устанавливается на фундамент, к которому крепится анкерными болтами.

Обратите внимание: трубы лучше соединять не сваркой, а использовать надежное болтовое соединение.

Механический ветрогенератор: подключаем контроллер и аккумулятор

Когда механические элементы готовы, остается позаботиться об электронной составляющей. Изготовленный своими руками ветрогенератор на 12 вольт, описанный выше, сможет вполне справиться со своей задачей и без дополнительных устройств (поскольку все необходимое для зарядки батарей уже предусмотрел производитель).

Однако в остальных случаях без контроллера не обойтись. Он нужен для отключения аккумулятора при резком росте напряжения или для переключения в режим заряда при его падении.

В нашей же ситуации к заряжаемым батареям можно просто присоединить контакты от генератора к клеммам аккумулятора.

Мы рассказали про базовые принципы сборки ветрогенератора на 12 Вольт своими руками с минимальными затратами. Конечно, при полном отсутствии опыта работы с электросистемами потребуется более детальная инструкция. Однако теперь, надеемся, вы знаете, на что стоит обратить внимание при сборке ветряка, и можете оценить, окупит ли он затраченные ресурсы и время.