Как сделать ветряк для получения электричества в домашних условиях

В городских условиях создается стабильная система получения электроэнергии. Перебои бывают редко и быстро устраняются. В загородных условиях создать бесперебойное питание довольно сложно, поэтому люди ищут источники альтернативной энергии. К ним относятся ветряные генераторы, позволяющие получать электричество за счет ветра. Также они могут называться ветряки, ветрогенераторы. Ветряк можно купить или делать самостоятельно. Он будет вырабатывать достаточно энергии для подпитки бытовой техники.

Принцип действия

Под действием силы ветра начинают вращаться лопасти устройства, которые приводят в действие ротор. Благодаря статорной обмотке получаемая механическая энергия преобразуется в электрический ток. Под действием силы вращения получаемое электричество запасается в батарее.

Объем получаемой энергии напрямую зависит от силы ветра – чем сильнее он дует, тем больше электричества будет запасено в аккумуляторе.

Во время поворотов также вращается ось, которая соединена с генеральным ротором. На нем закреплено 12 магнитов, которые вращаются в статоре. Благодаря этому создается переменный электрический ток такой же частоты, как и протекающий в розетках.

Получаемый переменный ток можно передавать на большие расстояния, но его невозможно аккумулировать. Поэтому его необходимо преобразовать в постоянный ток. Процесс производится с помощью внутренней электронной цепи в турбине.

Для получения больших объемов энергии создаются ветровые парки с большим количеством установок. Их хватает для обеспечения энергией нескольких домов.

Применение ветрогенераторов

Ветряные мельницы для электричества могут использоваться в следующих вариантах:

• автономная работа;
• совместная работа с солнечными батареями;
• работа с резервной батареей;
• параллельно с генератором (дизельным или бензиновым).

Для освещения дачного участка достаточно силы ветра в 45 км/ч. Турбина в данном случае выработает 400 Вт электричества.

Выбор покупного ветряка

Лучшие ветрогенераторы производятся в Германии, Дании и Франции. Эти страны изготавливают установки, которые могут работать в частном секторе, на фермах, в торговых точках. В России альтернативные источники энергии распространены слабо.

Покупая ветровой электрогенератор, нужно понимать, для каких целей он используется. Есть разные модели – с повышенным КПД, вертикальные и горизонтальные, безлопастные. Также нужно понимать, что ветровая установка имеет КПД примерно 60% и зависит напрямую от скорости ветра.

При покупке генератора для дачи следует отдать предпочтение установкам на 1-3 кВт. Также потребуется инвертор небольшой мощности. Для частного дома такая модель не подойдет, особенно если в нем постоянно кто-то проживает. В таком случае лучше выбрать модель с аккумулятором большой емкости. Для его быстрой зарядки потребуется и генератор большой мощности. Оптимальный выбор – ветряк с дизельным генератором и солнечной батареей.

Широкое распространение получают коммерческие ветровые генераторы. Энергия с них подается на предприятия, в которых есть недостаток электроснабжения.

Сэкономить финансы можно, если сделать ветряки для выработки электроэнергии своими руками.

Создание самодельного ветряка

Самодельный ветровой генератор может применяться как основной или дополнительный источник энергии. Как вспомогательное устройство он может запитывать светильники в доме и на улице, греть воду в бойлере. Как главный источник электроэнергии он может подпитывать всю бытовую технику, отопительные системы и осветительную группу. Самостоятельное изготовление ветряка более выгодно, чем покупка магазинной модели. Устройства до 5 кВт могут обойтись в сумму до 200000 рублей, их ремонт также является дорогостоящим.

Основные узлы ветрогенератора

Перед тем как сделать ветряную электростанцию своими руками, нужно собрать необходимые комплектующие. Для создания ветряка потребуются следующие детали:

• Лопасти. Они могут выполняться из различных материалов.
• Генератор. Можно собрать его самостоятельно или приобрести готовый.
• Хвостовая часть. Помогает движению лопастей по направлению с максимально возможным КПД.
• Мультипликатор. Позволяет увеличить скорость вращения ротора.
• Мачта для крепежа. Фиксатор всех узлов.
• Натяжные тросы. Также фиксируют всю конструкцию ветроэлектростанции, сделанную своими руками.
• Аккумулятор, контроллер заряда, инвертор.

Новички могут создать генератор по простейшей схеме.

Сборка генератора

Ветряк можно создать из любых материалов, даже из пластиковых бутылок. Он будет вращаться от ветра и издавать шум. Схемы сборки таких устройств бывают разные – ось может устанавливаться вертикально, горизонтально. Прибор может быть абсолютно разных размеров.

Основа самодельного ветряка – генератор. Для его самостоятельной сборки потребуется:

• Статор. Делается из двух металлических листов, которые вырезаются в виде круга диаметром 500 мм. К каждому кругу приклеивается по 12 неодимовых магнитов диаметром 50 мм. Полюса должны обязательно чередоваться. Во второй окружности полосы ставятся со сдвигом.
• Ротор. Состоит из 9 катушек с медной проволокой диаметром 3 мм. На каждой катушке должно быть по 70 обмоток. Размещаются на немагнитной основе.
• Ось. Она проделывается в середине ротора. Для устойчивости конструкцию следует отцентровать.

Ротор и статор должны устанавливаться на расстоянии 2 мм. Обмотки следует соединить так, чтобы получился однофазный источник тока для получения электричества от ветра.

Монтаж лопастей

При ветряной погоде из самодельной ветроэлектростанции можно получить до 3,5 кВт мощности. В среднем этот показатель будет около 2 кВт. В самом простом горизонтальном генераторе делается три лопасти. Их можно выполнять из следующих материалов:

• Древесина. К минусам можно отнести образование трещин в процессе эксплуатации. В будущем потребуется замена лопастей.
• Полипропилен. Это оптимальный вариант для ветрогенераторов с небольшой мощностью.
• Металл. Считается самым прочным, качественным, долговечным и надежным материалом для лопастей ветряка. Рекомендуется выбирать для таких целей дюралюминий – он надежный и не особо тяжелый.

Самое сложное в процессе создания ветряного электрогенератора – получение сбалансированной структуры. При соблюдении всех нюансов и правильности расчетов конструкция будет надежно служить и не повредится.

Когда лопасти созданы, их следует установить вместе с ротором на монтажную площадку. На ней же закрепляется хвостовая часть.

Запуск

Важно правильно выбрать место, где будет находиться ветряк. Элемент следует поставить вертикально и как можно выше, чтобы он попадал в зону сильных ветров. Рядом не должно быть никаких крупных зданий и деревьев, а также других объектов, которые будут мешать циркуляции потоков воздуха в ветровой мельнице для электричества.

Когда собранная установка начнет работать, к ней нужно подключить мультиметр. Он присоединяется к ветви генератора с целью проверки наличия напряжения. Когда оно зарегистрировано, можно считать, что ветряк готов к полноценной эксплуатации. Далее продумывается схема подачи получаемого электропитания к жилищу и другим объектам.

Подключение в доме

К ветряной установке нужно подключить бытовые приборы, которые будут запитываться от нее. Для этого потребуется приобрести инверторный преобразователь с показателем эффективности 99%. Тогда будут минимальные потери при преобразовании постоянного тока в переменный.

В корпусе будет присутствовать 3 узла:

• Аккумулятор. Накапливает энергию.
• Контроллер заряда. Отвечает за длительность службы батареи.
• Преобразователь. Переводит постоянный ток в переменный.

Оборудование для питания можно устанавливать на устройства, функционирующие при напряжении 12-24 В. Тогда инверторный преобразователь не потребуется.