Сьогодні альтернативна енергетика розвивається швидкими темпами. На ринку вже є сонячні модулі на будь-який смак, але як правило вони коштують дуже дорого. Нещодавно мені попалася сонячна батарея на 12 вольт 0.5 кіловат, і зовсім непогана ціна .... 1000 $. За пів кіловата заплатити 1000 доларів коштує чи ні? Думаю варто, але за 1000 доларів можна кілька років за електроенергію платити, одним словом поки що не вигідно. Вітростанція - більш розумне капіталовкладення для отримання електричної енергії.
І ось у зв'язку з цим, у мене в голові виникла ідея спорудити вітрогенератор малої потужності своїми руками. Спочатку, я хотів зробити вітростанція на потужність в підлогу кіловата, але з відсутністю ресурсів було вирішено зробити вітрогенератор на 200 Ватт.
Оскільки у мене для вітряка було виділено мало фінансових ресурсів, то потрібно було все робити самому. Готові генератори коштували чимало грошей, та й перетворювач ще й акумулятори ... З генератором мені пощастило, на ринку, де продають старий мотлох мені вдалося за 20 доларів роздобути двигун постійного струму на 24 вольт! І на моє щастя вал двигуна (ротор) обертався дуже легко, потужність двигуна була 300 Ватт за паспортними даними. Найголовніше-двигун не потрібно буде переробляти, готовий генератор вже є!
Завдання номер два - знайти редуктор. Всі ми знаємо, для того, щоб генератор виробляв великий струм, потрібно, щоб ротор обертався зі швидкістю не менше 1000 об / хв, для цього нам потрібен редуктор. За попередніми розрахунками, пропелер обертається зі швидкістю 60 об / хв, і за рахунок втрати потужності потрібно буде підвищувати число обертів. Редуктор був знятий з електродвигуна з редуктором, такі движки трапляються дуже часто, мені друг подарував, двигуни такого типу робляться на невеликі потужності. Нижче дивіться число оборотів (на виході редуктора) для кожної марки подібного двигуна:
РД-09 1,75 об / хв.
РД-09 2,5 об / хв.
РД-09 4,4 об / хв.
РД-09 8,7 об / хв.
РД-09 15,5 об / хв.
РД-09 30 об / хв.
РД-09 76 об / хв.
РД-09 185 об / хв.
СД-54 2,24 об / хв.
СД-54 3,14 об / хв.
СД-54 5,59 об / хв.
СД-54 10,94 об / хв.
СД-54 19,59 об / хв.
СД-54 24 об / хв.
СД-54 38,4 об / хв.
СД-54 60 об / хв.
СД-54 96 об / хв.
Д-32 24 об / хв.
ДСМ-2-П-220
ДСМ-0,2-П-220
ДСМ-1/300-П-220
ДСОР-32-15-2
Двигун РД-09, передавальне відношення 1/75 те, що треба! Двигун відразу ж був розібраний. Електрична частина нам не потрібна, беремо тільки редуктор. Т.ч. у нас є генератор з редуктором. Поки на цьому зупинимося і почнемо робити електричну частину вітроелектростанції.
Генератор нам дає напругу 24 вольта при оборотах не менш як 2000 в хвилину (для перевірки, ротор генератора був підключений до ротора електромотора від пилососа, мотор для експериментів потрібно доповнити регулятором оборотів). Нам потрібно вичавити від двигуна мінімум 13 - 14 вольт для зарядки акумулятора, у нас вітри постійні і досить сильні, так що проблема сама собою була вирішена!
Перетворювач - досить складна частина конструкції, він нам потрібен для підвищення напруги акумулятора до змінного 220 вольт (мережеве напруга) з частотою 50 - 60 герц. В інтернеті сьогодні можна знайти море схем таких перетворювачів на будь-який смак. Спочатку вирішив не мучаться і купити готовий, але ціни не маленькі, незрозумілий перетворювач від незрозумілого виробника з потужністю 300 Ватт коштує близько 40 $. І було вирішено ще один день присвятити збірці перетворювача. Максимальна потужність пристрою не велика - всього 200 ват, але для малої саморобної станції цілком достатньо, від нього можна живити кілька ламп денного світла, телевізор, зарядити мобільний телефон, ноутбук і так далі.
Схема була підібрана після довгих пошуків. Дана схема розвиває до 400 Ватт, спочатку не вірилося, але потім переконався в цьому на власному досвіді. Схема високої якості, транзистори залишаються холодними і навіть при максимальному навантаженні на трансформатор, температура теплоотводов піднімається на 5 - 10 градусів.
Були використані доступні деталі і в цілому для перетворювача було витрачено 10 доларів. Транзистори - 3 долари кожна (2 штуки), мікросхема - 1,5 долар (1 штука), резистори конденсатори - 3 долари. Трансформатор намотаний на Ш-подібному сердечку з комп'ютерного блоку живлення. З нього спочатку потрібно зняти всі обмотки і мотати нові. Первинна обмотка намотана 6-ю жилами проводу з діаметром 0.5 мм (кожна жила), і містить 12 витків з відведенням від середини. Обмотку зручно мотати джгутом. Поверх первинної обмотки ставимо ізоляцію з конденсаторного паперу та мотаємо вторинну обмотку, її мотаємо в тому ж напрямку, що і первинну. Вторинна обмотка містить 140 витків дроту з діаметром 0.7мм.
Польові транзистори типу IRL2505. Генератор, що задає виконаний на мікросхемі КР1211ЕУ1, частота перетворювача регулюється за допомогою резистора R4 (змінний резистор на 1 мегаом).
Тепер про механічної частини вітрогенератора. Лопаті (далі ротор) я виготовив з лиж, іншого матеріалу на той момент під рукою не було. Ротор виконаний у вигляді зірочки. Довжина кожної лижі 1.5 метра, але його довелося вкоротити на 10 см. Отже, має 3 дошки, параметри такі: довжина 1400мм, ширина - 100мм, товщина - 10мм. Редуктор укріплений на роторі за допомогою холодного зварювання. Дошки ротора укріплені на осі за допомогою тієї ж холодної зварювання, але для страховки спочатку на нижньому боці кожної дошки робимо два отвори і прикріплюємо дошку до валу за допомогою шурупів, а потім зверху ще оформити холодної зварюванням.
Віссю ротора служить шматок пластикової труби діаметром в підлогу дюйма, в яку входить вал редуктора і фіксується шурупами, які стискають вал ротора з обох сторін. Вал останньої передачі редуктора підключений до генератора. Число передач потрібно підібрати 1: 60, при середній швидкості вітру ротор обертається зі швидкістю 60 об / хв, забезпечуючи в середньому 1000 об / хв для генератора. Такі розрахункові параметри передбачені для середнього вітру 5 - 8 м / сек, хоча ротор обертається навіть під час вітру зі швидкістю 2 м / сек.
Вітряк вийшов досить таки стійким, і навіть при сильних вітрах не порушується його робота. Постійний струм від генератора заряджає акумуляторну батарею від автомобіля, його параметри 12 Вольт 60 Ампер. Генератор заряджає акумулятор за 4 години, при середньому вітрі. Вітрогенератор - відмінний варіант для сільських жителів, він цілком здатний забезпечувати енергетичні потреби невеликої сім'ї, звичайно включати обігрівач не варто, але лампи розжарювання, пару телевізорів, DVD- програвач установка живити зможе, можна підключати і комп'ютер не дивлячись на те, що максимальна потужність генератора 200 Ватт, акумулятор досить потужний і може живити комп'ютер протягом 1.5 - 2 години.
Давайте порахуємо грошові витрати на вітряк - генератор 20 $, редуктор (мені дістався задарма) в середньому за 10 $, перетворювач 10 $, шурупи, гайки, втулки і все інше не більше 10 $, акумулятор (я використовував старий акумулятор від автомобіля) можна купити новий за 50 $, на ротор витрачати грошей не варто, пара лиж у кожного виявиться. Разом виходить: без акумулятора - не більше 60 $, з акумулятором не більше 110 $, чи варто збирати? Звичайно варто! Адже зібрати вітрогенератор своїми руками це вже велике досягнення в житті!
Підсумок роботи - вітряк був встановлений на даху, висота від землі 5 - 7 метрів, працює прекрасно вже рік, для цієї статті довелося його розібрати, думаю людина з міцними нервами при наявності всіх деталей і матеріалів збере дану вітростанція за 5 днів (я зібрав за тиждень, але 2 дні тільки проектував, тут я представив повний проект станції, так, що вам не доведеться робити розрахунки). Для захисту від вологи і збільшення міцності, на лопаті ротора був нанесений шар епоксидної смоли. Генератор з редуктором знаходяться в пластмасовому корпусі.
список радіоелементів
Завантажити список елементів (PDF)
За пів кіловата заплатити 1000 доларів коштує чи ні?Разом виходить: без акумулятора - не більше 60 $, з акумулятором не більше 110 $, чи варто збирати?
