Ветряной электрогенератор

Как сделать ветрогенератор своими руками: устройство, принцип работы + лучшие самоделки

Сложно не заметить, насколько стабильность поставок электроэнергии загородным объектам отличается от обеспечения городских зданий и предприятий электроэнергией. Признайтесь, что вы как владелец частного дома или дачи не раз сталкивались с перебоями, связанными с ними неудобствами и порчей техники.

Перечисленные негативные ситуации вместе с последствиями перестанут осложнять жизнь любителей природных просторов. Причем с минимальными трудовыми и финансовыми затратами. Для этого нужно всего лишь сделать ветряной генератор электроэнергии, о чем мы детально рассказываем в статье.

Мы подробно описали варианты изготовления полезной в хозяйстве системы, избавляющей от энергетической зависимости. Согласно нашим советам соорудить ветрогенератор своими руками сможет неопытный домашний мастер. Практичное устройство поможет существенно сократить ежедневные расходы.

Законность установки ветрогенератора

Альтернативные источники энергии – мечта любого дачника или домовладельца, участок которого находится вдали от центральных сетей. Впрочем, получая счета за электроэнергию, израсходованную в городской квартире, и глядя на возросшие тарифы, мы осознаём, что ветрогенератор, созданный для бытовых нужд, нам бы не помешал.

Прочитав эту статью, возможно, вы воплотите свою мечту в реальность.

Чтобы не потратить зря деньги, силы и время, давайте определимся: есть ли какие-либо внешние обстоятельства, которые создадут нам препятствия в процессе эксплуатации ветрогенератора?

Для обеспечения электроэнергией дачи или небольшого коттеджа достаточно малой ветроэнергетической установки, мощность которой не превысит 1 кВт. Такие устройства в России приравнены к бытовым изделиям. Их установка не требует сертификатов, разрешений или каких-либо дополнительных согласований.

Никакого налогообложения производства электроэнергии, которая расходуется на обеспечение собственных бытовых нужд, не предусмотрено. Поэтому маломощный ветряк можно смело устанавливать, вырабатывать с его помощью бесплатную электроэнергию, не уплачивая при этом государству никаких налогов.

Впрочем, на всякий случай следует поинтересоваться, нет ли каких-либо местных нормативных актов, касающиеся индивидуального энергоснабжения, которые могли бы создать препятствия в установке и эксплуатации этого устройства.

Претензии могут возникнуть у ваших соседей, если они будут испытывать неудобства, связанные с эксплуатацией ветряка. Не забывайте, что наши права заканчиваются там, где начинаются права других людей.

Поэтому при покупке или самостоятельном изготовлении ветрогенератора для дома нужно обратить серьёзное внимание на следующие параметры:

  • Высота мачты. При сборке ветрогенератора нужно учитывать ограничения на высоту индивидуальных построек, которые существуют в ряде стран мира, а также местонахождение собственного участка. Знайте, что поблизости от мостов, аэропортов и тоннелей строения, высота которых превышает 15 метров, запрещены.
  • Шум от редуктора и лопастей. Параметры создаваемого шума можно установить при помощи специального прибора, после чего зафиксировать результаты замеров документально. Важно, чтобы они не превышали установленные шумовые нормы.
  • Эфирные помехи. В идеале при создании ветряка должна быть предусмотрена защита от создания телепомех там, где ваше устройство может такие неприятности обеспечить.
  • Претензии экологических служб. Эта организация может препятствовать вам в эксплуатации установки только в том случае, если она мешает миграции перелетных птиц. Но это маловероятно.

При самостоятельном создании и монтаже устройства учите эти моменты, а при покупке готового изделия обратите внимание на параметры, которые стоят в его паспорте. Лучше заранее обезопасит себя, чем впоследствии расстраиваться.

Ветрогенераторы для загородного дома

Энергия ветра – это экологически чистая, неисчерпаемая энергия, и, самое интересное, ее легко использовать в домашних условиях. Для преобразования энергии ветра в электрическую энергию служат ветряные электростанции или ветрогенераторы.

Ветрогенераторы, используемые для выработки электрической энергии, бывают разных размеров, типов и модификаций. Большие ветрогенераторы, которые обычно используются на ветряных фермах (электростанциях), могут вырабатывать большое количество электричества – сотни мегаватт, которым можно обеспечивать сотни домов. Небольшие ветряки, которые вырабатывают не больше 100 кВт электроэнергии, используются в частных домах, фермах, подсобных хозяйствах и т.п., служат источником дополнительной электроэнергии, способствуют уменьшению оплаты за основной источник электроэнергии. Очень маленькие ветряки, мощность которых составляет 20-300 Вт, используются для подзарядки аккумуляторов и там, где не требуется большое количество электроэнергии.

Небольшие ветроэлектростанции будут экономически эффективны, если будут соблюдены следующие условия:

1) ветер в вашем месторасположении дует стабильно и много дней в году;

2) ваши затраты на электроэнергию высоки;
вы не подключены к питающей сети или она находится далеко от вас.

Большое значение имеет место, где вы собираетесь установить ваш ветрогенератор. Его не следует размещать вблизи деревьев, домов и т.п., т.к. вы не получите полной отдачи от ветряка. Сила ветра всегда больше на вершине холмов, у береговой линии, в степях, в местах, где нет деревьев и строений. Учтите, что деревья могут вырасти, а ветрогенератор – нет.

Не ожидайте, что ваша ветроэлектростанция будет все время вырабатывать достаточное количество электроэнергии. Скорость ветра в одном и том же месте может сильно различаться и как следствие будет и различаться количество вырабатываемой электроэнергии. И если сила ветра будет меняться в пределах 10%, то вырабатываемая электроэнергия будет изменяться в пределах 25%!

Существует 2 основных типа ветрогенераторов:

с горизонтальной осью вращения (HAWT – Horizontal Axis Wind Turbine) и вертикальной (VAWT – Vertical Axis Wind Turbine). Горизонтальные ветряки должны быть всегда направлены по ветру. Для этого в их конструкции предусмотрен механизм поворота. В малых ветрогенераторах используется флюгерный механизм разворота по ветру (так называемый “хвост”). Также существует механизм разворота лопастей вдоль ветра при ураганных ветрах (выше 25м/сек) для того, чтобы ветрогенератор смог их перенести без потерь. Мачта для горизонтальных ветрогенераторов должна быть рассчитана так, чтобы лопасти не задевали объектов, которые могут находиться под ними. Из-за большого диаметра лопастей, сложности механизма разворота и большого количества механических сочленений, срок службы малых горизонтальных ветрогенераторв составляет 10-15 лет. Самым большим минусом горизонтальных ветрогенераторов является высокая стартовая ( от 3 м/сек) и номинальная (11-1 5м/сек) скорости ветра – это делает их неэффективным для использования в континентальных районах, где средняя скорость ветра составляет 3-5 м/сек.

Вертикальные ветрогенераторы работают в любом направлении ветра. Им требуется мачта меньшей высоты, т.к. их лопасти расположены над мачтой, а не сверху и снизу. К тому же из-за того, что лопасти расположены над мачтой, вертикальный ветрогенератор вырабатывает больше энергии, т.к. скорость ветра увеличивается при увеличении расстояния от земли. В таком типе ветрогенераторов меньше вращающихся и прочих механических элементов, поэтому минимальный срок эксплуатации составляет 20-25 лет. Вертикальные ветрогенераторы рассчитаны на рабочую скорость ветра 1-25 м/сек. Обычно они не рассчитаны на ураганные ветра и поэтому при приближении урагана их необходимо опускать. Самым большим плюсом вертикальных ветрогенераторов является низкая стартовая ( обычно от 1-2 м/сек, а у некоторых от 0.5м/сек) и номинальная (7-8 м/сек) скорости ветра. Это делает очень эффективным для использования их в континентальных районах, где средняя скорость ветра составляет 3-5 м/сек. Еще одним важным преимуществом вертикальных ветрогенераторов над горизонтальными является то, что их можно без проблем устанавливать на плоских крышах зданий. Это позволяет размещать их на крышах промышленных объектов и существенно экономить на платежах за энергию для бизнеса.

Одной из проблем при выборе и сравнении ветрогенераторов является отсутствие единого стандарта измерения выходной мощности. Производители сами выбирают при какой скорости ветра указывать выходную мощность. Чтобы понять, какой именно ветрогенератор подходит именно для вас и вашей местности, то необходимо взять статистические данные по скорости ветра и ее распределению в процентах от всего года. Например, для Подмосковья в районе Каширы статистика показывает, что средняя скорость ветра за год 3.3 м/сек, средняя скорость ветра за 6 месяцев зимы 5,4 м/сек, средняя скорость ветра за 3 самых холодных месяца 5,7 м/сек, а распределение скоростей ветра таково:
менее 1 м/сек – 11% в год
от 2 до 5 м/сек – 52% в года
более 8м/сек – 18% в год.

Конечно, найти такие данные для каждой местности трудно, поэтому для оценки эффективности того или иного типа ветрогенератора для Подмосковья, мы составили примерную таблицу. В качестве примера взяли ветрогенераторы, которые можно купить в России – стандартный горизонтальный ветрогенератор, уникальный горизонтальный ветрогенератор, который стартует уже при скорости ветра 0.2 м/сек и вертикальные ветрогенераторы, которые Вы можете приобрести у нас. Статистика распределения скорости ветра взята с официального сайтa московского метеобюро.

Как сделать ветрогенератор для частного дома своими руками

Какой выбрать ветрогенератор для частного дома

Ветрогенератор (ветряк) — это устройство, преобразующее кинетическую энергию ветра в механическую с последующим переводом в электричество. Производство ветрогенераторов в России за последние годы значительно выросло вместе интересом потребителей. Сегодня на рынке представлены импортные и российские ветрогенераторы мощностью от 0,1 до 70 кВт. Купить ветрогенераторы для дома можно в перечисленных ниже компаниях, продукция которых наиболее популярна у потребителей:

  • ООО «Ветро Свет» (Санкт-Петербург), мощность ветряков 0,25–1,5 кВт;
  • ООО «СКБ Искра» (Москва), мощность 0,5 кВт;
  • OOO «ГРЦ-Вертикаль» (Челябинская обл., Миасс), мощность 1,5–30 кВт;
  • ООО «Сапсан-Энергия» (Московская обл.), мощность 0,5–5 кВт;
  • ЗАО «Ветроэнергетическая компания» (Санкт-Петербург), мощность 5 и 30 кВт;
  • ЛМВ «Ветроэнергетика» (Хабаровск), мощность 0,1–10 кВт.

Различают бытовые и промышленные ветрогенераторы:

  • Бытовые ветрогенераторы ‑ ветряки небольшой мощности, достаточной для обеспечения энергией частного дома. Для их работы нужна постоянная скорость ветра от 4 м/сек, а последние разработки оборудования позволяют вырабатывать электроэнергию и на слабых ветрах.
  • Промышленные ветрогенераторы имеют мощность в несколько мВт. Такие установки работают на крайнем севере в районах с постоянными сильными ветрами.

Необходимые условия для эксплуатации вертогенератора:

  1. среднегодовая скорость ветра не менее 4 м/сек;
  2. свободное место для установки ветряка (лучше на возвышенности);
  3. официально согласовывать установку с местной администрацией не потребуется — следует просто поставить ее в известность;
  4. согласие соседей на установку — шум, создаваемый ветряком, может вызвать недовольство живущих рядом людей;
  5. кроме самой установки, понадобится масса дополнительного оборудованная: аккумуляторы, инвенторная установка, система управления, мачта.

Сколько стоит ветрогенератор

Цены ветрогенераторов российского производства ниже, чем немецких, датских или индийских. Самые дешевые китайские ветряки, хотя качество их гораздо ниже. Самые простые ветрогенераторы для частных домов стоят до 500 долларов. Их можно использовать для локальной выработки электроэнергии, но решить проблему полного энергоснабжения дома они не смогут. Более мощные ветряные генераторы от 3 кВт для полноценного обеспечения жилища электричеством обойдутся дороже.

Примерная стоимость комплекта ветряных генераторов для дома:

  • для небольшого частного (дачного) дома, мощность 3 кВт/72V, экв. $1700— 1800;
  • для обеспечения электричеством коттеджа, мощность 5 кВт/120V, экв. $4000;
  • для обеспечения электроэнергией нескольких домов или фермерского хозяйства, мощность 10 кВт/240V, экв. $8500.

Особым спросом пользуются ветрогенераторы с вертикальной осью вращения российского производства. Среди преимуществ этого оборудования:

  1. малые необходимые скорости ветра для движения ротора;
  2. независимость от направления ветра;
  3. низкий звуковой фон, отсутствие вибрации;
  4. конструкция безопасная для птиц;
  5. не требуется принудительный запуск;
  6. работает в любых погодных условиях, при любой силе ветра.

Цены ветряных генераторов для дома немалые, но стоимость электроэнергии постоянно растет, а ветрогенераторы быстро окупаются. Из недостатков отметим большую материалоемкость, низкий коэффициент преобразования энергии ветра в электроэнергию, крупные габариты установок больших мощностей.

Как сделать ветряной генератор своими руками

Покупка заводского ветрогенератора не всегда лучшее решение. Главное препятствие — высокая стоимость промышленных ветряков. Такое оборудование можно ставить не на всякий участок ‑ для установки мачты требуется специальное разрешение, да и опасно оставлять оборудование на необжитом месте. Альтернативный вариант ‑ сделать ветрогенератор для частного дома своими руками. Во многих случаях это приемлемо, учитывая минимальные затраты и возможность творчески проявить себя.

Роторный ветрогенератор — относительно простое преобразовательное устройство. Его будет недостаточно для полного обеспечения электроэнергией особняка, но на небольшой дачный домик самодельного ветряка вполне хватит. Он сможет осветить домик, хозяйственные постройки, дорожки на участке и т. д.

Как сделать ветрогенератор из автомобильного генератора

Самый простой вариант — использовать в качестве генератора ветряка автомобильный генератор. Автогенераторы недорого стоят, отлично ремонтируются, на рынке большой выбор. По стоимости они составляют примерно $20 за 1 кВт. Они выдают стабильное напряжение с определенных оборотов и стыкуются с аккумуляторами 12 вольт.

  • требуют высоких оборотов ‑ от 1,5-2,0 тыс. и выше в минуту;
  • уступают в надежности заводским генераторам для ветряков;
  • имеют относительно небольшой ресурс (до 4000 часов работы), что компенсируется низкой стоимостью.

Для сборки ветрогенератора своими руками из автомобильного генератора мощностью 1,5 кВт понадобится:

  1. автомобильный генератор на 12 в;
  2. соответствующая по напряжению аккумуляторная батарея;
  3. преобразователь с 12 на 220в, мощность 1,3 кВт;
  4. небольшая бочка (ведро) из алюминия или стали;
  5. зарядное реле и автомобильная контрольная лампа;
  6. защищенный от влаги выключатель, 12в;
  7. прибор контроля напряжения (старый вольтметр);
  8. медный провод от 2 мм сечением;
  9. крепеж (болты, шайбы, гайки, хомуты).

Из ручного инструмента понадобятся: ножницы по металлу, болгарка, рулетка измерительная, карандаш, отвертки, гаечные ключи в наборе, пассатижи, электродрель со сверлами.

Несколько принципиальных моментов в изготовлении ветрогенератора:

  1. Максимальной эффективности можно добиться, переделав автомобильный генератор под постоянные магниты. Для этого обмотку возбуждения нужно заменить на несколько ферритовых магнитов.
  2. Выточив немагнитный ротор из титана или другого немагнитного материала, можно избежать намагничивания ротора.
  3. Чтобы повысить генерацию тока на малых оборотах, нужно перемотать статор, увеличив количество витков в 5 раз и уменьшив диаметр провода.
  4. Установка на ротор неодимовых магнитов увеличит мощность генератора на малых оборотах. Четное количество магнитов крепится на стальной бандаж, который нужно прикрепить к основанию внутренней части генератора. При установке магнитов для повышения мощности нужно чередовать полярность.
  5. Для изготовления лопастей подойдет дюралевая труба, крепеж делается из стали. Лопасти обязательно нужно балансировать, а также максимально облегчить конструкцию, удалив лишнее болгаркой и наждаком.


В сети достаточно материалов с подробным описанием работ, поэтому нет необходимости повторяться

Как сделать ветрогенератор из стиральной машины

Самая простая модель заводского ветрогенератора для освещения дачи обойдется, как минимум, в 60-70 тыс. руб. Альтернативный ветряк можно изготовить, используя в качестве главного элемента конструкции двигатель старой стиральной машины. И в этом случае без расходов не обойтись, но можно уложиться всего в несколько тысяч рублей.

Для ветрогенератора из стиральной машины своими руками придется купить ротор. Его можно сделать и самостоятельно, если купить неодимовые магниты, но их цена примерно такая же, как у готовых китайских роторов 2,5 кВт. Кроме того, производство ротора сложно технически. Кроме ротора, понадобится:

  1. вал длинный;
  2. редуктор;
  3. шестерни;
  4. крыльчатка;
  5. мачта длиной 10-12 метров (можно сделать из труб 32 мм).

Для корпуса редуктора подойдет электродвигатель промышленного насоса. Крыльчатка устанавливается в горизонтальной плоскости.

Крыльчатку с длиной лопасти от 1,5 м лучше изготовить из прочного дюралюминиевого уголка или стеклопластика. Нередко предлагается делать лопасти из фанеры, но по опыту, при ветре 10-15 м/сек на высоте фанерные лопасти ломаются. Вал должен быть прочно закреплен, и при этом свободно вращаться. Крутящийся вал соединяется с генератором фланцем.


Более подробно о том, как сделать ветрогенератор из стиральной машины, смотрите на видео ниже

Ветрогенераторы

Ветрогенератор EnergyWind 1 кВт Макс.мощность – 1кВт
Лопасти – 3шт
Диаметр ветродвиг.- 2,6м

Ежемесячная выработка при скорости ветра:
3-4 м/с – 75-100кВт

Ветрогенератор EnergyWind 2 кВт Макс.мощность – 2кВт
Лопасти – 1шт
Диаметр ветродвиг.- 2,6м

Ежемесячная выработка при скорости ветра:
3-4 м/с – 100-150кВт

Ветрогенератор EnergyWind 3 кВт Макс.мощность – 3кВт
Лопасти – 1шт
Диаметр ветродвиг.- 4м

Ежемесячная выработка при скорости ветра:
3-4 м/с – 150-250кВт

Цена: 110000 руб.

Ветрогенератор EnergyWind 4 кВт Макс.мощность – 4кВт
Лопасти – 1шт
Диаметр ветродвиг.- 3.5м

Ежемесячная выработка при скорости ветра:
3-4 м/с – 250-350кВт

Цена: 119000 руб.

Ветрогенератор EnergyWind 5 кВт Макс.мощность – 5кВт
Лопасти – 3шт
Диаметр ветродвиг.- 4м

Ежемесячная выработка при скорости ветра:
3-4 м/с – 300-400кВт

Цена: 250000 руб.

Ветрогенератор EnergyWind 6,5 кВт Макс.мощность – 6.5кВт
Лопасти – 1шт
Диаметр ветродвиг.- 5м

Ежемесячная выработка при скорости ветра:
3-4 м/с – 400-600кВт

Цена: 300000 руб.

Ветрогенератор EnergyWind 8 кВт Макс.мощность – 8кВт
Лопасти – 1шт
Диаметр ветродвиг.- 7м

Ежемесячная выработка при скорости ветра:
3-4 м/с – 600-1000кВт

Цена: 500000 руб.

Ветрогенератор EnergyWind 10 кВт Макс.мощность – 4кВт
Лопасти – 3шт
Диаметр ветродвиг.- 7м

Ежемесячная выработка при скорости ветра:
3-4 м/с – 1000-2000кВт

Цена: 650000 руб.

Ветрогенераторы Energy Wind по стоимости сопоставимы с недорогими китайскими ветряками, но намного превосходят их по надежности и мощности. То есть, учитывая все характеристики, наши ветряки дешевле практически в 2 раза, а мощность вырабатывают в 2 раза большую.

Основная комплектация ветряка:

  • Лопасть
  • Кольцевой генератор
  • Система ориентации на ветер
  • Регулятор скорости вращения
  • Узел крепления к мачте
  • Посадочная шайба на мачту
  • Сборочный комплект

Советы при выборе ветряка:

  • Среднегодовую скорость ветра в предполагаемом месте установки можно приблизительно узнать на ближайшей метеостанции.
  • Для выбора инвертора надо знать максимальную (пиковую) мощность потребления электроприборов с небольшим запасом (по ней выбирается его мощность).

При наличии этих показателей можно быстро и грамотно подобрать необходимое оборудование.

  • При выборе оборудования не стоит опираться на мощность ветрогенератора – она сильно зависит от скорости ветра.
  • 5 кВт ветрогенератор при слабом ветре (3-4 м/с) выдаёт всего 0,1-0,2 кВт. Потребитель часто ориентируется на максимальную (пиковую) мощность своего потребления и просит постоянно эту мощность (например 5 кВт), – начинаем разбираться, считать – и оказывается, что для лампочек, холодильника, телевизора и насоса вполне хватает 0,5 кВт постоянной мощности – а это две большие разницы.
  • Оценивать своё электропотребление нужно только по киловатт-часам в месяц. Но и не стоит определять среднюю выдаваемую ветрогенератором мощность по среднегодовой скорости ветра – это будет намного заниженная цифра.
  • Стоимость ветряка будет зависеть от того, какое количество электроэнергии вам требуется.
Читать еще:  Полупрозрачный дом
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector