Ветряк для частного дома своими руками (+ фото и видео)

Тенденция увеличения роста цен на энергоносители негативно отражается на семейном бюджете, поэтому хозяева находятся в поиске альтернативных источников. Одним из заслуживающих внимание вариантов является установка генератора, который способен производить электроэнергию с помощью ветра. Смонтировать ветряк для частного дома своими руками не составит большого труда, если воспользоваться советами профессионалов.

Функции ветрогенератора

Ветрогенераторы в частном секторе стали, скорее нормой, чем исключительным случаем. Альтернативный источник энергии позволяет существенно сократить расход средств на оплату счетов за электричество. Обустройство ветряком дачного домика позволяет практически бесплатно пользоваться электроприборами.

Использовать ветряной генератор можно только в районах с подходящими климатическими особенностями. Основным располагающим фактором является наличие ветров, при чём их скорость должна соответствовать показателям, превышающим 4 м/с. При соблюдении этого условия монтаж оборудования будет оправданным с экономической точки зрения.

Для уточнения данных по скорости ветров, достаточно изучить специальную карту, которая отражает среднестатистические значения по регионам. Для получения точных результатов рекомендуется воспользоваться устройством, именуемым анемометр. Снять корректные значения можно с помощью устройства, считывающего сигналы анемометра.

Справка! Прибор, снимающий показатели ветра, нужно закреплять высоко над постройками и деревьями. В обратном случае значения будут некорректными.

Преимущества и недостатки ветряков

Прежде, чем приступить к сборке ветряка и установки его во дворе, нужно ознакомиться с преимуществами и недостатками оборудования. Это поможет избежать неожиданных проблем при монтаже и эксплуатации.

Достоинства ветрогенераторов:

• в рабочем режиме оборудование не требует трат на топливо;

• процесс воспроизводства энергии осуществляется самопроизвольно без контроля человека;

• бесшумный режим функционирования;

• экологичность;

• использовать ветряк можно практически при любых климатических условиях;

• минимальный процент износа рабочих элементов;

• возможность сэкономить на счетах за электричество;

• изготовленная конструкция своими руками вполне понятна, при возникновении поломки легко разобраться в причине и способе устранения проблемы;

• собрать модель можно без существенных затрат, используя подручные материалы;

• в отличие от ветряных подстанций заводского изготовления самодельные устройства реже ломаются.

Справка! При установке заводского генератора возникает необходимость в привлечении специалиста. Это необходимо для сохранения гарантийных обязательств производителя. В случае выхода из строя агрегата, который монтировался собственными силами, гарантия сгорает.

Минусы:

• низкий КПД;

• для компенсации простоев в тихую погоду требуется дополнительное дорогостоящее оборудование;

• в период эксплуатации ветряка необходимо регулярно проводить профилактические мероприятия;

• иногда в рабочем режиме устройство издаёт инфразвуки (это может указывать на ошибку, допущенную при монтаже, или особенность ветрогенератора);

• сильный ураганный ветер может сломать конструкцию или сильно её повредить.

Устройство и принцип работы ветряка

Ветряк представляет собой оборудование простой конструкции, преобразующее поток ветра из кинетического типа в механический. Во время движения лопастей в обмотках ротора создаётся переменный ток. Полученная энергия накапливается в аккумуляторном устройстве, откуда идёт подача на электроприборы.

Данное описание ветрогенератора немного упрощено, на самом деле в устройстве не всё так примитивно. Оборудование комплектуется следующими элементами:

• контроллером – задача узла состоит в изменении переменного трёхфазного тока в постоянный;

• инвертором – превращает ток в переменный с номинальным напряжением 220 В;

• ротором, оснащённым лопастями (от 2 до 4 в классическом варианте);

• редуктором (можно заменить коробкой передач) – обеспечивает снижение и поддержание постоянного давления рабочей среды;

• защитной обшивкой – обеспечивает ограждение узлов оборудования от воздействия негативных факторов;

• хвостовой детали – поворачивает ветряк за направлением воздушных масс;

• аккумуляторными батареями – устройство, сохраняющее произведённую энергию для последующего её использования по мере надобности.

Справка! От объёма полученной энергии ветрогенератором почти 20% уходит на преобразования энергии в переменный ток, напряжение которого соответствует 220 В.

Усовершенствовать самодельный ветряк можно дополнением цепи солнечными батареями. Благодаря наличию автоматического выключателя осуществляется отключение основного источника тока и подключение резервного варианта.

Классификация ветряков

Ветряные генераторы классифицируются на разновидности по следующим признакам.

• Количество лопастей – агрегаты бывают двух-, трёх- и многолопастными.

• С учётом материала, из которого делают лопасти – узлы выпускаются парусного или жёсткого типа.

• Направление, по которому осуществляется вращение лопастей – конструкции подразделяются на вертикальные и горизонтальные.

• Тип управления – существует 2 разновидности: регулируемым шагом и фиксированными лопастями.

Для тех, кто решил собрать и установить ветряк собственными силами, специалисты рекомендуют выбрать конструкцию с фиксированным шагом лопастей. Их преимущество заключается в простом управлении, чего не скажешь о регулируемом типе устройства.

При выборе ветряка между вертикальным и горизонтальным типом учитываются особенности конструкции и факторы, влияющие на эксплуатацию оборудования.

• Устройства с вертикальной осью отличаются компактными параметрами. Они работают вне зависимости от направления ветра, что становится возможным благодаря особой конструкции. Лопасти выполняются в виде турбин, что уменьшает нагрузку на ось. Отдавать предпочтение вертикальному ветряку нужно в случаях, когда ветер на участке часто меняет своё направление.

• Ветрогенератор с горизонтальным размещением лопастей к оси устанавливается перпендикулярно к воздушным потокам. Принцип работы оборудования имеет много общего с флюгером. Суть функционирования заключается в сопротивлении воздушным массам. При оснащении ветряка генератором роторного типа получается высокий КПД.

Особенности сборки ветряка своими руками

Как ранее было подмечено, устанавливать генератор нужно на большой высоте. Но такая возможность есть не всегда. Монтировать мачту высотой более 15 м запрещается при близком расположении домовладения к следующим объектам:

• мостам;

• туннелям;

• аэропортам.

Для предотвращения проблем с соседями рекомендуется оснащать станцию специальной защитой. Без неё лопасти могут издавать неприятный шум, помехи в радио и теле эфирах.

Для того чтоб конструкция выполняла свои функции и была работоспособной хотя бы с КПД не менее 30%, нужно ознакомиться с некоторыми понятиями.

• Устройство генератора – необходимо рассмотреть разновидности устройств, принципы их работы, каких параметров они бывают, какое количество полюсов имеют. Обогатить багаж знаний нужно также понятиями: ротор и статор.

• Расчёты параметров лопастей – детали рассчитываются под определённый генератор. Важные моменты: количество лопастей, диаметр винта, форма лопастей, тип их размещения относительно оси.

Подготовительный этап

Специалисты советуют начать работу с разработки чертежа и составления списка всего необходимого. В перечень входят:

• большая ёмкость или листовой металл (отдавать предпочтение лучше нержавейке, алюминию);

• генератор (12V);

• аккумулятор (12V);

• выключатель кнопочного типа (12V), рекомендуется использовать полугерметичный;

• вольтметр;

• провода (2,5; 4 мм);

• преобразователи тока 12-220V, 700-1500W;

• реле-регулятор;

• крепёжные элементы в виде хомутиков (2-4 шт.).

Вес объём работы выполняется набором инструментов, куда входят:

• маркер, измерительные приборы;

• болгарка (если нет в наличии, можно обойтись ножницами по металлу);

• пассатижи;

• дрель, свёрла;

• отвёртки разного типа;

• комплект ключей.

До начала работ монтаж ветряка на участке лучше согласовать с соседями, чтобы в процессе эксплуатации не возникло неприятностей.

Использование генератора от автомобиля

Основой для крыльчатки может послужить старое ведро или вместительная кастрюля. С помощью маркера и рулетки нанести разметку, разделив ёмкость на 4 равноценные части. Резка выполняется болгаркой или ручным способом. С раскроем справятся ножницы по металлу. До самого центра (окружности, которая определяется днищем) разрезать не нужно.

Справка! Если используется ёмкость из окрашенной жести, использовать болгарку нельзя. Чтобы избежать перегрева металла, лучше воспользоваться ножницами.

Следующий этап работ предусматривает формирование лопастей. С помощью пассатижей и других инструментов разрезанным частям ёмкости придают изогнутый вид. От того, какой угол изгиба был выбран, зависит скорость вращения и площадь соприкосновения конструкции с воздушными массами.

В автомобильном генераторе и донной части ёмкости наметить точки под отверстия. При выполнении измерительных работ важно соблюдать симметрию. Ошибки в разметке сделают конструкцию несбалансированной, что негативно скажется на крутящем моменте.

После того, как лопасти приобрели нужную форму, донная часть фиксируется к генератору (используется подготовленное отверстие). Выглядит это следующим образом: на шкиве откручивается гайка, на вал насаживается крыльчатка, после чего выполняется фиксация деталей той же гайкой.

Последующие усилия сводятся к установке генератора на мачту и подсоединению проводов для сборки цепи. Для участка, ведущего к накопительной батарее, используют проводник сечением 4 мм (такой же кабель нужен для соединения преобразователя и инвертора). Для питания бытовой техники подходит провод сечением 2,5 мм.

Ветряк из стиральной машины

Основной материал для ветряка снимается со стиральной машины, остальное докупается или комплектуется домашними запасами.

Для сборки агрегата понадобятся:

• ротор с лопастями;

• редуктор;

• накопительная батарея;

• защитный кожух;

• хвостовик;

• инвертор;

• мачта.

В работе пригодятся такие расходные материалы, как эпоксидная смола, наждачная бумага, холодная сварка, 32 шт. неодимовых магнитов (5 мм; 12 мм). Магниты можно купить в строительных магазинах или заказать на торговых площадках в интернете.

Последовательность монтажа:

• с ротора двигателя снимают сердечники, после чего детали частично срезают (глубина разреза не превышает 2 мм);

• в сердечниках формируют пазы (заглубление не превышает 5 мм), далее на них монтируют жёсткое покрытие;

• по окружности детали на равноудалённом расстоянии приклеивают магниты;

• подготовленный шаблон с магнитами укладывают на ротор, пробелы в стыковке заполняют эпоксидной смолой (допускается использование холодной сварки);

• после просушки клеевого состава поверхность ротора зачищается наждаком (рекомендуется фиксировать деталь в тисках);

• изготовление крыльчатки выполняется из жестянки или стеклопластика (удобней использовать большую металлическую ёмкость или листовой материал);

• для мачты выбирают трубы (O 32 мм), перед сборкой элементов их грунтуют и прокрашивают для защиты от коррозии;

• завершается монтаж соединением подготовленных узлов и установкой мачты.

Нельзя сказать, что сборка конструкции является простым делом. Сложность в большей степени заключается в расчётах и измерениях. К тому же браться за работу стоит при наличии багажа элементарных знаний о роторах и статорах, принципах работы генератора. Владеющим данной информацией сделать ветряк для частного дома своими руками более чем доступно.

Видео ветряк для частного дома своими руками