Вітряк своїми руками за 150 $

  • Час 3-04-2015, 12:39
  • Автор admin
  • Коментарів 0 Комент.
  • Силка url

Нещодавно у мене виникла ідея виробляти свою електроенергію для дому. Це не було великою необхідністю, але мій інтерес зріс до даної тими коли я прочитавши статтю про збірку вітряка з мотором від бігової доріжки і ПХВ-труб. Попередньо прикинувши по видатках - виходило близько 150-200 $ на вітряк, який міг бі виробляти приблизно 50-250 Ват електроенергії (це виходить значно дешевше, ніж використовувати сонячні батареї при тій же вихідній потужності). І в цій статті я поділюся з вами моїм досвідом виготовлення вітряка своїми руками.

Вітряк своїми руками за 150 $

Відео

Перед тим як розповісти про виготовлення, подивіться відео мого вітряка в дії. На відео показані різні конфігурації лопатей.

Конфігурація з довгими і тонкими лопатями (найкраще рішення)

Шестилопатеві конфігурація (маленька швидкість при старті і великий крутний момент)

Конфігурація з широкими лопатями (хороший старт, але дуже повільно крутитися)

Як працює вітряк?

Будь вітряк, незалежно від його розмірів і призначення, працює згідно з такими принципами:

  1. Дме постійний вітер.

  2. Флюгер (хвіст вітряка) повертається за вітром.

  3. Лопаті, з'єднання єднані з генератором (безпосередньо або через редуктор) під силою вітру змушують його обертатися.

  4. Через обертання, генератор виробляє електрику.

Звучить не так вже й складно, чи не так? Отже перейдемо до конкретики.

Інструмент

Для виготовлення вітряка не потрібен який-небудь спеціалізований інструмент. Я використовував наступні інструменти:
- ножівка
- дриль і свердла для неї
- рулетку
- розвідний ключ
- газовий ключ
- транспортир
- наждачку (різної зернистості)

Необхідні деталі

Моїм завданням було зробити вітряк з мінімально можливими витратами (тому я студент і обмежений у фінансах). Отже, я взявши готове рішення виготовлення простого вітряка з інтернету і ще більше спростив його. Всі необхідні запчастини можна купити на будь-якому будівельному ринку або в магазині. Багато хто, можливо виявляться у вашому гаражі або сараї.

Отже, вісь що я використовував:
- лист металу 25х35см
- 1/4 "х 25 см трубку
- 1/4 "фланець
- 20-25мм квадратну трубу L = 1м
- диск від пилки (для хаба)
- штифт (для з'єднання єднання диска з віссю мотора)
- два автомобільних хомута
- 8 "x 4" ПХВ труба
- 30 "x 8" ПХВ труба
- DC-двигун (генератор)
- болти, шайби, гайки
- саморізи по металу
- діоди на струм 10-40А (можна і більше)

Дістати ці запчастини немає ніяких проблем, крім моторчика. З інтернету, найбільш популярними є варіант використання двигуна фірми «Ametek» від старих магнітофонів. При підборі генератора (мотора) вибирайте ті, у яких найбільшу кількість вольт на оборот. Приміром, моторчик «Ametek», який я використовую видає 30В при 325 об / хв, т. ч. він чудово підходить для використання його в якості генератора у вітряку. Також майте на увазі, що потрібен моторчик не менше 12В, для інвертора або зарядки акумулятора. У моїй конструкції, при хорошому вітрі, обороти легко досягають значень в 300-400 об / хв.

Виготовлення лопатей

Найважливішою частиною вітряка ймовірно є лопаті. Більшість, роблять їх з дерева або композитних матеріалів (склотканина і епоксидка). Але я думаю, що реально їх зробити зі звичайної водопровідної ПХВ-труби (по ефективності вони будуть нічим не гірше). Перед тим як продовжити, трохи теорії про лопатях вітряка ...
- чим довше лопаті, тим легше вони крутяться в слабкий вітер, альо у них буде низька швидкість обертання.
- на кінцях лопатей обертання буде більше ніж у підстави, тому необхідно розраховувати відношення швидкості обертання лопатей до швидкості вітру (TSR) при їх виготовленні (наприклад старі вітряки круглий рік обертаються з постійною швидкістю 40 об / хв.)
- потужність, яку можна отримати з енергії вітру, дорівнює швидкості вітру в третього ступеня. Тобто P = k * v ^ 3, де k-постійна вітряка, v-швидкість вітру.
- згідно із законом Беца, тільки ~ 59.3% енергії можна отримати від вітру. Тобто в реальності наша формула прийме вигляд:. P = 0.593 * k * v ^ 3, де k - втрати в вітрогенераторі на механічні тертя і т. п.
- чим вище вітряк встановлений над рівнем землі, тім більше потужності можна витягти з енергії вітру (рекомендують 6-15 метрів, але я встановив на висоті 4 метри).

Вітряк своїми руками за 150 $
Вітряк своїми руками за 150 $

Самі лопаті виготовити з труби дуже легко. Потрібно розрізати ПХВ-трубу на 3 секції: дві по 150 град. і одна секція 60 град. (Я спробував зобразити це на малюнку дуже приблизно, в моїй улюбленій CAD-програмі-MS Paint :)). Червоні лінії - це лінії різу. Щоб зручніше було бачіті лінію різу по всій довжині, рекомендую наклеїти ізоляційну стрічку, скотч або просто папір. З відрізка труби 150 град. вийдуть широкі лопаті, які будуть легко крутитися в слабкий вітер, але повільно. Дослідним шляхом ви самі можете підібрати оптимальний кут, виходячи з практики, він знаходиться десь між 75-150 град. Для початку виріжте широкі лопаті, а потім якщо потрібно буде, то подрежьте їх зробивши більш вузькими. І є ятайте: «Сім разів відміряй - один раз відріж».

Вітряк своїми руками за 150 $

Після того, як всі вирізане, я скруглил краю. Якщо слідувати аеродинаміці, то потрібно заокруглити головну кромку і вирівняти задню, але на практиці, при використанні ПХВ-сурми я не побачив ніякої різниці. Загалом, ві можете зробити лопаті як ці (див. Рис.) ...

Виготовлення вузла кріплення лопатей (Хаба)

Наступним завданням є виготовлення вузла кріплення лопатей (маточина гвинта, хаб). Існує багато різних способів виготовлення. Я рекомендую зробити його з диска пили, його легко можна знайте і він легко піддається свердлінню. За допомогою дриль просвердлите 3 групи отворів (по 2 в кадой) зі зміщенням в 120 градусів (тут вам може знадобитися транспортир). Відстань у групі між двома отворами - 1 дюйм (див. Рис.).

Вітряк своїми руками за 150 $

Якщо в якості хаба ви теж плануєте використовувати диск від пилки, то не забудьте сточити всі зуби на ньому, інакше якщо він з якоїсь причини відірветься, то може завдати шкоди вам і оточуючим.

Після того, як всі просвердлений і ми впевнені в надійності та безпеки хаба, то можете прикрутити лопаті до нього за допомогою болтів і гайок. Обов'язково поставте гроверную шайбу або використовуйте гайку з ущільнювачем.

Вітряк своїми руками за 150 $

Виготовлення флюгера і шарніра для повороту

Тепер ми повинні виготовити поворотну платформу, на якій буде встановлено наш генератор. Для цього використовуємо квадратну трубу, шмат ПХВ-труби, фланець і невеликий лист металу. На малюнку нижче можна подивитися приблизний начерк, як це буде виглядати.

Вітряк своїми руками за 150 $

Вітряк своїми руками за 150 $

В першу чергу зі шматка заліза необхідно вирізати хвіст вітряка (флюгер). Форма не сильно важлива і служить в основному для додання естетичного вигляду.

Вітряк своїми руками за 150 $

Далі, уздовж квадратної труби мі робимо пропивши (легше це зробити болгаркою). Довжина не сильно важлива, я рекомендую 20-25 см. Потім вставляємо в проріз наш флюгер і свердлимо наскрізні відчини в трубі і аркуші. Закріплюємо болтами.

Вітряк своїми руками за 150 $

Також необхідно передбачити який-небудь чохол для генератора, від негоди. Для цього ми також використовуємо пластикову трубу. На малюнку нижче я думаю зрозуміло як це буде виглядати (бічний отвір служити для електричних висновків).

Вітряк своїми руками за 150 $

Потім всі фарбуємо і збираємо до купи. Прикріплюємо мотор і чохол для нього, до труби хомутами. Знизу труби, ближче до мотору, встановлюємо фланець і кріпимо його саморізами.

Вітряк своїми руками за 150 $

Вітряк своїми руками за 150 $

Виготовлення щогли

Будь-якому вітряка необхідна щогла (вежа). Я виготовив її з ПХВ-труб і різної фурнітури для пластикових труб. Для моєї щогли знадобилися: 1 "ПХВ-труба, муфта для неї, 3 Т-образних відводу.

Щогла проста у виготовленні і вийшло щось схоже на це:

Вітряк своїми руками за 150 $

Далі, садимо всю нашу конструкцію на отриману щоглу.

Вітряк своїми руками за 150 $

Вітряк готовий

Залишилося тільки посадити наш хаб з лопатями на вал двигуна і наш саморобний вітряк готовий!

Вітряк своїми руками за 150 $

На малюнку нижче ви можете побачити експериментальну конструкцію з шістьма лопатями. Вона обертається практично в безвітря, але обороти не перевищують 100 об / хв.

Вітряк своїми руками за 150 $

У батарейного відсіку, харчування подається паралельно з сонячними батареями. Я використовую 2 акумулятора. Можна використовувати звичайні автомобільні акумулятори. Не забувайте припаяти діоди між акумуляторами і генератором вітряка, інакше струм від акумуляторів піде в генератор.

Вітряк своїми руками за 150 $

У ході експериментів з'єднання ясувалося, що більш тонкі лопаті краще працюють при моїх вітрових умовах. Тому я використовував великі білі лопаті (див. Попередні фотографії) трохи обрізавши їх. Результат - зросла швидкість обертання (див. Найперше відео).

Вітряк своїми руками за 150 $

Переклад: Колтик А. В.

Tags

Коментарі до новини