Как сделать ветрогенератор?

Вопрос очень обширный, если спросить об этом яндекс или гугл, то найдется много фото и видео материалов по самодельным ветрякам. И покажется что сделать ветряк проще простого, достаточно визуально повторить в общих чертах понравившийся вариант ветрогенератора. Но часто так бывает что после изготовления появляется много вопросов таких как, почему так мало мощности, почему медленно крутится, или плохо стартует, и работает не так как должно. Но это не совсем не удивительно так-как такие вещи без расчетов не делаются. Перед тем как делать даже маленький ветряк лучше сразу потратить несколько дней на изучение принципов и основ работы и выработки энергии ветрогенераторами. А иначе это будет не ветряк, а поделка выходного дня, которая вскоре благополучно отправится на свалку истории, или будет много раз переделываться.

как сделать ветрогенератор.

Ветрогенераторы уже давно изучены вдоль и поперек, есть все расчеты, нужные формулы и прочее. Первым делом нужно изучить как происходит процесс преобразования энергии ветра в электричество. Понятно что лопасти крутят генератор и он дает ток, но не все прям так просто. Ветроколесо, не важно какого типа ветрогенератора, вертикального или горизонтального преобразует энергию ветра в механическую мощность.

Сначала надо определится с тем какая мощность вам требуется и на каком ветре, исходя из этого прикинуть размеры будущего ветрогенератора, и оценить свои возможности по материалам и инструментам, проще говоря что вы реально сможете осилить. Коэффициент использования энергии ветра (КИЭВ) для горизонтальных ветрогенераторов в среднем 0,25-0,45%, а вертикальных 0,10-0,25%. Сразу могу сказать что лучше делать горизонтальный классический ветряк, преимущество это более высокий КИЭВ, поэтому ветряк при той-же мощности будет в два раза меньше вертикалки + изготовить лопасти намного проще и дешевле чем огромный ротор с мощными и тяжелыми деталями. Еще преимущество в том, что горизонтальным ветрякам не нужен редуктор, обороты у них намного больше.

Если делать для вертикалки генератор с прямым приводом, то его размеры и цена будут больше примерно в 4-5 раз. Но отговаривать не буду, так- как если вам нравятся вращающиеся "бочки", то почему бы и нет. Шумность горизонтальных ветряков это отчасти вымысел, бывает что горизонталки шумят, но это обычно из-за особенностей конкретных лопастей, а если ветряк с нормальными лопастями, то его практически не слышно даже на сильном ветре. А проблемы с шумом бывают и у вертикалок, особенно на сильном ветре, когда дисбаланс при переходе лопастей в зону давления ветра, отсюда еще и огромное давление на осевые подшипники, и вибрации. Но это все всплывет на практике и в процессе изучения опыта строительства ветряков другими людьми.

Вариантов изготовления ветрогенераторов множество.

Например вертикальный тихоходный ветряк можно изготовить из простой пластиковой или железной бочки, но результат не обрадует если нужен ветрогенератор мощностью хотя-бы 500ватт на ветру 8-10м/с. Для большого ветряка придется делать большой ротор и варить металлический каркас, который можно обшить например оцинкованным железом, алюминием, или поликарбонатом, даже проф-настил хороший вариант. Есть еще ортогональные вертикальные ветрогенераторы, у них выше КИЭВ, но и есть свои недостатки, они очень плохо стартуют, поэтому часто делают смесь Савониуса+Дарье, а так-же при вращении неравномерный момент на валу, из-за этого подшипники испытывают большие перегрузки.

Горизонтальный ветряк, его лопасти часто вырезают из канализационных ПВХ труб, получается очень дешево и такие лопасти выдерживают ветер до 15м/с, но тут все зависит от толщины и качества пластмассы, а так это самый простой и дешевый вариант изготовления лопастей, есть даже программа для расчета лопасти под нужную мощность и обороты Так-же лопасти вырезают из алюминиевых труб. Делают деревянные лопасти. Достаточно успешно в домашних условиях делают лопасти из стеклопластика на подобие заводских. Изготавливают матрицу для отливки лопастей и потом штампуют сколько нужно, технология не сложная, но долгая, требует подготовки.

Генератор для ветряка.

Генератор тоже можно сделать по разному, например классический вариант для самодельных ветряков, особенно популярный в Америке и других странах,, дисковый генератор на неодимовых магнитах. Его преимущество это простота изготовления в домашних условиях, но минус это цена магнитов, которых нужно в два раза больше чем в обычный генератор. Это связано с тем что катушки статора не имеют магнитопровода (статора из пластин) , а просто залиты в смоле.

Так-же часто делают генераторы из разных электродвигателей, например из асинхронных, которые покупают б/у или в чермете. Преимущество, это готовый заводской корпус, а переделка заключается в проточке ротора и заливке магнитов на нем, и перемотке статора под нужные параметры. Именно перемотка часто и отталкивает людей от переделки асинхронного двигателя, так как сначала не разберешься во всех этих фазах и направлениях намотки, да и как именно мотать не понятно. Но на самом деле все не сложнее чем намотать катушки дискового генератора, просто надо подсмотреть как делают другие,

Так-же можно использовать готовые заводские генераторы и моторы в качестве генератора для ветряка. Например коллекторные двигатели постоянного тока. Или например велосипедные мотор-колеса, которые уже готовые трёхфазные генераторы на неодимовых магнитах, низко-оборотные, и ничего переделывать не надо. Так-же есть и автомобильные генераторы, с которых многие начинают. Преимущество автомобильных генераторов это то, что они дешевые и есть в любом автосервисе б/у, или магазине авто-запчастей. Переделка заключается так-же в перемотке статора более тонким проводом, и изготовлении нового ротора под неодимовые магниты. В итоге получается хороший генератор для небольшого ветряка мощностью 200-300 ватт.

Более подробно о всем этом нелегком деле изготовления своего ветряка описано в статьях в разделе "Расчеты ветряков".