Некоторые любознательные граждане не раз задумывались над вопросом: "Как сделать ветряк своими руками, какие чертежи необходимы и насколько сложно его изготовление?"

Кажется невероятным, но самодельный ветрогенератор своими руками можно изготовить из обыкновенного велосипедного колеса. Главное - это немного разбираться в физике и иметь "золотые" руки.

На велосипедное колесо устанавливаются лопасти, количество которых может быть от трех до шести, в зависимости от замысла изобретателя. Балку для хвоста можно изготовить из ПВХ трубы. Велосипедное колесо крепится к торцевой заглушке трубы, в которой предварительно сверлится отверстие. Генератором служит двигатель, рабочее напряжение которого имеет параметр 24В. Раньше такие движки широко применялись в старых компьютерах для привода диска. Скорее всего, такие моторчики не составит труда подыскать на "барахоловках" компьютерной техники.

Далее, генератор необходимо при помощи обыкновенного уголка прикрепить к ветряку. Итогом должна стать прочная палочка, которая закрепляется с помощью хомутов. Этот шест предназначается для того, чтобы ветряные электростанции своими руками находились на достаточной возвышенности и могли взаимодействовать с потоками ветра. Кроме того, внутри него также прокладывается вся электропроводка.

Самодельный ветрогенератор должен полностью уравновешиваться хвостом, для чего заранее просчитывается его вес. В качестве генератора в данном примере был использован двигатель, работающий на постоянных магнитах, а также приводной ремень, устойчивый к длительному солнечному воздействию.

Характеристики разработанной конструкции способны составить конкуренцию солнечным батареям, а выходных параметров вполне хватает для обеспечения автономного энергоснабжения жилого дома. Общая стоимость самодельного аппарата при условии, что все комплектующие были приобретены в магазине, окупается за несколько месяцев его работы.

По данной технологии можно изготавливать также и ветрогенераторы вертикальные, но длина шеста в этом случае должна быть в 1.5 раза больше.

С каждым днем возрастают цены на традиционные носители энергии. В связи с этим в современное время особой актуальностью пользуется альтернативная, нетрадиционная энергетика, как более экономный способ обеспечения энергоресурсами потребностей населения. Естественно, что энергия ветра не осталась без внимания, так как это неиссякаемый источник для получения электричества и, к тому же, абсолютно бесплатный.

Ветроэнергетика - отрасль энергетики, основной специализацией которой является возможность использования ветровой энергии, вырабатываемой кинетической энергии от движения всех воздушных масс в слоях атмосферы.

Уже никого не удивляют загадочные конструкции, представляющие собой мельницы на длинных столбах, которые можно встретить на возвышенной местности. Все знают, что это ветровые электростанции, предназначенные для выработки электрической энергии из движения воздушных масс. Когда-то давно они считались экзотикой и устанавливались только на крупных предприятиях, способных позволить себе такое дорогостоящее оборудование.

На сегодняшний день ситуация кардинально изменилась. Данные конструкции можно встретить на сельскохозяйственных и промышленных территориях, а также в частных секторах, где иногда легче позаботится об автономной системе энергоснабжения, чем зависеть от централизованных линий.

Ветроэнергетические установки являются экономичными, а главное, экологически чистыми, так как при их использовании полностью исключается возможность выброса токсичных отходов в атмосферу. Также следует учитывать, что для работы таких электростанций нет необходимости использовать какие-либо топливные ресурсы, что, учитывая всевозрастающие цены на бензин и дизельное топливо, ставят ветер вне конкуренции.

Нельзя исключать и технические аспекты: отпадает необходимость в традиционной электроэнергии, что позволяет обустраивать бесперебойное энергоснабжение даже в местах, где его полного отсутствия. Ветроустановки способны обеспечивать предприятия или частные постройки электричеством на долгие годы при условии минимальной скорости ветрового потока 9м/с.

Ветряные генераторы считаются одним из наиболее перспективных на сегодняшнее время систем, способных вырабатывать электроэнергию в автономном режиме. Наиболее оптимальным и мощным по количеству вырабатываемой энергии является система ветрогенераторов, объединенных в одну сеть при помощи компьютерной системы. Это дает возможность управления несколькими сотнями ветровых турбин одновременно.

Прежде чем устанавливать данные устройства, необходимо произвести некоторые расчеты. Прежде всего, нужно будет определить, каким ветропотенциалом обладает местность в районе, где планируется возводить автономные источники энергии. Также особое внимание следует уделить разработке схемы размещения турбин, учитывая характеристики площадки.

В большинстве случаев ветряки, ветряные электростанции для дома или для промышленных предприятий состоят из следующих основных компонентов: ветротурбины, включающей в себя генератор и поворотное устройство, блоков управления и преобразования, мачты, на которую крепится турбина и аккумуляторной батареи.

Как правило, ветротурбины состоят из трех лопастей, хотя, теоретически, возможно любое их количество. Во избежание возникновения частых неисправностей турбины, используется аэромеханическая система, предназначенная для стабилизации частоты вращения.

За производство электроэнергии отвечает генератор, который подсоединен к турбине. В зависимости от модели установки, возможно его подсоединение как напрямую, так и через трансмиссию.

Для возможности ориентирования ветротурбины в зависимости от направления ветровых потоков в данный момент времени, предусмотрено специальное устройство, расположенное на мачте.

Ветрогенераторы для дома, дачи имеют отличную от профессионального оборудования комплектацию и являются менее мощными устройствами. Однако, они прекрасно справляются с проблемой энергообеспечения отдельно стоящих домов во время обесточивания централизованной линии. Они могут вырабатывать энергию круглосуточно, являются экономичными, экологичными, а также достаточно красивыми.

На сегодняшний день ветрогенераторы с вертикальной осью вращения можно встретить гораздо реже, чем с горизонтальной. Однако, они также заслуживают внимания потребителей. В отдельных случаях их установка - это наиболее оптимальное решение проблемы автономного энергоснабжения.

По принципу работы они подразделяются на:
- тихоходные;
- быстроходные.

Наиболее распространенным примером вертикальной ветровой установки являются ветряки карусельного типа.

Ниже приведены усредненные рабочие параметры такого рода конструкции, которые могут незначительно меняться в зависимости от конкретной модели:
- оптимальная мощность - 1кВт;
- установлено два ветромодуля;
- в конструкции отсутствуют растяжки;
- средняя высота установки составляет 12 метров;
- полностью бесшумна;
- минимальная скорость ветра, при которой осуществляется выработка энергии, составляет 3 м/с.

В современное время данные установки пользуются особой популярностью в США, Японии, Канаде и Англии, где их производство поставлено на массовый поток. Вертикальные ветрогенераторы являются простыми в эксплуатации, не требуют сложного технического обслуживания и способны прекрасно справляться даже с приземными часто меняющимися воздушными потоками.

В случае возрастания скорости ветра, данная система способна моментально нарастить силу тяги. После этого скорость вращения будет автоматически стабилизирована. К числу особенностей данной установки также можно отнести их тихоходность, что позволяет применять к ним простейшие электрические схемы. При этом полностью исключается риск повреждения агрегата в случае резкого порыва ветра.

Также существует ортогональный тип ветроустановок, который, в основном, используется в крупной энергетике. Данный тип ветрогенераторов имеет один, но очень существенный недостаток: ему необходим "разбег". Другими словами, чтобы перевести аппарат в режим генератора из режима двигателя, необходимо подвести к нему энергию, чтобы осуществить его раскрутку до необходимых аэродинамических параметров.

Оказывается, что самодельный генератор для ветряка своими руками способен изготовить человек, даже далекий от инженерной деятельности. Для этого необходимо раздобыть тормозные диски автомобиля, у которых следует отшлифовать внутреннюю сторону. Это необходимо сделать для того, чтобы обеспечить магнитам лучшее крепление.

В процессе изготовления к статору необходимо приварить оси для дисков ротора, а в просверленные заранее отверстия обязательно нужно будет вставить шпильки для возможности его крепления.

Все катушки статора должны наматываться в одном и том же направлении, а начало обмоток рекомендуется сразу же помечать, чтобы впоследствии их удалось правильно соединить. На данном этапе придется потрудиться над изготовлением приспособления для намотки. После того, как катушки намотаны, их необходимо покрыть клеем. В итоге должно получиться девять катушек. После этого необходимо приступать к изготовлению формы для отливки статора. В качестве материала для ее изготовления лучше всего подойдут фанерные листы.

Катушки следует равномерно разложить по отмеченной окружности и залить эпоксидной клеем. Для придания статору максимальной прочности, с обеих сторон делаются прокладки из стекловолокна.

Итогом всех манипуляций будет являться трехфазный генератор - основное устройство ветрогенератора, без которого он просто не сможет функционировать.

Конечно, можно избежать всех этих утомительных операций и изготовить ветряк из автомобильного генератора, который, в принципе, удовлетворяет всеми необходимыми характеристиками для данных целей.

Лопасти для ветрогенератора можно изготовить из фанеры, листового пластика или даже из кровельного железа. Главное - позаботиться о том, чтобы они были подходящего размера. В любом случае, по возможности необходимо избегать чрезмерно толстых заготовок, так как ротор должен иметь малый вес. Это уменьшит трение, возникающее в подшипниках и, как следствие, весь барабан будет намного легче раскручиваться ветровыми потоками.

Для тех, кто всерьез задумался обеспечить свое жилище постоянным автономным энергоснабжением и при этом использовать бесплатную энергию ветра, особый интерес представляет самодельный ветрогенератор на постоянных магнитах, который возможно изготовить самостоятельно.

Для него необходимо раздобыть велосипедную втулку от заднего колеса. Магниты для генератора можно найти в старых громкоговорителях (колокольчиках), которые и на сегодняшний день можно увидеть на вокзалах, в общественных местах и везде, где обустраивали раньше громкую связь.

Как показывает практика, вполне хватит четырех сгоревших динамиков. Далее, их следует распилить на 16 частей и установить таким образом, чтобы они были направлены друг на друга одинаковыми полюсами.

Соединение катушек можно выполнять двумя способами: последовательным и параллельным. Следует учитывать, что при первом способе соединения увеличивается сила тока, а при втором - напряжение. Какой из этих вариантов будет наиболее оптимальным в конкретной ситуации, следует подбирать экспериментальным методом.

Данный тип ветровой мини-электростанции является достаточно простым, практичным и не требует материальных затрат на его изготовление. Но перед тем, как сделать ветряк, ветрогенератор, необходимо рассчитать его необходимые параметры и учесть планируемые условия эксплуатации.

Также самостоятельно можно изготовить и ветрогенераторы вертикальные. Обычно на них устанавливают четыре лопасти, каждая из которой имеет 1 метр в высоту и ширину 0.8 метра. Материалом для их изготовления могут служить крыши легковых автомобилей, скрепляемых между собой металлическими крестовинами.

Крепление крестовин проводится к трубе, которою можно раздобыть в старых строительных лесах. Основание такой электростанции будет представлять собой пирамидальную сварную конструкцию.

Основными преимуществами такой конструкции являются маленькая стоимость расходных материалов, надежность, простота сборки, возможность перемещения агрегата из одной точки в другую, простое техническое обслуживание.

Для обеспечения бесперебойным автономным электроснабжением различных промышленных и сельскохозяйственных предприятий используются специальные установки, способные получать электричество из энергии ветра. На сегодняшний день ветрогенераторы промышленные устанавливаются за средства, выделенные государством или крупнейшими корпорациями. Зачастую, отдельные устройства объединяют в цепи с компьютерным управлением. Так получаются ветроэлектростанции.

Основным преимуществом ветра, как источника энергии, является полное отсутствие как исходного сырья для питания генераторов, так и отходов, которые могли бы нанести вред окружающей среде.

К сожалению, и в настоящее время промышленные установки такого плана, преимущественно, производят за рубежом ввиду необходимости использования масштабной ресурсоемкости производства. Плюс к этому, в некоторых странах наблюдаются серьезные проблемы с энергообеспечением, и такие установки представляют собой единственный выход из сложившейся ситуации.

Применимо к промышленным агрегатам для выработки энергии из ветра, по конструкции наиболее распространены трехлопастные ветрогенераторы с осью вращения, расположенной горизонтально. Прежде чем переходить к их установке на местности, необходимо произвести полные исследования площадей, а также выполнить ряд сложных подготовительных и монтажных работ.

Большая мощность ветрогенератора, достигающая 6 Мвт - вот отличительная особенность электростанций, работающих на энергии ветра, что, естественно, сказывается на их стоимости.

Для населения промышленные агрегаты являются недоступными по цене, поэтому среди обычных потребителей наиболее распространены установки небольшой мощности порядка 2-5 кВт. Если скорость ветра будет достигать 4 м/с, такая миниэлектростанция вполне способна будет обеспечить электричеством загородный коттедж или частный дом со всеми установленными в нем бытовыми приборами. Последний вид данного такого устройства также применяется к общественным местам небольших площадей, например, кафе, частных гостиницах и т.д.

Работа любой ветровой электростанции, независимо от того, предназначена ли она для энергообеспечения целого города или это всего лишь ветрогенератор для дачи, сводится к одним и тем же принципам:

- необходимо, чтобы дул ветер;
- при помощи хвоста генератора конструкция разворачивается по ветру;
- лопасти, которые присоединены к генератору, под воздействием ветра приходят в движение;
- за счет вращения лопастей осуществляется выработка электричества, которое потребители могут использовать в своих бытовых целях.

Такой простой принцип действия и объясняет популярность установки среди потребителей, желающих даже в дачном домике иметь автономное бесперебойное энергообеспечение. Для таких целей идеально подходит мини ветряк, мощность которого составляет всего лишь 2 кВт. Данное устройство прекрасно подойдет для обеспечения освещения и работы необходимых бытовых приборов: холодильника, телевизора и т.д. Такой автономный источник энергии может установить даже один человек.

Небезынтересно будет узнать, что можно изготовить ветрогенератор из автомобильного генератора. Конечно, точную себестоимость данного проекта предварительно назвать не представляется возможным. Все зависит от того, какие комплектующие и детали имеются в арсенале у мастера, а какие ему необходимо будет приобрести в магазине. Если придется все покупать, то рекомендуется идти не в магазин, а на рынок, где возможно приобрести б/у детали хорошего качества. Приведем некоторые расценки: б/у генератор мощностью 3-4кВт можно купить за 30-40 у.е. Также необходимо будет обзавестись конденсаторами (металлобумажными или бумажными определенной емкости), схемами подключения конденсатора к обмотке и схемой блока управления, которая состоит из трех рубильников. На данном этапе можно считать, что генераторная установка готова.

Своими руками также можно сконструировать бытовой ветрогенератор вертикальный бесшумный, основное отличие которого заключается в положении оси вращения. Обладатель такой установки, безусловно, оценит все ее преимущества: долговечность, стабильность выдаваемого тока, полное отсутствие шума.

Самым тихоходным ветрогенератором является, безусловно, парусный ветряк. Однако, из-за колоссальной аэродинамики его быстроходность находится в пределах 1- 1,5. Но, несмотря на это, у него существует масса достоинств, основным из которых является чрезвычайная чувствительность. Он реагирует на малейшее движение воздушных масс, начиная от 1 м/с. Это преимущество особенно важно для российской местности, где редко встречается ветер, скорость которого превышает 4-5 м/с. Именно в таких ситуациях, когда более быстроходные ветряки простаивают без дела, данные ветряные электрогенераторы прекрасно справляются с поставленной перед ними задачей.

Еще одним безусловным достоинством данного рода конструкции является элементарность его изготовления. Составляющие данного агрегата можно пересчитать по пальцам: вал установки на подшипниках, на валу находится ступица, к ней, в свою очередь, крепятся мачты, количество которых может варьироваться от 8-ми до 24-х. К мачтам крепятся паруса, которые изготовляются из тонкой, но очень прочной материи, преимущественно синтетической. Противоположный конец паруса прикрепляется при помощи штоков, выполняющих одновременно две роли: противоштормовой защиты и регуляторов углов поворота.

Именно такое элементарное изготовление ветряков объясняет их использование и в современное время, когда, по логике, такие установки должны были давным-давно быть вытесненными из употребления более технологичными агрегатами.

Кроме того, такие миниэлектростанции являются идеальным вариантом для походов и путешествий, так как в сложенном виде имеют размеры небольшого чемодана, паруса можно свернуть, а мачты - сложить. И хотя их эффективность остается невысокой, для подзарядки аккумулятора мобильного телефона ее вполне хватит.

Как вариант, предлагается использовать в качестве материала изготовления парусов пластик, что может способствовать увеличению быстроходности в несколько раз. Однако, это неминуемо должно привести к снижению мобильности, то есть в разобранном виде данная конструкция будет занимать гораздо больше места.