Роторный ветрогенератор своими руками: чертежи, схемы, инструкция по сборке

Роторный ветрогенераторВетровая электростанция, которая имеет горизонтальную ось вращения, хоть и обладает высокими показателями КПД, имеет некоторые недостатки. Например, осуществляемая передача через коллектор тока в состоянии вызвать значительные потери энергии и привести к таким неприятностям, как нарушение контактов из-за их окисления, снижение упругости пластин.

Во многих ситуациях более практичным и выгодным будет вертикальный (роторный) ветрогенератор, который имеет свойство работать при ветре любого направления. Роторный ветрогенератор, как правило, устанавливается на мачте или столбе. Интересно, что сделать своими руками данное устройство не так сложно, как может показаться на первый взгляд, так как простота конструкции – одно из главных достоинств роторного ветрогенератора.

Для того, чтобы соорудить роторный ветрогенератор своими руками, необходимо:

  1. Взять три диска из фанеры, имеющими диаметр 1000 мм. Толщина каждого должна составлять не менее 10 мм. Это будут аэродинамические шайбы-перегородки.
  2. Потребуется четыре пластины с параметрами 500 на 1050 мм и толщиной около 5. Это будут лопатки ротора.
  3. Необходимо произвести стыковку данных элементов при помощи специальных дюралюминиевых уголков, которые имеют сечение 2x30x30 мм, также для соединения используются винты марки М5 вместе с шайбами и гайками.
  4. Усиливается данная конструкция стяжками, выполненными из стальных стержней, имеющих диаметр 6 мм и на концах резьбу.
  5. Нижняя шайба должна быть укреплена брусками из дерева с сечением 40 на 40 мм.

После того, как была осуществлена предварительная сборка, ветряк полностью разбирается для того, чтобы все элементы из фанеры примерно три раза пропитать олифой. Только после этого процесса и полного высыхания покрытия конструкция собирается в окончательно и после окрашивается алкидной эмалью.

В качестве подшипникового узла можно использовать специальный тормозной мотоциклетный барабан. Ротор устанавливается на него посредством дистанционных втулок и болтов уже марки М8 с шайбами и гайками. В процессе монтажа между узлом и самим ротором необходимо установить самодельную ведущую звездочку цепного мультипликатора, также ведомая звездочка должна быть установлена на вал генератора. Звездочка, обладающая ведущими функциями, вырезается из дюралюминиевого листа, который имеет толщину около 4 мм. Технология изготовления состоит в том, чтобы сначала на ее делительной окружности разметить центры отверстий, которые образуют впадины для зубьев, потом при помощи сверла, напильника и ножовки следует сформировать сами зубья.

Как правило, роторный генератор оснащен практически таким же тормозным устройством, как и на ВЭС. Его привод может быть таким же аэродинамическим. При сборе конструкции на ось тормозного кулачка рекомендуется закрепить стальную втулку, которая, в свою очередь, имеет четыре приваренные трубчатые штанги. На концах каждой из них могут быть расположены специальные полуцилиндрические лопасти из фанеры. Важно осуществить замену пружины, стягивающей колодки тормозов на ту, которая обладает немного меньшими показателями жесткости. Данное устройство, как правило, срабатывает при скорости ветра больше, чем 10 м/с.

Во многих роторных генераторах есть одно достоинство – присутствие автоматического оригинального устройства, которое устанавливает лопатки ротора в самое оптимальное положение, причем в строгой зависимости от скорости ветра. Подобная конструкция производится из фанеры толщиной 3 мм, из пластика, имеющего слоистую структуру или из дюралюминия с показателями толщины до 0,8 мм. Кроме того, устройство может быть установлено на металлическом каркасе.

Нижняя и верхняя крестовины, которые относятся к креплению лопаток ротора, производятся из стальных полос, имеющих толщину около 5 мм. Для того, чтобы максимально укрепить нижнюю крестовину, ее усиливают специальными стальными подкосами, которые определенным способом привариваются снизу. Крепятся такие детали непосредственно на валу двигателя при помощи стопорных винтов М8.

Если генератор обладает возможностью автоматически устанавливать лопатки, то будет обеспечена постоянная скорость его вращения вне зависимости от того, какой силы ветер дует. Состоит данная часть конструкции из самой крестовины, пружины и тяги.

Что касается принципа работы такого автомата, то он достаточно прост. Если скорость ветра небольшая, пружина при сжимании поставит лопатки в такое положение, которое оптимально подойдет для максимального использования пусть и не большой силы ветра. По мере того, как частота вращения ротора увеличивается, тяги, которые одновременно играют роль грузов-балансиров, будут под действием центробежной силы поворачивать роторные лопатки внутрь. В результате данного процесса будет достигнута максимальная стабильность вращения конструкции.

При изготовлении данного автоматического устройства важно обратить внимание на балансировку всей конструкции в целом. Только опытным путем должна подбираться жесткость пружины, которая работает исключительно на растяжение. Если есть на то необходимость, могут быть установлены специальные дополнительные грузы на все стороны лопаток, которые обращены к оси генератора. Именно они в состоянии обеспечить автоматическое срабатывание автомата, когда скорость его вращения будет увеличиваться.

Подводя итог всему вышесказанному, можно отметить, что ветровой генератор состоит из верхней крестовины, лопаток ротора, нижней крестовины, тяги-балансира, пружины, вала ротора, крестовины автомата установки лопаток, основания ветродвигателя и шкива.

Существует еще одна деталь – рама привода двигателя ротора. Она изготавливается из стальных уголков, имеющих сечение 5x50x50 мм. Сами площадки для монтажа корпуса подшипников вырезаются из листа стали толщиной 5 мм. Последние закрепляются при помощи сварки, при этом нижняя их площадка должна быть подвижной, для того чтобы осуществлять центровку вала ротора. Используемые в этом процессе подшипники должны иметь маркировку № 106 и № 206.

Ветрогенератор своими руками

Если есть желание или необходимость применить электрогенератор под ветродвигатель, то рекомендуется использовать тот, который предназначен легковому транспортному средству. Стоит отметить, что данная конструкция совсем неплохо работает вместе с насосом, при необходимости поднять из скважины воду или из колодца и направить в водонапорную башню. Для этой цели можно использовать топливный автомобильный насос или специальную водяную помпу, которая раньше находилась в стиральной машине. Первый изготавливается при помощи одного или нескольких кулачков, на одинаковом расстоянии расположенных по всему валу ветродвигателя, вторая – посредством ременной передачи.

Есть еще один способ изготовления ветрогенератора. Для него необходимо:

  • разрезать пополам пластиковую бутыль;
  • закрепить части друг с другом при помощи специальных, заранее приготовленных кружков из текстолита или фанеры; 
  • прямо по центру кружков надо установить ось вращения;
  • на ось закрепить сам генератор электрической энергии.

При желании можно сделать ветряк разборным, тогда появляется возможность применять его в походах для того, чтобы осуществить подзарядку аккумуляторов фотоаппаратов, мобильных телефонов или батарей от ноутбука. Кроме того, с помощью данного приспособления можно легко провести освещение всей палатки, опять же в походе, а при необходимости осветить вообще весь палаточный городок, если установить несколько подобных конструкций. Переносить такой генератор очень удобно, так как в разобранном виде он занимает совсем немного места. Чаши из пластика можно уложить одна в другую, а затем в них же уложит сам электрогенератор.

Для того, чтобы стационарно установить данную конструкцию, например, на садовом участке или на даче, лучше соорудить более надежный вид генератора – неразборный – и капитально закрепить его на крыше.

Опубликовано: Октябрь 23, 2012