Портативна вітроелектростанція своїми руками

У даній статті пропонується простий і перевірений рішення портативної вітроелектростанції, зібраної власними руками. Вона була випробувана в літній поїздці на море і дозволяє без обмежень користуватися магнітолою, освітленням, зарядками а, при наявності більш-менш серйозного вітру - автомобільним холодильником.

Основою будь-якої вітроелектростанції є генератор (відмінно підходять різні автомобільні та тракторні генератори). В даному випадку в якості генератора буде використаний електродвигун постійного струму з наступними характеристиками: U = 48 В, I = 15 А, n = 1200 об / хв. Ротор буде обертатися з частотою менше 500 об / хв, а, по мірі збільшення швидкості вітру, швидкість обертання не буде зростати, але буде рости струм заряду. На валу встановлюється ланцюгова зірочка (z = 10), ведена зірочка - z = 48. Зірочку можна взяти, наприклад, від велосипедного двигуна типу Д-6, провідну і весь кареточний вузол можна взяти від дорослого велосипеда. Раму необхідно буде розпиляти, надати потрібну форму і заварити. Генератор закріплюється на рамі за допомогою болтів М8.

Натисніть на картинку для збільшення

Роликовий ланцюг з кроком 2,7 мм перед установкою кип'ятиться 5-7 хвилин в моторному маслі. Після кип'ятіння ланцюг необхідно протерти ганчіркою. Найкраще використовувати ланцюг від мотоцикла, тому що її термін експлуатації набагато довше велосипедної.

Вал каретки прийдеться виточувати новий, подовжений. Підшипники кареточного вузла при складанні змащуються мастилом ЦИАТИМ або «Літол-24». Після цього на вал нагвинчується гайка М16 (до упору), надівається фланець (рис. 3) і затискається інший гайкою. До фланця вісьмома болтами М6 кріпиться диск (рис. 4), таким чином, щоб виступ фланця діаметром 40 мм увійшов в отвір диска.

Сам фланець виготовляють на токарному верстаті зі сталі. Спочатку виточується диск (рис. 3, поз. 1), потім головка торцевого ключа на 24 відрізається з боку власника по висоті до 20 мм. Після чого обидві ці деталі співвісно суміщають один з одним і зварюють. У разі, якщо ви будете використовувати тільки дві лопаті, є можливість замінити диск і фланець сталевий пластиною (рис. 1, поз. 3).

Лопаті вітрогенератора виготовляються з дюралюмінію товщиною 2 мм. Після виготовлення лопаті необхідно надати дугоподібну форму. Для цього її кладуть на щось кругле (наприклад, трубу діаметром 800 мм і довжиною не менше 800 мм) і гнуть по лінії, зазначеної на кресленні. Далі лопать за допомогою шести шурупів кріпиться до дерев'яної спиці, яка робиться з струганого дерев'яного бруска 36х55х500 мм. Кожна спиця за допомогою двох болтів М8 приєднується до диска або пластині.

Якщо ви розраховуєте експлуатувати вітряк при слабкому вітрі (5-8 м / с) - оптимальним буде використовувати шість однакових лопатей. При більш сильному вітрі краще обмежити кількість лопатей двома (навіть при невеликому вітрі, дволопатевий вітряк видає 4-6 А при напрузі 14 В). Можна зменшити довжину лопатей до 80 см.

До нижньої частини рами приварюється штир - шматок труби довжиною 120-150 мм. Необхідно, щоб цей штир з невеликим проміжком входив в трубу-щоглу. Перед монтажем, штир змащується і прокладається латунної шайбою. На цій шайбі весь вузол буде в подальшому легко обертатися в горизонтальній площині, і, за допомогою знімного стабілізатора, ставати проти вітру.

Щогла має довжину 3 - 3,5 м. Найпростіше виготовити її з водопровідної труби діаметром не менше 34 мм. У нижній частині щогли, до торця труби, приварюється опорний майданчик площею 20-30 кв.см. До цієї майданчику приварюється штир діаметром 12-15 мм і довжиною 150 мм. У момент установки вітрогенератора на місцевості, штир просто встромляється в землю. На відстані 1 м від верхнього кінця щогли, по колу труби необхідно приварити чотири гайки М10. Вони будуть використовуватися для кріплення розтяжок. Для зручності перевезення, щоглу краще зробити розбірний - з двох частин. У стаціонарних умовах ви можете зробити щоглу вищою і з інших матеріалів.

Тепер давайте розглянемо пульт контролю і зарядки акумулятора. У цей блок входять вольтметр і амперметр постійного струму (будь-якого типу). Краще підбирати прилади невеликих розмірів. Амперметр - з максимальним струмом 20-30 А, вольтметр - на 15-30 В. Діод для розв'язки - на струм 20 А (будь-якого типу). Для реостата можна взяти дротове опір типу ППБ-50Г на 5-10 0м, розраховане на потужність до 50 Вт. Однак, його необхідно буде трохи доопрацювати. З лівого краю зніміть кілька витків дроту так, щоб в робочому положенні ланцюг розривалася. Можна вибрати будь-який інший резистор. Головне, щоб він протягом декількох секунд витримує струм в 20 А. Якщо акумулятор повністю заряджений і напруга на ньому досягає 14 - 14,5 В, резистор протягом 3 секунд закорачіват генератор, що призводить до його останавке (струм при цьому менше робочого в 3-4 рази). Після зупинки одну з лопатей необхідно прив'язати до щогли. Різко закорочувати генератор не можна, воізбежаніе поломок. УВАГА! Навіть при середньому вітрі, вручну, за лопать зупиняти вітряк дуже небезпечно. Зменшувати реостатом струм заряду теж не можна, тому що він вигорить протягом хвилини. Як токоведущего дроти можна взяти будь-який м'який кабель перетином 3-4 кв.мм (краще прогумований). Кабель пропускають всередині щогловою труби.

Звичайно ж, електроніку управління можна зробити більш досконалої. Замість одного діода - використовувати діодний міст, додати стабілізатор напруги (простий емітерний повторювач або імпульсний стабілізатор) для вирішення проблеми перезарядки акумулятора. Крім того, можна додати в конструкцію перетворювач напруги для отримання на виході 220 В.

Так само можна внести значну кількість поліпшень в механізм конструкції. Наприклад, зробити лопаті по авіамодельної технології кручені (щоб зберегти постійний крок). Вобщем багато чого можна додати / змінити для збільшення ефективності конструкції. Метою даної статті є аналіз найпростішої конструкції - найдешевшою і швидкої у виготовленні.