Декоративная садовая ветряная мельница своими руками

Всем привет! В данной статье я попытаюсь вами подробно описать и показать, как сделать интересный элемент декора вашего садового участка. А именно соберём мы, садовую декоративную мельницу, лопасти которой будут вращаться от порывов ветра. Данная самоделка отлично впишется в сад и огород с большой площадью, так как сама по себе самоделка будет весьма крупной. Позволить собрать данную самоделку сможет абсолютно каждый, так как она в целом будет собрана из дешевых и доступных материалов и с помощью простых инструментов. Ну, что ж, думаю не стоит тянуть с длинным предисловием, погнали.

Для данной садовой декоративной мельницы нам понадобится следующее, а именно:
— Брус 40*40*2500 примерно 8шт
— Брус 40*20*1500 – 2шт
— Вагонка 13*1500 примерно 25шт
— Шпилька М12 – 1шт
— Уголки 40*40*2500 примерно 5шт
— Подшипники под шпильку — 2шт
— Фанера 12-20мм- 1м^2
— Наличник полукруг 2 м – 4шт
— Гвозди 500гр
— Саморезы 500гр
— Гайки м12- 10шт
— Шайбы металлические 2шт
— Пропитка, лак и т.п.

42,5 со спилом под 45 градусов с одной стороны и 2 отреза по 38 см. то же со спилом под 45 градусов (см. фото).

Начинаем сборку непосредственно самой рамы конструкцию, из заготовок, выпиленных ранее нам необходимо собрать две одинаковые трапеции. Трапеции будем собирать из заготовок с длинами 100 см, 24 см и 44 см. Скреплять бруски между собой длинной не менее 100мм. На данном этапе необходимо все сделать предельно аккуратно и ровно, так как если рама будет кривой, то потом саму мельницу сделать ровной будет весьма и весьма проблематично.

Собрав две «плоских» трапеции нам необходимо соединить их в одну объёмную трапецию. Соединять их между собой будет оставшимися брусками на 24 и 44см. Делать это следует так, кладём сначала одну трапецию на пол, на её концы перпендикулярно ставим бруски (в верхней части короткие, а в нижней соответственно длинные), затем аккуратно кладем вторую и скручиваем их между собой саморезами. В итоге у нас должно получаться как на фото ниже.

Переходим к сборке верхней части рамы, соберём пока саму основу без крыши. Для этой самой основы верхней части нам нужны бруски на 60 см и 51 см. Кладём на пол параллельно два бруска на 60см, и между ними по краям кладем пару брусков по 51. То есть у вас должен получиться квадрат с размерами 60*60см. Скрепляем бруски и далее нам необходимо прикрутить ещё пару брусков «распорок», их прикручиваем параллельно 60 сантиметровым брусками внутри самого квадрата.

Далее берём бруски с отпиленными под 45 градусов краями. Их нам необходимо прикрутить по краям так как это изображено на фото данном ниже. Тут важно чтобы эти элементы были максимально одинаковыми иначе далее будет много проблем с подгонкой крыши, а также сами эти перекладины должны располагаться заподлицо с основанием. Также два этих элемента скрепляем между собой оставшемся бруском

После чего соединяем между собой две части рамы. Соединяем так, чтобы крыша выступала со всех сторон на одинаковое расстояние. Так как на данное соединение все-таки будет нагружаться не большая нагрузка рекомендуется скреплять эти части между собой большим количеством саморезов, примерно 6-8шт. Рама готова, и я бы порекомендовал вам пропитать её какой-либо масляной пропиткой, делать это совсем не обязательно, но благодаря пропитке срок службы самоделки продлится.

Переходим к обшивке, это не самый сложный этап постройки, но, наверное, самый долгий. Тут ничего не обычного, прикладываем отрезок вагонки на место установки, отмечаем карандашом лишнее, затем отпиливаем лишнее и с помощью молотка и гвоздей прибиваем отрезок на свое место. Таким образом обшиваем всю трапециевидную часть, и низ верхней части, саму крышу пока не трогаем.

Теперь нам необходимо установить вращающейся вал для лопастей. Вал у нас будет установлен на подшипниках, так вот нам не обходим закрепить подходящие подшипники в верхней части и сделать это ровно параллельно относительно друг друга. Сами подшипники было решено забивать в фанерный лист. Для этого вырезаем лист фанеры с необходимыми размерами и устанавливаем его в верхней части при помощи брусков (см. фото).

Отмечаем места под отверстия, убедившись, что метки стоят в нужных местах, начинаем сверление. Диаметр отверстий должен быть немного меньше, чем диаметр выбранных вами подшипников, это нужно для того чтобы подшипники плотно забивались в свое посадочное место, а не болтались в нём. Такого рода отверстия необходимо высверливать перьевым, либо корончатом сверлом.

Далее снимаем фанерные заготовки, забиваем подшипники и обратно устанавливаем заготовки на свои места. Теперь нам надо в уже установленные подшипники вставить шпильку. Для того чтобы шпилька вращалась за счет подшипников и не вылетала со своего посадочного места, необходимо с обеих сторон каждого подшипника, закрутить гайки. При установке гаек важно их не перетянуть, так как может изогнуться шпилька и плавно вращаться она не сможет.

Пока не отпиливаем лишнюю часть шпильки и после чего снова переходим к обшивке. Теперь нам необходимо обшить вагонкой переднюю и заднюю часть. Тут придётся немного поднапрячься с передней частью, так как нам необходимо проделать сквозное отверстие под шпильку. Для этого устанавливаем вагонку рядом со шпилькой и определяем высоту отверстия. Проделываем по центру куска отверстие на найденной высоте, затем устанавливаем эту заготовку на место, просуну через отверстие шпильку, карандашом отвечаем выступающие за края части и спиливаем их.

Далее прибиваем крышу, с крышей рекомендую сделать следующее, а именно нарезать сразу необходимое количество отрезков вагонки, соединить их между собой и одним пластом прибить на свое место. После чего прибиваем уголки, туда, где это необходимо.

Переходим к изготовлению пропеллера. Для пропеллера нам понадобятся два бруска 40*20*1500. По их центру необходимо проделать по одному сквозному отверстию, диаметром равным диаметру шпильки. Затем, чтобы два бруска можно было соединить между собой в одни крест, необходимо проделать пару пазов как на фото ниже.

На данном этапе мы имеем готовую крестовину, так вот для того чтобы, когда мы закрепим поперечины она, могла вращаться от порывов ветра, необходимо задать угол. Сделать это с помощью циркулярной пилы или лобзиком не составит труда. Но я пошел по сложному пути и использовал молоток зубило и рубанок (см. фото).

Сделав со всех сторон скосы на брусках, к ним самим необходимо прикрутить поперечины так как на фото ниже. В качестве самих поперечен я использовал дверной полукруглый наличник. Прикручивал их на расстоянии 30 мм друг от друга, самая крайняя поперечина была 50 см и каждая следующая на 5 см короче предыдущей.

В принципе на данном этапе можно оставаться если вас устраивает результат. Но для декора я решил сделать дверь и окно, тут комментарии излишни, так как все предельно просто. Вы же можете пойти дальше и украсить вашу самоделку как душе угодно.

Все готово, в итоге у нас получилась интересная садовая самоделка, которая будет радовать вас и ваших гостей.

Источник

Как сделать ветрогенератор своими руками

Ветер – это бесплатная энергия! Так давайте же её использовать в личных целях. Если создание ВЭС в промышленных масштабах это очень дорого, потому что кроме генератора нужно провести ряд исследований и расчётов, государство не берет на себя такие расходы, а инвесторам в странах бывшего СССР – это, почему-то не вызывает особого интереса. То в частном порядке можно сделать мини-ветряк для собственных нужд. Стоит понимать, что проект перевода вашего дома на альтернативную энергию очень дорогое занятие.

Как уже было сказано: нужно произвести длительные наблюдения и расчёты, чтобы подобрать оптимальное соотношение размеров ветряного колеса и генератора, подходящее к вашему климату, розе ветров и среднегодовой скорости ветра.

Эффективность ветроэлектрической установки в пределах одного региона может отличаться в разы, это связано с тем, что движение ветра зависит не только от климатического пояса, но и от рельефа местности.

Однако вы можете узнать, что такое ветроэнергетика с минимальными затратами собрав бюджетную установку для питания маломощной нагрузки, типа смартфона, лампочек или радиоприёмника. При должном подходе вы можете обеспечить электроэнергией небольшой дом или дачный участок.

Давайте рассмотрим каким образом можно сделать простейшую ветроэлектрическую установку своими руками.

Содержание статьи

Маломощные ветряки из подручных средств

Компьютерный кулер представляет собой бесколлектроный двигатель, который в своем первоначальном виде не представляет практической ценности.

Его нужно перемотать, так как в оригинале обмотки соединены неподходящим образом. Мотать катушки поочередно:

По часовой стрелке;

Против часовой стрелки;

По часовой стрелке;

Против часовой стрелки.

Соединять соседние катушки нужно последовательно, а еще лучше мотать одним куском провода переходя от одного паза к другому. Толщину провода в этом случае подбирать произвольно, лучше будет если вы намотаете как можно больше витков, а это возможно при использовании наименее тонким проводом.

Выходное напряжение с такого генератора будет переменным, а его величина будет зависеть от оборотов (скорости ветра), установите диодный мост из диодов Шоттки, чтобы выпрямить его до постоянного, обычные диоды подойдут, но будет хуже, т.к. на них упадёт напряжение от 1 до 2-х вольт.

Лирическое отступление, немного теории

Запомните величина ЭДС равняется:

где L – длина проводника помещенного в магнитное поле; V – скорость вращения магнитного поля;

При модернизации генератора вы можете влиять только на длину проводника, то есть на количество витков каждой из катушек. Количество витков – определяет выходное напряжение, а толщина провода – максимальную токовую нагрузку.

На практике влиять на скорость ветра нельзя. Однако из этой ситуации тоже есть выход, можно, узнав типовую скорость ветра для вашей местности спроектировать подходящий по оборотам винт для ветроэлектрической установки, а также редуктор или ременную передачу, для обеспечения достаточных оборотов для генерации нужного по величине напряжения.

ВАЖНО: Быстрее не значит лучше. При слишком большой скорости вращения ветрогенератора сократиться его ресурс, ухудшаться смазочные свойства втулок или подшипников ротора, и он заклинит, а быстрее всего произойдет пробой изоляции обмоток в генераторе.

Генератор состоит из:

Промышленные конструкции ветрогенераторов:

Увеличиваем мощность генератора из компьютерного кулера

Во-первых, чем больше лопастей и диаметр колеса – тем лучше, поэтому присмотритесь к 120-мм кулерам.

Во-вторых, мы уже сказали, что напряжение зависит и от магнитного поля, дело в том, что промышленные генераторы высокой мощности имеют обмотки возбуждения, а низкой мощности – сильные магниты. В кулере магниты крайне слабые и не позволяют добиться хороших результатов от генератора, да и зазор между ротором и статором весьма велик – порядка 1 мм, и это при и без того слабых магнитах.

Решение этой проблемы кардинально изменить конструкцию генератора. Вернее, от кулера потребуется только крыльчатка, в качестве самого генератора применим моторчик от принтера или любой другой бытовой техники. Наиболее часто встречаются щеточные двигатели с возбуждением от постоянных магнитов.

В результате это будет выглядеть так.

Мощности подобного генератора хватит, чтобы запитать светодиоды, радиоприемник. Для подзарядки телефона его не хватит, телефон будет отображать процесс заряда, но ток будет крайне мал, до 100 Ампер, при ветре 5-10 метров в секунду.

Шаговые двигатели в роли ветрогенератора

Шаговый двигатель очень часто встречается в компьютерной и бытовой технике, в различных проигрывателях, флоппи-дисководах (интересны старые модели 5.25”), принтерах (особенно матричных), сканерах и т.д.

Данные двигатели без переделок могут работать в роли генератора, они представляют собой ротор с постоянными магнитами, и статор с обмотками, типовая схема подключения шагового двигателя в режиме генератора изображена на рисунке.

В схеме установлен линейный стабилизатор на 5 Вольт, типа L7805, что позволит без опасения подключать мобильные телефоны к такому ветряку для их зарядки.

На фото генератор из шагового двигателя с установленными лопастями.

Двигатель в конкретном случае с 4-мя выходными проводами, схема соответственно под него. Двигатель с такими габаритами в режиме генератора выдаёт примерно 2 Вт при слабом ветре (скорость ветра около 3 м/с) и 5 м/с при сильном (до 10 м/с).

Кстати вот аналогичная схема со стабилитроном, вместо L7805. Позволяет заряжать Li-ion батареи.

Доработка самодельного ветряка

Чтобы генератор работал эффективнее нужно сделать ему направляющий хвостовик и закрепить его на мачте подвижно. Тогда при изменении направления ветра – будет изменяться направление ветрогенератора. Тогда возникает следующая проблема – кабель, идущий от генератора к потребителю будет закручиваться вокруг мачты. Чтобы это решить нужно обеспечить подвижный контакт. На Ebay и Aliexpress продаётся готовое решение.

Нижних три провода – неподвижны идут вниз, а верхний пучок проводов – подвижен, внутри установлен скользящий контакт или щеточный механизм. Если у вас нет возможности купить, проявите смекалку, и, вдохновившись решением конструкторов автомобиля Жигули, а именно реализацией подвижного контакта кнопки сигнала на руле и сделайте что-то похожее. Или воспользуйтесь контактной площадкой от электрочайника.

Соединив разъёмы, вы получите подвижный контакт.

Мощный ветрогенератор из подручных средств.

Для получения большей мощности вы можете использовать два варианта:

1. Генератор из шуруповерта (10-50 Вт);

2. Ветрогенератор из автомобильного генератора.

Из шуруповерта понадобиться только моторчик, вариант аналогичен предыдущему, в качестве винта вы можете использовать лопасти от вентилятора, это увеличит итоговую мощность вашей установки.

Вот пример реализации такого проекта:

Обратите внимание как здесь реализована шестеренчатая повышающая передача – вал ветрогенератора расположен в трубе, на его конце расположена шестерня, которая передаёт вращение меньшей шестерне закрепленной на валу двигателя. Повышение оборотов двигателя имеет место и в промышленных ветряных электроустановках. Редуктора применяются повсеместно.

Однако в условиях самоделки изготовить редуктор становиться большой проблемой. Вы можете извлечь редуктор из электроинструмента, он там нужен чтобы понизить высокие обороты на валу коллекторного двигателя в нормальные обороты патрона на дрели, или диска болгарки:

В дрели установлен планетарный редуктор;

В болгарке установлен угловой редуктор (станет полезным для монтажа некоторых установок и уменьшит нагрузку с хвоста ВЭУ);

Редуктор от ручной дрели.

Такой вариант самодельного ветрогенератора уже может заряжать 12 В аккумуляторы, однако нужен преобразователь для формирования зарядного тока и напряжения. Эту задачу можно упростить применив автомобильный генератор.

Ветрогенератор из автомобильного генератора

Автомобильный генератор состоит из статора с трёхфазной обмоткой, и ротора со щёточным узлом и катушкой возбуждения. К нагрузке такой генератор подключается через диодный мост собранный по схеме Ларионова, он обычно расположен на задней крышке генератора.

Преимущество такого генератора – возможность использовать его для зарядки автомобильных аккумуляторов, в принципе он для этого и предназначен. Автогенераторы имеют встроенное реле-регулятор напряжения, что избавляет от необходимости покупать дополнительные стабилизаторы или преобразователи.

Однако автолюбители знают, что на низких холостых оборотах, примерно 500-1000 Об/мин мощность такого генератора мала, и он не обеспечивает должного тока для заряда аккумулятора. Это приводит к необходимости подключения к ветроколесу через редуктор или ременную передачу.

Отрегулировать количество оборотов при нормальной для ваших широт скорости ветра можно с помощью подбора передаточного числа либо с помощью правильно спроектированного ветроколеса.

Полезные советы

Пожалуй, самая удобная для повторения конструкция мачты для ветряка – изображена на картинке. Такая мачта растягивается на тросах, закрепленных на держателях в земле, что обеспечивает устойчивость.

Важно: Высота мачты должна быть как можно большей примерно 10 метров. На большей высоте ветер сильнее, потому что для него нет препятствий в виде наземных сооружений, холмов и деревьев. Ни в коем случае не устанавливайте ветрогенератор на крыше своего дома. Резонансные колебания крепежных конструкций могут вызвать разрушение его стен.

Позаботьтесь о надёжности несущей мачты, ведь конструкция ветряка на базе такого генератора значительно утяжеляется и представляет собой уже довольно серьезное решение, которое может осуществлять автономное электроснабжение дачи с минимальным набором электрических приборов. Устройства, которые работают от 220 Вольт можно запитать от инвертора 12-220 В. Самый распространённый вариант такого инвертора – блок бесперебойного питания для ПК.

Лучше использовать генераторы от дизельных, в т.ч. грузовых автомобилей, ведь они рассчитаны для работы на низких оборотах. В среднем дизельный двигатель крупного грузовика работает в диапазоне оборотов от 300 до 3500 об/мин.

Современные генераторы выдают 12 или 24 Вольт, а ток в 100 Ампер – уже давно стал нормальным. Проведя несложные вычисления можно определить, что такой генератор максимально выдаст вам до 1 кВт мощности, а генератор от жигулей (12 В 40-60 А) 350-500 Вт, что уже довольно приличная цифра.

Каким должно быть ветроколесо для самодельной ВЭУ?

Я упомянул в тексте о том, что ветроколесо должно быть большим и с большим количеством лопастей, на самом деле это не так. Это утверждение было справедливо для тех микро-генераторов, которые не претендуют на звание серьезных электрических машин, а скорее экземпляры для ознакомления и досуга.

На самом деле проектирование, расчёт и создание ветроколеса – это очень сложная задача. Энергия ветра будет использоваться рациональнее, если оно выполнено очень точно и идеально выведен «авиационный» профиль, при этом он должен быть установлен с минимальным углом к плоскости вращения колеса.

Реальная мощность ветроколес с одинаковым диаметром и разным количеством лопастей – одинаково, разница лишь в скорости их вращения. Чем меньше крыльев – тем больше оборотов в минуту, при том же ветре и диаметре. Если вы собираетесь добиться максимальных оборотов вы должны максимально точно смонтировать крылья с минимальным углом к плоскости их вращения.

Ознакомьтесь с таблицей из книги 1956 года «Самодельная ветроэлектростанция» изд. ДОСААФ Москва. На ней показана связь диаметра колеса, мощности и оборотов.

Диаметр ветроколеса (м)	1,6	2,0	2,5	3,0	4,0	5,0
Число оборотов в минуту (при ветре 7 — 8 м/с)	670	450	360	300	225	180
Мощность (при ветре 7—8 м/сек) (ватт)	65 — 80	100 — 130	200	300	500	1000

В домашних условиях эти теоретические выкладки дают мало толку, любители делают ветроколеса из подручных средств, в ход идёт:

Пластиковые канализационные трубы.

Собрать своими руками быстроходное 2-4 лопастное ветроколесо можно из канализационных труб, кроме них нужна ножовка или любой другой режущий инструмент. Использование этих труб обусловлено их формой, после обрезки они имеют вогнутую форму, что обеспечивает высокую отзывчивость к потокам воздуха.

После обрезки их закрепляют с помощью БОЛТОВ на металлической, текстолитовой или фанерной болванке. Если вы собрались делать её из фанеры – лучше переклейте и скрутите саморезами с обеих сторон несколько слоев фанеры, тогда у вас получится добиться жесткости.

Вот идея двух лопастной цельной крыльчатки для генератора из шагового двигателя.

Выводы

Вы можете сделать ветроэлектрическую установку начиная от малых мощностей – единиц Ватт, для питания отдельных светодиодных светильников, маячков и мелкой техники, до хороших значений мощности в единицах киловатт, накапливать энергию в аккумуляторе, использовать её в исходном виде или преобразовывать до 220 Вольт. Стоимость такого проекта будет зависеть от ваших потребностей, пожалуй, самым дороги элементом является мачта и аккумуляторы, может оказаться в пределах 300-500 долларов.

Источник